粉煤灰和硅灰对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响.pdf
《粉煤灰和硅灰对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《粉煤灰和硅灰对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、引言水泥基材料的碳酸腐蚀是分解类腐蚀的一种袁经常发生于水体碳酸含量较高的水工建筑物中遥 高碳酸含量的水在非洲和我国西南地区的水利水电工程中较为常见袁这些建筑物大多位于潮湿尧炎热尧多雨的环境中袁河岸沿岸植被茂盛袁沿岸和河底均有大量腐殖质堆积遥 当土壤层的渗透性不好时袁容易出现厌氧菌袁 从而导致土壤中的有机肥分解袁产生大量的 CO2遥 游离 CO2以气体分子状态溶于水时没有侵蚀性袁 但当游离 CO2与水结合成为具有弱酸性的碳酸时袁就具备了侵蚀性1遥 侵蚀性碳酸会与混凝土中的碱性水泥浆体发生化学反应袁产生可溶于水的碳酸盐2-4袁 进而对混凝土产生侵蚀破坏作用遥 根据几内亚凯乐塔水利枢纽工程的地质勘察
2、报告可知袁该工程坝址区的地表水渊河水冤尧地下水对混凝土具有腐蚀性袁腐蚀类型为碳酸型腐蚀遥 为此袁笔者项目组受该工程项目部的委托袁开展了提高混凝土抗碳酸腐蚀性能的措施研究遥大量研究和实践证明袁辅助胶凝材料渊如粉煤灰尧硅灰等冤可以提高混凝土的耐久性能遥 其中袁将粉煤灰和硅灰掺入混凝土中可以有效消纳工业固体废弃物袁降低碳排放5袁符合我国的野双碳冶政策要求遥 同时袁掺入适量粉煤灰和硅灰可以提高混凝土的强度和抗侵蚀能力6遥综上袁考虑到国际原材料的运输周期和工程进粉煤灰和硅灰对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响杨静1袁杨林2袁3袁卫海涛4渊1.郑州市规划勘测设计研究院袁河南 郑州 450000曰2.江河工程检验检测
3、有限公司袁河南 郑州450000曰3.郑州大学 土木与水利学院袁河南 郑州 450003曰4.洛阳农发黄河水利建设开发有限公司袁河南 洛阳 471000冤摘要院为了提高水泥基材料的抗碳酸腐蚀性能袁通过碳酸腐蚀前后砂浆的外观尧质量尧抗压强度和腐蚀深度的变化袁研究了粉煤灰和硅灰的掺量尧掺入方式渊单掺尧复掺冤对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响遥结果表明院单掺时袁粉煤灰和硅灰的最佳掺量分别为 15%尧5%曰复掺时袁当 m粉煤灰颐m硅灰=7颐3 时袁砂浆的抗碳酸腐蚀性能最佳袁且优于单掺粉煤灰或硅灰砂浆的性能遥关键词院粉煤灰曰硅灰曰砂浆曰水泥基材料曰抗碳酸腐蚀性能中图分类号院TU528.041文献标识码院Adoi
4、院10.19761/j.1000-4637.2023.09.094.06Effect of fly ash and silica fume on carbonic acid corrosion resistance of mortarYANG Jing1,YANG Lin2袁3,WEI Haitao4(1.Zhengzhou Urban Planning Design and Survey Research Institute,Zhengzhou 450000,China;2.Jianghe EngineeringInspection and Testing Co.,Ltd.,Zhengzho
5、u 450000,China;3.School of Hydraulic Science and Engineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou 450003,China;4.Luoyang Nongfa Yellow River Water Conservancy Construction and DevelopmentCo.,Ltd.,Luoyang 471000,China)Abstract:In order to improve the carbonic acid corrosion resistance of cement-based materi
6、als,the effects of thecontents and addition methods(single addition or compound addition)of fly ash and silica fume on the carbonic acid corrosionresistance of mortar were studied by examining the changes in appearance,mass,compressive strength,and corrosion depthof mortar before and after carbonic
