水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响

王立峰等:水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响

水灰比对混凝土强度及氯离子渗透性的影响

王立峰1

, 李家和2

, 朱广祥3

, 朱卫中

3

(1.中铁建设集团有限公司, 哈尔滨 150001; 2.哈尔滨工业大学土木工程学院, 哈尔滨 150001;

3.黑龙江省寒地建筑科学研究院, 哈尔滨 150080)

摘 要 主要研究了水灰比对混凝土强度和氯离子电通量的影响。试验结果表明:水灰比增大混凝土的强度明显降低,氯离子电通量增大;水灰比从0.33增加到0.37和0.41时,混凝土28d 氯离子电通量的增加幅度接近或超过了50%。

关键词 混凝土;水灰比;氯离子渗透;抗压强度 中图分类号 TU 528 0 文献标识码 B

文章编号 1001-6864(2011)05-0007-02

INFLUENCE OF W ATER CEMENT RATIO ON STRENGTH AND

C HLOR IDE ION PERMEABILI TY OF CONCRETE WANG L i feng 1

, LI Jia he 2

, ZHU Guang x iang 3

, Z HU W e i zhong

3

(1.Ch i n a Ra il w ay C onstr uction G r oup Co .,L t d ,H arb i n 150001,China ;

2.School of C i v ilEng ineeri n g ,H I T ,H arbin 150001,Chi n a ;

3.H eilong jiang Prov i n ce A cade m y of Co ld A rea Bu ilding Research,H arb i n 150080,China) Abst ract :Infl u ence of w ater ce m ent ratio on strength and ch l o ri d e i o n per m eability o f concrete is stud ied in th is paper .The resu lts show that strength decreased si g nificantl y ,electric fl u x i n creased when w ater ce m ent rati o i n creased .W hen w ater ce m en t ratio i n creased fro m 0.33to 0.37and 0.41,28d e lectric fl u x of concrete increased close to 50%.

K ey w ords :concrete ,;w ater ce m en t ratio ;ch lori d e per m eab ility ;co m pressi v e strength

[基金项目] 973 计划项目 水泥低能耗制备与高效应用的基础研究 第六课题 水泥基材料的产物与结构稳定性及服役行为 (2009CB623106);中铁建设集团项目 新建哈尔滨西客站工程严寒气候条件下结构混凝土冬期施工技术研究

随着混凝土技术的进步,影响混凝土的可变因素越来越多,这些因素影响着混凝土的两个最重要的性能参数,即渗透性和强度。混凝土的渗透性是其耐久性的最重要方面,实际工程中的混凝土往往是受环境中的水、气体以及侵蚀性介质的侵入而劣化。产生上述劣化作用需要内、外两个因素[2],内部因素是指混凝土的成分和结构,外部因素是指环境中侵蚀性介质和水等。为此有必要从内部因素入手提高混凝土的耐久性能[3]。由于渗透性是混凝土最根本的性质之一,并且与耐久性直接相关,所以成为混凝土试验和研究中的一项重要内容[4]。本文通过试验测试了不同水灰比的混凝土强度和氯离子电通量,目的在于为配制更加抗渗的混凝土提供基础数据。1 试验

(1) 原材料:水泥:P O 42 5水泥;粗集料:表面粗糙、级配良好的碎石,粒径为5~25mm,压碎指标为3%,含泥量为0 2%;砂:山砂,细度模数为2 8,满足 区级配的要求,含泥量为0 9%;减水剂:菏泽联强建筑材料有限公司生产的聚羧酸高效减水剂;水:哈尔滨自来水。

(2) 混凝土配合比设计。本试验中混凝土的砂率为40%,固定砂石用量,改变拌合用水,通过调整高效减水剂的用量使混凝土坍落度控制在200 20mm,如表1所示。

表1

混凝土配合比设计

kg m -3

编号水灰比水泥砂碎石水G -0 330 335107*********G -0 370 375107*********G -0 41

0 41

510

714

1028

209

(3) 试验方法:试验采用A STM C1202法测试混凝土氯离子电通量。将每组新拌混凝土制成3个尺寸为 100mm 50mm 的试块,标准养护至28d 后进行真空饱水,饱水结束后进行测试。测试时在试件轴向施加60V 的直流电压,试件两端的正负试验槽内分别注满摩尔浓度为0 3mo l/L 的N a OH 溶液和质量浓度为3.0%的N aC l 溶液,记录6h 内通过试件的总电量即为试件的电通量。

抗压强度采用100mm 100mm 100mm 的立方体试7

低 温 建 筑 技 术2011年第5期(总第155期)

