阻锈剂对海砂高性能混凝土的性能影响.pdf
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1、第 4 2卷 第 l 5期 2 0 1 1年 8 月 人 民 长 江 Ya ng t z e Ri v e r Vo 1 42 No 1 5 Au g, 2 01 1 文章编号 : 1 0 0 1 4 1 7 9 ( 2 0 1 1 ) 1 5 0 0 4 7一 O 3 阻锈剂对海砂高性能混凝土的性能影响 唐 修 生1 ,2 , 3 , 黄 国 泓 2 , 蔡 跃 波 , 高 欣 欣 。 ( 1 南京水利科学研 究院 , 江苏 南京 2 1 0 0 2 9 ; 2 南京 瑞迪 高新 技术公 司, 江苏 南京 2 1 0 0 2 4 ; 3 水 利部 水 工新材料工程研究 中心 , 江 苏 南京
2、 2 1 0 0 2 9 ) 摘要 : 通过添加新 型醇胺 类钢 筋混凝土 阻锈 剂 HL C , 研 究其 对海砂 高性 能混凝土性 能 的影响 , 以探讨在 掺入 该类 阻锈 荆条件 下 , 海砂代 替河砂在高性能混凝 土中大量应用的可行性 。对 比研 究了掺入 HL C阻锈 剂( 掺量 为胶凝材料 用量的 3 0 ) 前后的海砂 高性 能混凝 土的力学性能 、 抗裂性能和抗渗、 抗碳 化及抗氯 离子渗透等 耐久性 能。结果表 明 , HL C阻锈 剂的加入 , 降低 了混凝土的 弹性模 量 , 增大 了极 限拉 伸值 ; 提 高 了混凝土 的抗 裂 系数 ; 减 少了碳化深度 ; 降低
3、了混凝 土 中氯 离子的扩散 系数 和电通量。 关 键 词 : 阻锈 剂 ; 海砂 ;粉煤灰 ;高性能混凝土 中图法分 类号 : T V 4 3 l 文献标志码 : A 我国沿海地 区海砂 资源 丰富, 而河砂 资源相对短 缺 , 因此 , 合 理地 开 发利 用 海 砂 具 有 积 极 的现 实 意 义 。 迄今 , 在 日本 、 荷兰等国家 以及 台湾地区进行了大量的 以海砂取代河砂 的试验研究和工程应用工作 , 其中, 日 本全 国9 0 以上的沿海混凝土工程中已使用海砂 ; 在我国的宁波、 福建等沿海地区的建筑 中也 已大量地 使用了淡化海砂 。但从国内外的海砂混凝土应用情况 看 ,
4、已 出现 了不少 问题 。 由于 海砂 中含 有 氯 盐 和 硫 酸 盐 , 其在影响混凝土力学性能的同时 , 对钢筋混凝土的 耐久性影响也很大 , 可能造成的影响主要包括碱金属 离子引起的碱骨料反应 、 氯离子造成 的钢筋腐蚀和混 凝土凝结时间及强度变化 、 硫酸盐侵蚀等。 目前 , 合理利用海砂所 采取的主要技术措施包括 海砂的淡化处理 、 添加阻锈剂、 掺加矿物掺合料 等 。 国内一些学者在海砂对高性能混凝土的耐久性能影响 方面做了大量研 究 。 , 而对采取技术措施后的海砂 高性能混凝土的性能评价还不够。本文针对醇胺类阻 锈剂 , 展开其对海砂混凝土的力学性能、 抗裂性能和耐 久性的影
5、响试验研究 , 可为今后该类新型阻锈剂的实 际工程应用提供数据参考 。 1 原材料 1 1 水 泥 采 用 浙 江 舟 山 宇 锦 水 泥 有 限 公 司 生 产 的 P 0 4 2 5 水泥 , 性 能满足 通用硅酸盐水泥( G B 1 7 5 2 0 0 7 ) 标准要求 , 其化学组成见表 1 。 表 1 水泥的化学组成 A I 2 0 3 C a 0 F e 2 0 3 K 2 0 d g 0 N a 2 0 S i 0 2 S O 3 烧失量 C I 一 6 5 8 5 5 3 0 2 8 9 0 7 0 1 5 2 0 2 l 2 3 1 4 2 5 6 5 0 0 0 0 1 1
