低掺量偏高岭土改性混凝土抗氯离子渗透性能

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1、建材世界2014年第35卷第6期doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2014.06.010低掺量偏高岭土改性混凝土抗氯离子渗透性能耿海宁1,马骞2(1.湖北城市建设职业技术学院,武汉430205;2.湖北楚晟科路桥技术开发有限公司,武汉441005)摘要:对添加了0~6%偏高岭土的混凝土的抗氯离子渗透性能采用电通量法和RCM法进行了综合分析,结果表明偏高岭土增强了混凝土的抗氯离子渗透性能。两种方法均表明,添加了5%偏高岭土的混凝土的抗氯离子渗透性能提高50%~60%。对混凝土水化

2、产物的扫描和透射电子显微镜分析表明,偏高岭土的引入促进了体系的水化,使得结构更为致密,可有效改善体系的抗氯离子渗透性能。关键词:偏高岭土;电通量;氯离子渗透;透射电子显微镜;RCMChloride-penetrationBehaviourofConcreteContainingLow-contentMetakaolin1,MAQian2GENGHai-ning(1.HubeiUrbanConstructionVocationalandTechnologicalCollege,Wuhan430205,C

3、hina;2.HubeiChushengkeHighway&BridgeScientificTechnologyDevelopingLtd,Wuhan441005,China)Abstract:Chloride-penetrationbehaviourofconcretecontaining0~6%metakaolinwasstudiedbyarangeofana-lyticaltechniques.Theresultsshowedthatthechlorideresistanceproperties

4、ofconcreteimproved50%~60%throughtheadditionofmetakaolin.Thehydrationofcementwasaccelerated,andthemicrostructurewasdenserthanthoseofthecontrolspecimen.Theseimprovementinthemicrostructureincreasedthechlorideresistancepropertiesofconcretewithmetakaolinaddi

5、tion.Keywords:metakaolin;chloridepenetration;SEM;TEM;RCM氯离子侵蚀导致的钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性降低的主要原因,氯离子通过连通孔隙、裂缝、化学结合等方式在混凝土中传输,当钢筋表面的氯离子累积到一定浓度时,引起钝化膜破坏,进而产生钢筋锈蚀。氯离子在混凝土中的迁移由其吸附和扩散过程特性控制。有研究通过48周干湿交替实验对掺入粉煤灰,矿渣,硅灰或偏高岭土的混凝土中氯盐迁移过程的研究表明,氯离子侵蚀性能与暴露时间和材料类型有[1]关,在固定的相当于

6、胶凝材料0.2%的氯离子浓度下,氯离子侵蚀深度与时间的平方根具有线性关系,其关系为与胶凝材料类型有关的氯离子扩散系数。数值最低的为掺入矿渣的混凝土,最高的为普硅水泥混凝土。侵蚀实验使材料的吸水率降低,是继续水化和氯离子固化的结果,导致的孔结构改善和连孔数量的减少。在氯离子扩散速率与吸水率之间没有发现关系,说明氯离子的主要传输途径不是吸附而是扩散。[2-9]近年来有研究表明,在混凝土中添加偏高岭土能够改善混凝土的各项性能,提高强度,优化孔隙结构,提高耐久性、抗氯盐侵蚀性能等。[10]研究表明,对于加入了

7、不同含量的偏高岭土和粉煤灰的三元体系,浸泡在海水中1.5年后的氯盐侵蚀实验发现,偏高岭土能极大减少混凝土中氯盐浓度和侵蚀深度,同时增加了强度。文献[11]对偏高岭土,粉煤灰,矿渣的氯盐侵蚀深度进行了研究,含有矿渣和偏高岭土的混凝土的抗侵蚀性能最好,1年侵蚀深度收稿日期:2014-08-20.作者简介:耿海宁(1986-),博士.E-mail:ghn_007@126.com36建材世界2014年第35卷第6期不超过20mm。随着时间的进行,抗侵蚀性能增加,尤其在含有矿渣及20%偏高岭土的混凝土中。其原因

8、可能是氯盐的固化,或者chloro-aluminates的生成,或者两者的联合作用。另有研究发现在0.32~0.40的水灰比条件下,添加了5%,10%和15%偏高岭土的混凝土具有接近的抗氯盐侵蚀性能,28d氯盐侵蚀深度[12]2~3mm。该文对添加了0~6%偏高岭土的混凝土的抗氯离子渗透性能进行了研究,通过电通量法及RCM法综合分析抗氯离子渗透性能,结合扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析水化产物形貌,探讨低掺量偏高领土对混凝土抗氯离子渗透性能影响的机理。