7、acid corrosion.The results show that the optimal content of fly ash and silica fume is 15%and 5%respectively when added alone.When mixed,the mortar has the best carbonic acid corrosion resistance when mfly ash颐msilica fumeis 7颐3袁 and which is superior to the performance of the mortar when only fly a
8、sh or silica fume is added.Keywords:Fly ash;Silica fume;Mortar;Cement-based material;Carbonic acid corrosion resistance基金项目院国家重点研发计划项目渊2019YFC1509905冤曰国家自然科学基金项目渊51809085冤遥圆园23 年第 9 期混 凝 土 与 水 泥 制 品圆园23 晕燥.99 月悦匀陨晕粤 悦韵晕悦砸耘栽耘 粤晕阅 悦耘酝耘晕栽 孕砸韵阅哉悦栽杂September94-表 2试验配合比Table 2Test mix proportions表 1水泥尧粉煤灰
9、和硅灰的主要化学成分Table 1Main chemical compositions of cement,fly ash,and silica fume度袁本文采用国内原材料进行试验袁研究粉煤灰和硅灰的掺量与掺入方式对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响袁可为几内亚凯乐塔水利枢纽工程的抗腐蚀措施提供参考袁也可为我国西南地区具有类似腐蚀问题的工程提供借鉴遥1试验概况1.1原材料水泥院 河南同力水泥股份有限公司提供的 P 窑 O42.5 级中热硅酸盐水泥袁主要化学成分见表 1遥粉煤灰院华能沁北电厂济源五龙实业总公司提供的玉级粉煤灰袁需水量比为 94%袁主要化学成分见表 1遥硅灰院 洛阳济禾微硅粉有限公司提供
10、的硅灰袁主要化学成分见表 1遥%名称CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgOSO3f-CaOK2ONa2OLOI水泥粉煤灰硅灰62.183.300.5021.6652.4094.304.4725.600.055.385.400.032.061.201.100.201.10要0.78要要要1.700.05要1.000.040.046.202.30砂院ISO 标准砂遥水院郑州地区的自来水遥1.2配合比及试件制备砂浆的水胶比固定为 0.50遥 单掺时袁粉煤灰等质量取代 0尧15%尧25%尧35%的水泥袁 硅灰等质量取代 0尧5%尧10%的水泥遥复掺时袁粉煤灰和硅灰的总掺量为 20%袁m粉煤灰颐m硅灰
11、分别为 9颐1尧8颐2尧7颐3遥 试验具体配合比见表 2袁其中袁JZ 表示基准组遥按表 2 称取原材料制备砂浆试件袁试件尺寸为40 mm伊40 mm伊160 mm袁试件成型后袁将其置于标准养护室中养护 24 h 后脱模袁然后继续标准养护至90 d 后取出试件袁并进行相关性能试验遥1.3试验方法1.3.1碳酸化试验将标准养护 90 d 后的试件取出袁并置于室温清水中 96 h袁使其充分饱水袁然后将试件置于自行研制的碳酸腐蚀箱内7进行 30尧60尧90 d 的碳酸化腐蚀试验遥 根据文献8中对于 CO2浓度与气体压力的关系袁设定碳酸腐蚀箱内的 CO2浓度为 200 mg/L袁气体压力为 10 kPa
12、袁温度为渊20依2冤益袁湿度为渊70依5冤%袁试验中通过压力自动补偿装置补充被消耗掉的 CO2遥1.3.2质量和抗压强度试验达到腐蚀龄期后取出试件袁称量其质量袁并用水泥胶砂全自动抗压抗折试验机进行抗压强度试验袁然后分别计算质量损失率和抗压强度损失率遥1.3.3腐蚀深度试验在碳酸腐蚀条件下袁砂浆受腐蚀部位的碱度下降袁产生中性化现象袁文献8-9定义发生中性化区域的深度为腐蚀深度遥 用水泥胶砂全自动抗压抗折试验机将试件折断袁对试件断面喷洒浓度为 2%的酚酞溶液渊m酚酞颐m无水乙醇=2颐98冤袁待显色稳定且腐蚀区与未腐蚀区的边界清晰后进行腐蚀深度测量遥1.3.4微观试验采用德国布鲁克 D8 Advan
