活性稻壳灰对混凝土强度和耐久性能的影响
063混凝土中掺入石灰石粉对其工作性,强度和耐久性有什么影响
混凝土土中掺入石灰石粉对其工作性能、强度和耐久性有什么影响?
1.对混凝土工作性能的影响
石灰石粉是非活性材料,细度很小,它不但补充了混凝土中缺少的细
颗粒,增大了固体的表面积对水体积的比例,而且石灰石粉能和水泥、水形成柔软的浆体,既增加了混凝土的浆量,又改善了混凝土的和易性。
(1)混凝土中掺人一定量的石灰石粉可以增加其坍落度,这在水泥用量较少的情况下更加明显,从而有利于贫混凝土的泵送施工;掺石灰石粉的混凝土能延缓混凝土坍落度的损失,达到相同损失程度的时间可延长15min以上。
(2）石灰石粉有保水增稠的作用。
石粉可以吸收混凝土中的水分,在一定程度上增大了混凝土单方用水量。
随着石粉用量的增高,混凝土黏度不断增大,有效降低了混凝土拌合物离析和泌水的风险。
(3）石灰石粉与各种系列的外加剂相容性好,其中对聚竣酸系高效减水剂的相容性最好。
(4）掺石灰石粉可加速混凝土中气泡的排出,从而有效地降低构件表面气泡出现的概率。
2. 对混凝土强度的影响
掺入石灰石粉混凝土各龄期的抗压强度均有少量提高,提高的范围为2%-12%，平均提高5%，后期强度增长正常。
但强度的增加并不因为掺人石灰石粉比例的增加而增加。
而其他各项力学性能测试结果完全符合普通混凝土的要求。
3.对混凝土耐久性性能的影响
掺石灰石粉的混凝土密实度高,因而抗渗强度比较高。
如掺入石灰石粉,在混凝土硬化后,被石粉吸收的水分会慢慢释放,用于补偿混凝土后期水化用水,从而减少了混凝土的收缩,耐久性明显好于其他掺合料混凝土。
但掺石灰石粉的混凝土抗冻性较低,因此有抗冻要求的混凝土不能掺石灰石粉。
稻壳灰在建筑材料中的开发利用研究
Ｓ ｉ Ｏ ： 活性增强 ， 促使 Ｓ ｉ Ｏ 快速 的与水 泥水化 ， 产生氢氧化钙 ， 再与火 山灰作用产生低钙水化硅酸钙胶体 ， 其可以填充在混
凝土各 种骨料之 间 ， 有 一定的密实作 用 ， 其明显提 高了混凝
土 的强 度 。
中的稻壳灰 、 玉米秸秆灰 、 锯末 等农 业废料也越积越多 。 根据
著名科学家梁世庆对稻壳灰实验研究表 明 ， 稻壳灰用量 增加混凝土 的坍落度将降低 ； 稻壳灰的掺入对混凝土 的凝结 时 间也存在影响 ， 特别 是初凝时间。稻壳灰还可 以改善混凝
土的密度 ， 提高混凝土的抗压强度 、 粘结强度 、 抗氯离子渗透 强度 、 抗裂强度 、 防腐蚀强度等 。
Ｓ ｉ Ｏ ２ 粉末 。
的抗酸 Ｉ 生强 ， 耐久性好， 在高强度大体 积的混凝 土中应用 稻壳 灰， 可 以在提高强度的同时使 内部温度升高不明显。
１ ． ３石 灰 一稻 壳 灰 水 泥
用生石 灰或者消石 灰与稻壳 灰反应制 成混合 的石灰稻 壳灰水 泥 ， 这 种混合材 料的安定性 良好 ， 生石灰稻 壳灰与普 通水泥相比凝结 时间快 ， 而消石灰水泥 的凝结时间长， 同时这 两种混合石灰水泥 比普通水泥稠度大。石灰稻壳灰水 泥的优 点明显 ， 使用成果 良好 ， 应得到广泛的应用 。
１ ． ４稻 壳 灰 在 空 心 砖 中 的应 用
本课题 对稻壳灰做 了以下 实验 ： 将稻 壳灰掺入到混凝 土