6、 2 粉煤灰 采用舟山电厂生产的 级粉煤灰 , 其化学组成见 表 2, 品质检测结果见表 3 。 试验结果表明, 粉煤灰 的主要技术 指标能够满足 国标 用 于水 泥和混凝土 中的粉煤灰( G B T 1 5 9 6 2 0 0 5 ) 中 F类 级粉煤灰指标要求。 表 2粉 煤 灰 的 化 学 组 成 K 2 0 M g 0 N a 2 0 S i 0 2 f C a 0 S O 3 烧失量C 1 一 1 0 1 1 0 4 0 3 4 5 0 0 6 0 0 9 0 3 4 2 9 8 0 0 0 2 收稿 日期 : 2 0 1 1一 O l O 5 作者简介 : 唐修生 , 男, 高级
7、工程 师, 博士研 究生 , 主要 从事混凝土耐 久性及其 外加 剂研 究。E m a i l : x s t a n g n h r i c a 48 人 民 长 江 表 3粉煤灰 的主 要性 能 1 3阻锈剂 H L C新型钢 筋混凝 土阻锈 剂 , 由含 醇胺 类衍 生 物、 无机物和表面活性剂等组成 。其主要性能指标满 足 钢筋混凝土阻锈剂( J T T 5 3 72 0 0 4 ) 的规定要 求 。 1 4 海 砂 淡 化海 砂产 自舟 山本地 , 其 主要技 术参 数见 表 4 。 表 4淡化海砂 的主要技 术参数 由于贝壳 含量 大 于 5 , 达 8 8 3 , 根 据 海 砂
8、 混 凝土应用技术规范( J G J 2 0 62 0 1 0 ) 和 普通混凝土 用砂、 石质量 及检验 方法标 准( J G J 5 22 0 0 6 ) 中对 C 3 5混凝土用砂的相关要求 , 采取河砂与海砂对半掺, 使混合砂 中贝壳含量小 于 5 。海砂 与河砂 对半 掺 后 , 混合砂的细度模数为 2 4 0 , 级配区间处于 区 , 满 足配制高性能混凝土对砂的技术要求。 2 试验方法与结果分析 2 1 配合 比 试验确定 了单掺 2 5 粉煤灰、 2 5 粉煤灰与 H L C 阻锈剂共掺 2组混凝土配合比进行混凝土力学性 能、 抗裂性能和耐久性能研究 , 配合 比详见表 5 。
9、 表 5混凝土配合比 k g m 2 2 力学性 能 试验方法依据 水工混凝土试验规程( S L 3 5 2 2 0 0 6 ) 进行, 混凝土的基本力学性能见表 6 。由表 6可 知 : 两个配比混凝土的 2 8 d抗压强度均满足 C 3 5混 凝土配制强度的要求 ; 混凝土强度的提高, 主要原 因是阻锈剂中的胺类物质对水泥水化起到 的促 进作 用 , 早期水化产物增多 , 水泥石总孔 隙率降低 , 孔结构 得到改善 , 提高 了混凝土的密实度 , 减少 了内部缺陷 , 进而提高 了混凝土 的抗 压强度 ; H L C阻锈 剂的加 入 , 有利于提高混凝土的抗变形能力 , 具体表现为混凝 土
10、的弹性模量降低 , 极限拉伸值增大。 表 6混 凝 土 的 力 学 性 能 立方体抗压轴心抗压轴心抗拉抗压弹性抗拉弹性极限拉伸 强度 M P a 强度 MP a 强度 MP a 模量 G P a 模量 G P a值 1 0 F A 4 2 7 3 4 6 2 8 2 3 7 5 4 2 8 7 0 I F A 4 3 3 3 5 5 2 9 O 3 4 8 4 1 2 7 5 2 3 抗裂性能 一 般来说 , 具有较高的抗拉强度 、 较大的极限拉伸 值 、 较低的弹性模量 、 较小的干燥收缩率、 较低 的绝热 温升值以及较小的温度变形系数和 自生体积变形的混 凝土, 其抗裂性能较好。因此, 可
11、用抗裂系数来衡量各 配合 比混凝土的抗裂 能力。在不考虑温度应力 、 徐变 和 自生体积变形等 因素条件下 , 抗裂系数 K = , B Le S 其中, 占 为极限拉伸值 , 1 0 ; R 为抗拉强度 , MP a ; E 为拉伸 弹模 , MP a ; 为干缩率 , 1 0 。 计算 时, 8 , R , E , 取 2 8 d试验结果 , 计算结果见表 7 。 表 7混凝土的抗裂 系数 由表 7可知 , F A组 混 凝 土 的抗 裂 系数 为 1 7 5 X 1 0 , I F A组混凝土 的抗裂系数为 2 3 1 X 1 0。说明 加入 H L C阻锈剂后 , 较单掺粉煤灰混凝土的
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