碱矿渣高性能路面混凝土耐久性能研究.pdf

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1、2013年·第4期技术与研究中国材料科技与设备(双月刊)碱矿渣高性能路面混凝土耐久性能研究刘树林¨，付亚伟(1．广空后勤部，广东广州510045；2．空军第六空防工程处，湖南衡阳421001)摘要：通过碱矿渣混凝土(Alkali—slagConcrete，ASC)和硅酸盐水泥混凝土(PortlandConcrete，PC)_12作性、强度、耐久性试验、扫描电镜和能谱分析测试，研究了ASC的耐久性与机理。结果表明：ASC坍落度在160mm以上，为大流动性；7d、28d抗压强度达85mPa、92MPa，抗折强度达7．6MPa、8．5

2、MPa，为早高强混凝土；抗渗等级在$40以上，抗氯离子渗透性优良，6h通电量介于1000-2000库仑，为PC的55．1～59．3；耐磨度高达4．99，为PC的1．22～2．6O倍。ASC水化产物主要为低Ca／Si比的C—S—H(I)、碱性铝硅酸盐和沸石型矿物水化物，没有Ca(OH)2和过渡带，内部裂缝孔隙少，结构的密实性和均匀性更好，高强度也有利于其耐久性，因此ASC具有优异的耐久性。关键词：碱矿渣混凝土；硅酸盐混凝土；工作性；强度；耐久性；微观结构；机理中图分类号：TU528．41文献标识码：A胶凝材料，实现了废弃物的循环利

3、用，降低了环境负荷，0引言引导着混凝土生产朝着可持续的绿色材料方向发展。碱激发混凝土从研制成功到现在已有多年的历史，国内外不少随着全寿命成本分析的普及，混凝土的耐久性备受关机构也研究颇多[7-13_，但目前对其性能的研究还缺乏系统注，已成为混凝土继续发展的首要问题一。路面混凝土性，尤其是对于其在道路工程的应用性能研究更是欠缺。因其本身特点决定了T作环境要比其他建筑物更为复杂和因此，本文针对路面混凝土的特点及T作环境，通过严峻，随着当今重载、超载车辆的急剧增加，混凝土路面工作性、强度、抗渗性和耐磨性试验及扫描电镜SEM和能等交通基

4、础设施损坏加剧，其耐久性问题日益突出。1998谱分析EDS微观测试手段，对碱矿渣混凝土(Alka1卜slag年FHWA科学研究与技术协调委员会提出长寿命低维护Concrete，ASC)的路用性能进行系统研究，并与PC性能公路路面课题，强调降低全寿命成本，最主要的技术手段进行对比，为新型特种路面混凝土材料的开发研究和工程便是使用高性能混凝土一。高耐久性是高性能混凝土运用应用提供理论基础和技术支持。于路面工程实践的核心指标，也是路面工程提高使用性能，延长使用寿命的关键。硅酸盐水泥混凝土(PortlandCon—l试验概况crete，

5、PC)由于其水化产物中含有大量的CaO和物理化学稳定性低的Ca(0H)z等缺陷而导致耐久性“先天不足”，1．1试验原料且“两磨一烧”的生产工艺消耗大量资源、能源，污染严矿渣采用江西萍乡联达高新建材厂的冶金高炉矿渣微重。因此，研制并开发新型环保的高耐久性的混凝土路面粉，比表面积410m2．kg～，密度2．86g．cm一，化学组成材料刻不容缓。见表1。碱激发剂采用由深圳航天科技创新研究院研制的碱激发水泥(Alkali—activatedCement，ACC)是近NaOH和NaSiO。水玻璃复合溶液。砂子为陕西灞河中砂，年来国际上研究

6、非常活跃的一种新型特种绿色环保胶凝材级配合格，密度2．63g．cm。，堆积密度1503kg．m。。石子料，它是以烧粘土或其他以硅、铝、氧为主要元素的硅铝为陕西泾阳石灰岩碎石(5～20mm：20～40ram=45：55)，质材料(如金属冶炼矿渣与粉煤灰等)为主要原料，在化密度2．78g．C1TI一，堆积密度1590kg．m。水泥采用陕两耀学激发剂的作用下，通过玻璃体结构中的一0一si一0一A1县秦岭牌42．5R普通硅酸盐水泥，密度3．10g．em，技术—0一链的解聚生成~SiO4]～四面体和[Al04四面体，指标见表2。进而发生缩

7、聚反应生成新的一O—Si一0一Al一0～的网络表1矿渣的化学组成结构胶凝材料，与硅酸盐水泥的CSH、CH等无机小分子结构组成的硬化体有本质的区别[4J。工业生产排放的大量矿渣、粉煤灰及其他工业废物需要寻找新的用途，这成为进一步推动ACC发展的动力_6一。ACE利用工业废渣作为基金项目：国防熏点科研项目(KH12005)*作者简介：刘树林(1957一)，男，高级工程师，主要从事机场工程方面的研究；通讯联系人：付亚伟(1984一)，男，工程师主要从事机场工程方面的研究。E-mail：fuyawei06@163．corn·42·htt

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9、R．crnasteq．coD7．中国材料科技与设备(双月刊)碱矿渣高性能路面混凝土耐久性能研究2013年·第4期1．2试样制备试验方法标准》、GB＼T50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》和GB／T16925—1997《混凝AS