13、ce X 射线衍射仪渊铜靶尧管电压 40 mA冤对净浆试件渊不含砂冤进行XRD 试验遥采用德国耐驰 204 F1 型热重分析仪对净浆试件进行差示扫描量热渊以下简称 DSC冤分析袁扫描温度为 251 000 益袁升温速度为 10 益/min袁采用氮气保护遥2结果与分析2.1外观形貌单掺粉煤灰或硅灰时袁未腐蚀和腐蚀 90 d 后的试件外观形貌见图 1遥从图 1 可以看出袁腐蚀 90 d 时袁试件表面由青灰色逐渐变为灰黄色袁 且表面水泥浮浆发生脱落袁内部骨料出现裸露袁结构变得疏松遥 不同粉煤灰或硅灰掺量试件的腐蚀劣化程度由重到轻为院F35JZF15G5F25G10遥 其中袁除了 F35 试件外袁其他
14、单掺组试件的腐蚀劣化程度均低于 JZ 试件袁说明掺编号水泥粉煤灰硅灰砂水JZ450001 350225F15F25F35383338293681131580001 3501 3501 350225225225G5G104284050025501 3501 350225225F9G1F8G2F7G3360360360817263918271 3501 3501 350225225225g粉煤灰和硅灰对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响杨静袁杨林袁卫海涛95-图 3抗压强度损失率与粉煤灰掺量的关系Figure 3Relationships between compressive strength loss
15、rateand fly ash content图 4腐蚀深度与粉煤灰掺量的关系Figure 4Relationships between corrosion depth andfly ash content渊a冤JZ-未腐蚀渊b冤JZ-腐蚀 90 d图 1碳酸腐蚀前后试件的外观形貌Figure 1Appearance of specimens before and after carbonicacid corrosion入适量的粉煤灰或硅灰有利于提高砂浆的抗碳酸腐蚀性能遥2.2单掺粉煤灰对砂浆抗碳酸腐蚀性能的影响2.2.1单掺粉煤灰对质量损失率的影响图 2 为单掺粉煤灰试件在不同腐蚀龄期时的质
16、量损失率遥由图 2 可知袁随着粉煤灰掺量的增加袁试件在不同腐蚀龄期时的质量损失率均呈先减小后增大的趋势袁但均低于 JZ 试件的质量损失率遥其中袁当粉煤灰掺量为 25%时袁 试件的质量损失率达到最低遥 可见袁掺入适量粉煤灰有利于降低砂浆在碳酸腐蚀下的质量损失遥 由图2 还可知袁随着腐蚀龄期的增加袁不同粉煤灰掺量试件的质量损失率基本呈增大趋势遥综上袁考虑质量损失率时袁粉煤灰的最佳掺量为 25%遥2.2.2单掺粉煤灰对抗压强度损失率的影响图 3 为单掺粉煤灰试件在不同腐蚀龄期时的抗压强度损失率遥由图 3 可知袁随着腐蚀龄期的增加袁不同粉煤灰掺量试件的抗压强度损失率基本呈增大趋势遥 由图 3 还可知袁
17、随着粉煤灰掺量的增加袁试件在不同腐蚀龄期时的抗压强度损失率基本呈先减小后增大的趋势遥 总体上袁当粉煤灰掺量在 15%25%之间时袁 试件的抗压强度损失率与 JZ 试件相比显著降低遥 当粉煤灰掺量增加至 35%时袁试件的抗压强度损失率大幅提高袁 且大于 JZ 试件的抗压强度损失率遥 可见袁掺入适量粉煤灰能够降低砂浆在碳酸腐蚀下的抗压强度损失遥 综上袁考虑抗压强度时袁推荐粉煤灰掺量为 15%25%遥2.2.3单掺粉煤灰对腐蚀深度的影响图 4 为单掺粉煤灰试件在不同腐蚀龄期时的腐蚀深度遥从图 4 可以看出袁当腐蚀龄期相同时袁随着粉煤灰掺量的增加袁试件的腐蚀深度增大遥 其中袁F15试件的腐蚀深度与 J
18、Z 试件的腐蚀深度接近袁表明较低掺量的粉煤灰对砂浆的抗碳酸腐蚀性能影响不大遥 而较大掺量的粉煤灰会加速砂浆的碳酸腐蚀速渊c冤F15-未腐蚀渊d冤F15-腐蚀 90 d渊e冤F25-未腐蚀渊f冤F25-腐蚀 90 d渊g冤F35-未腐蚀渊h冤F35-腐蚀 90 d渊i冤G5-未腐蚀渊j冤G5-腐蚀 90 d渊k冤G10-未腐蚀渊l冤G10-腐蚀 90 d图 2质量损失率与粉煤灰掺量的关系Figure 2Relationships between mass loss rate andfly ash content0.50.40.30.20.1005101520253035粉煤灰掺量/%腐蚀 30
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 粉煤 砂浆 碳酸 腐蚀 性能 影响
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。