硫铝酸盐水泥抗氯离子渗透性试验研究.pdf

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1、第32卷第1期人民黄河Vo1．32．No．12010年1月YELLOWRIVERJan．，2010【水利水电工程】硫铝酸盐水泥抗氯离子渗透性试验研究蔡高创，王卫仑，徐磊(1．郑州大学土木工程学院，河南郑州450002；2．深圳大学深圳市土木工程耐久性重点实验室，广东深圳518060；3．郑州大学水利与环境学院，河南郑州450002)摘要：通过硫铝酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的对比试验，研究了不同水灰比情况下两种水泥的抗氯离子侵蚀性能。结果表明：普通硅酸盐水泥砂浆的氯离子扩散系数比硫铝酸盐水泥砂浆大lO倍以上；普通混凝土的氯离子扩

2、散系数比硫铝酸盐水泥混凝土大4—6倍；硫铝酸盐水泥抗氯离子渗透性能明显优于普通硅酸盐水泥；随着水灰比变小，硫铝酸盐水泥的扩散系数明显降低。关键词：硫铝酸盐水泥；砂浆；混凝土；氯离子；渗透性中图分类号：TU528．55文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2010．O1．045混凝土孔溶液中的自由氯离子是引起钢筋锈蚀的主要原线平行的方向通过试件，从而迫使氯离子从试件外部迁徙到内因。。为了提高普通混凝土的抗氯离子渗透能力，常采用掺部。试验进行一段时间之后，沿着与轴线平行的方向切开试加矿粉、粉煤灰

3、等细掺料的方法。但是矿物细掺料的种类和掺件，并向剖面喷射AgNO溶液，lO多分钟之后出现清晰可见的量对氯离子结合能力的影响各不相同，具体使用时需通过试验AgC1白色沉淀，通过测量氯离子的渗透高度，便可计算出氯离确定混凝土的配合比；同时矿物细掺料会使混凝土的收缩量增子的扩散系数。大，易造成混凝土早期开裂。有研究表明粉煤灰这类矿物细掺料会使混凝土的碳化速度加快，降低混凝土的碱性，不利于钢2试验结果筋抵抗氯离子腐蚀J。砂浆与混凝土氯离子渗透试验结果见表l。硫铝酸盐水泥的水化产物中有大量的钙矾石，结合氯离子表1氯离子迁移试验结果能力

4、较强，并且可以补偿混凝土收缩变形，在钢筋约束下还能产生一定的自应力，有助于增加混凝土密实度，因此硫铝酸盐水泥抵抗氯离子渗透的能力优于普通水泥。笔者通过对比试验，研究了不同水灰比情况下，硫铝酸盐水泥砂浆和混凝土的抗氯离子渗透能力。1试验概况1．1试验材料与配合比试验采用河南孟电集团生产的普通硅酸盐水泥(P42．5)和石家庄市企鹅特种水泥有限公司生产的快硬硫铝酸盐水泥(425#)。水泥砂浆试件采用的标准砂符合《水泥强度试验用标准砂》的规定。混凝土试件采用的石子为石灰岩碎石，最大粒径为10mm。试件均为直径100mm、高50ITI

5、M的圆柱，采用强制式混凝土搅拌机搅拌，成型后置于标准养护室养护28d。为了与普通硅酸盐水泥做对比，在相同的配合比情况下浇筑了部分普通硅酸盐水泥试件。水泥砂浆的水灰比范围为0．35～注：P代表硅酸盐水泥；s代表硫铝酸盐水泥；M表示砂浆；C表示混凝土。0．5，混凝土的水灰比范围为0．32～0．57。收稿日期：2009—03-05基金项目：深圳大学深圳市土木工程耐久性重点实验室开放基金资助项目1．2试验方法(SZDCCE一09KF一02)。氯离子扩散试验采用非稳态氯离子迁移试验(NTBuild作者简介：蔡高创(1982一)，男，广

6、西桂林人，硕士研究生，研究方向为工程材料与混凝土结构耐久性。492规程方法)。其原理是施加一个外部电场，沿着与试件轴E-mail：caiyan3010@yahoo．cn·94·人民黄河2010年第1期普通混凝土试件试验电压为25V，硫铝酸盐水泥混凝土试孔隙也较多，约束作用对提高混凝土的密实度起不了太大作件试验电压为58V，在加电时间相同的情况下，普通混凝土试用，这时水泥自身固化氯离子的能力则起主要作用。膨胀能较件的渗透高度大约是硫铝酸盐水泥混凝土试件的2倍多。在大的硫铝酸盐水泥在钢筋双向约束作用下，产生的自应力可以配合比相同

7、时，硅酸盐水泥砂浆的抗压强度普遍比硫铝酸盐水超过1MPa，在钢管约束下甚至可以达到3MPa。可以预见如泥砂浆的抗压强度高，但硅酸盐水泥砂浆的扩散系数普遍比硫果混凝土水化过程中受到较大约束，其扩散系数将进一步铝酸盐水泥砂浆大一个数量级，水灰比最小的试件相差41倍。降低。配合比相同时，硅酸盐水泥混凝土的抗压强度比硫铝酸盐水泥混凝土的抗压强度略低，其扩散系数比硫铝酸盐水泥混凝土大～皇3倍以上，水灰比为0．47的试件相差4．7倍。可见硫铝酸盐水号2泥的抗氯离子侵蚀明显优于普通硅酸盐水泥。￥鑫衽3结果讨论硫铝酸盐水泥抗氯离子渗透性能优

8、于普通硅酸盐水泥的水灰比图1水灰比与扩散系数的关系原因可从以下两个方面解释：(1)硫铝酸盐水泥水化产物结合氯离子的能力。氯离子在4结语侵入混凝土的过程中，一部分被水化硅酸钙凝胶或胶凝孔吸附；一部分与水泥的水化产物发生反应生成氯铝酸盐。在氯离无论是砂浆试件还是混凝土试件，硫铝酸盐水泥的抗氯离