粉煤灰改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究

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1、文章编号：1007—046X(2011)02—0004—04粉煤灰粉煤灰改善混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的研究StudyofImprovementofSulfateResistancePerformanceofConcretewithFlyAsh秦岷，乔宇(新疆建筑材料科学研究院，新疆乌鲁木齐市830000)摘要：配制玛纳斯水电站大坝面板高性能混凝土，拟采用玛纳斯电厂生产的粉煤灰作掺合料。对掺此粉煤灰的水泥基胶凝材料进行了抗硫酸盐化学侵蚀的试验研究。实验结果表明：掺粉煤灰试件其抗侵能力优于不掺粉煤灰试件。在实验中其抗侵能力提高2

2、倍以上。粉煤灰有利于生成抗硫酸盐侵蚀的低钙硅比CSH。试件对SO．的吸收与试件自身CaO析出量同浸泡时间有良好的相关性。关键词：粉煤灰；硫酸盐侵蚀；混凝土中图分类号：TU528．2X705文献标识码：A0前言无胶结能力的硅胶2SiO·3HzO。由于水泥水化产物部分或完全分解，使得混凝土浇注的实际结构的硫酸盐侵蚀是硫酸盐对混凝土的侵蚀可分为物理侵蚀和化学侵蚀两以黏结力和强度逐渐丧失的形式表现出来。这实际上是一类，其化学侵蚀的主要机理是硫酸盐中的sO。离子与水泥种分解性侵蚀，P·K·Mehta教授称之谓“硫酸盐酸性侵石中的Ca

3、(OH)：作用生成CaSO·2H：0(石膏)，而石膏蚀”。又与水泥石中的CAH作用生成含有31个结晶水的高硫型水化硫铝酸钙AFt(钙矾石)，固相体积增大2．5倍，从而迫1试验用原材料使水泥石胀裂。由石灰转变为石膏时，固相体积增加1倍。水泥：天山水泥股份有限公司生产的天山牌32．5R级当环境水中s0浓度>l000mg／L时，除钙矾石外，同时普通硅酸盐水泥，对水泥进行抽样检测其技术性质见表1、还产生石膏膨胀破坏作用。在上述硫酸盐侵蚀的化学反应化学组分见表3。过程中，除侵蚀产物的膨胀破坏作用外，还因化学反应消粉煤灰：玛纳斯电厂生

4、产的粉煤灰，对该试样进行检耗了水泥石中CaO成分，产生钙的逐渐降解，Ca(OH)：晶测试验，测得各项技术指标见表2、化学组分见表3。体消失，水化CaSiO，的钙硅比降低。CSH分解成在水中毫表1水泥的主要技术性质表2粉煤灰的技术指标表3粉煤灰及水泥的化学组成％项目Lasssio2AL203Fe203CaOMgOSO3K20NazoR20粉煤灰4．8552．1332．396．503．531．610．381．000．451．11水泥3．5728．68‘8．943．9747．202．552．50．3O．40．62玛纳斯电厂粉煤灰

5、抗硫酸盐侵蚀性能的初步评价玛纳斯电厂粉煤灰CaO质量分数为3．53％，<10％，属于低钙粉煤灰，这对其抗sO。一侵蚀是有利的。coALAsH2／2011Dunston提出了粉煤灰抗硫酸盐侵蚀理论分析的概念：28d内都>1．0，以后抗蚀系数都呈下降趋势，1-1试件其r=(C一5)／FC=CaO％F=Fe203％抗蚀系数基本在2—1试件抗蚀系数曲线之下，1-1试件根据此公式：判断粉煤灰抗硫酸盐的性能，也就是说粉煤105d抗蚀系数<0．8，而2—1试件240d后抗蚀系数才<0．8。灰中CaO和Fe20，质量分数，对水泥混凝土抗硫

6、酸盐性能表5试件在不同浸泡龄期时的抗折强度、抗蚀系数MPa的影响是主要因素，当粉煤灰的r值<0．75时，其对水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能有相当大的改善。玛纳斯电厂粉煤灰r值计算：r=(C一5)／F=(3．53—5)／6．50=一0．23可知r=-0．23，<0．75，该种粉煤灰对抗硫酸盐侵蚀有相当大改善。4．21—1、2-1组试件受S0一化学侵蚀过程中相关离子定3试验方案设计量分析的测定结果按表4配制水泥(胶凝材料)胶砂试件，做抗硫酸盐由表6可知，1—1、2—1组试件对SO．离子的吸收量侵蚀试验，抗硫酸盐侵蚀试验方法按GB2

7、420—1981《水泥基本是前期吸收量较大而后逐渐趋缓，2-1配比试件其趋抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》进行，为了观测硫酸盐侵蚀缓程度要大于l一1配比试件。由表7可知1-1、2-1组试的长期效应，将试验周期由原标准中规定的28d延长至1件随龄期其CaO的析出情况，两组试件析出CaO量基本是前期析出量较大，后期逐渐趋缓，掺粉煤灰的2—1试件年。整体低于1—1试件。表4试件配合比编号水灰比水胶比水泥／g粉煤灰／g标准砂／g表61．1、2-1组试件每10g水泥在不同浸泡龄期吸收sO．‘■mgD．10．5-100一·2．1-0．575

8、25250D．2-057525-注：标准砂符合GBI78．1977‘水泥强度试验标准砂》的规定配制相应的水泥(胶凝材料)净浆试件(D一1，D一2)，用于电镜测试：以上试件浸泡在3．00％浓度NazSO溶液表71-1、2-1组试件每10g水泥在不同浸泡龄期释放CaO量mg中(sO一质量分数为20288mg