件,测试的结果乘以0 95得到混凝土的抗压强度。2 试验结果与分析2 1 拌合物的性能

工作性包括混凝土的流动性、保水性、粘聚性、可泵性及易密性、坍落度损失等综合性能。这些性能与混凝土组成成分中各组分性质、配合比例及施工操作条件等因素有关;同时这些性能又将直接影响混凝土的施工,并进一步影响混凝土的使用性能。本试验通过: 坍落度评价流动性; 拌合物在搅拌时的泌水情况(即分为泌水和不泌水)评价保水性; 搅拌过程中观察拌合物各组分的分层和离析情况来评价粘聚性。为了更清楚地描述粘聚性,我们把粘聚性的目测情况分为五个标准来描述,即:优、良、中、及、差。用以上三个指标综合评价混凝土的工作性。

不同水灰比拌合物的工作性能如表2所示。由表2可知,不同水灰比的混凝土的保水性和粘聚性都良好,坍落度较小时粘聚性相对较好。在流动性基本相同的情况下,随着拌合用水量的增加,外加剂掺量减少。 表2

混凝土拌合物的工作性

编号外加剂用量/%

坍落度/mm

泌水情况粘聚性G-0 331 14210不泌水良G-0 370 77200不泌水优G-0 41

0 36

200

不泌水

优

2 2 水灰比对混凝土强度的影响

由图1水灰比对混凝土强度影响的试验结果可知:水泥用量为510kg /m 3

时,水灰比从0 33增大到0 41,混凝土的3d 、7d 及28d 强度都降低;水灰比从0 37增加到0 41时,混凝土强度3d 强度从42 1M P a 降低到37 8M P a ,混凝土强度7d 强度从54 7M Pa 降低到52 4M Pa ,混凝土28d 强度从66 5M P a 降低到61 4M P a ,分别降低了4 3、2 3和5 1M Pa ;水灰比从0 33提高到0 37时,混凝土强度3d 、7d 及28d 强度分别降为28 1、40 8、53.5M P a ,降低幅度分别为25 5%、22 3%和12 8%,降低幅度很大,明显超过水灰比从0 37增加到0 41时混凝土强度的降低幅

度。

由以上分析不难得出:配制混凝土时,必须很好地控制用水量。当工作性不满足要求时,应该用减水剂来调节,而不是加水。当附加水很少时,对混凝土强度的影响不太明显

,但是附加水较多时,混凝土的抗压强度降低幅度很大。

2 3 水灰比对混凝土氯离子电通量的影响

从图2可以看出,对于水泥用量为510kg /m 3的混凝土,水灰比从0 33增加到0 37和0 41时,混凝土的28d 氯离子电通量从1558 3C 变为2243.8C 和2556 2C ,增幅分别为43.99%和64 0%;在上述条件下,60d 时混凝土的电通量分别降低到1071 6C 、1250 4C 和1378 5C ,分别比混凝土28d 氯离子电通量降低了31 2%、44 3%和46 1%;说明水泥用量为510kg /m 3时,增加用水量使水灰比增大,混凝土28d 的抗氯离子渗透性降低的很迅速,水灰比从0 33增加到0 37

和0 41时,混凝土28d 电通量的增加幅度接近或超过了50%;水灰比对混凝土60d 的电通量影响较小,水灰比从0 33增加到0 41,混凝土的电通量增加幅度较小,混凝土的抗氯离子渗透性都处于同一水平,说明养护龄期对混凝土的影响很大,养护龄期从28d 增加到60d ,混凝土电通量的下降幅度都超过了30%,并且对于水灰比较大的混凝土,养护龄期产生的作用更明显。3 结语

(1) 水泥用量为510kg /m 3,水灰比从0 33提高到0 37时,混凝土3d 、7d 及28d 强度降低幅度明显超过水灰比从0 37增加到0 41时混凝土强度的降低幅度。

(2) 水灰比加大,混凝土的氯离子电通量明显提高,水灰比从0 33增加到0 37和0 41时,混凝土28d 电通量的增加幅度接近或超过了50%;在本试验所选定水灰比范围内,水灰比对混凝土60d 的电通量影响较小。

参考文献

[1] 练波 从混凝土的渗透性预测混凝土的耐久性[J] 广东建

材,2002,(1):43-44

[2] 袁广林 高性能混凝土中氯离子的渗透及结构的耐久性估计

[J] 工业建筑,1997,(5):11-13.

[3] 赵铁军,朱金铨 钢筋混凝土的氯离子腐蚀与耐久性设计

[J] 施工技术,1995,(11):37-38

[4] Dh ir P K,et al Predicti ng C oncrete Du rab ili ty from it s Absorp tion

[J] C oncrete Durabili ty ,AC I SP 145,1994:1177-1194

[收稿日期] 2011-03-16

[作者简介] 王立峰(1971-),男,山西大同人,高级工程师,

从事建筑工程管理工作。

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