中让 其 替 换 等 量 的五 分 之 一 的 水 泥 ， 在试验 中 ， ３ ｄ 、 ７ ｄ的 抗 压
强度均 小于没有添加稻壳 灰的空 白组 ， 但 是在 ２ ８ ｄ以后 添加
稻壳灰 的混凝 土较空 白组 的混凝 土增强 ２ ０ ％， 这说 明稻壳灰
绿色高性能混凝土耐久性技术的研究
绿色高性能混凝土耐久性技术的研究摘要：绿色高性能混凝土作为一种新型混凝土，已被广泛应用于现代建筑工程领域。
欧洲混凝土学会及国际预应力混凝土学会把绿色高性能混凝土定义为水胶比在0.40以下的混凝土。
实质上，绿色高性能混凝土是一种既具有耐久性又具有可持续性，又适于工业化生产、施工的混凝土。
如今，若想确保绿色高性能混凝土的性能得到全面发挥，就需要提升其耐久性。
文章在分析绿色高性能混凝土耐久性影响因素基础上，针对绿色高性能混凝土耐久性技术进行研究，仅供参考。
关键词：绿色高性能混凝土；耐久性；技术；影响因素；分析引言：在使用绿色高性能混凝土时，若想提高其耐久性技术应用水平，则需要保障其强度，强度是衡量绿色高性能混凝土质量的关键指标。
目前，绿色高性能混凝土施工技术水平有所提升，市场对其强度测试技术及测试方法的需求也越来越高。
在此背景下，新技术、新方法及新标准也随之产生。
目前，对混凝土强度进行评定的主要方法有等效龄期法、成熟度法和回弹法，均以混凝土强度为依据来判断其性能，并对各性质间的相互关系进行推断，从而进行强度的计算与测定。
在提升绿色高性能混凝强度性能基础上，更有力强化绿色高性能混凝土耐久性，真正发挥绿色高性能混凝土应用作用。
一、绿色高性能混凝土特点分析“绿色高性能混凝土”是一种能够降低对地球环境的污染，同时能够与自然界的生态系统和谐共存，为人们营造一种舒适居住环境而采用的先进混凝土技术。
在严格的质量控制下，绿色高性能混凝土能尽可能减少对自然界的资源和能量消耗，充分利用工业废料和城镇生活垃圾生产的绿色高性能混凝土，其兼具优良的耐久性和经济性。
针对绿色高性能混凝土特点进行分析，主要体现在以下几点：（1）尽量采用绿色水泥，将水泥熟料的用量降到最低，以工业废渣为主要原料，减少水泥生产中二氧化碳、二氧化硫和一氧化氮等气体的排放，减少天然资源和能源的消耗。
（2）充分利用矿渣、高等级粉煤灰、硅灰、稻壳灰等废弃物，以节省水泥用量，提高混凝土的耐久性，达到环保的目的。
混凝土中添加活性粉末的效果研究
混凝土中添加活性粉末的效果研究一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、隧道和道路等工程领域的材料，其性能直接关系到工程的质量和使用寿命。
添加活性粉末是一种提高混凝土性能的有效方法，本文将介绍活性粉末的种类、添加量、作用机理以及添加活性粉末对混凝土性能的影响。
二、活性粉末的种类活性粉末是指具有活性的细粉末材料，其粒径通常在几微米至数十微米之间。
目前常用的活性粉末有以下几种：1.硅灰：硅灰即工业废渣，是一种灰色细粉末，主要由二氧化硅和氧化钙组成。
2.矿物粉：矿物粉是指矿产资源中磨制出来的细粉末，如煤矸石粉、钢渣粉等。
3.石灰石粉：石灰石粉是一种细粉末，主要由碳酸钙组成，具有较高的碱度和吸湿性。
4.膨胀珍珠岩：膨胀珍珠岩是一种天然矿物，具有较低的密度和较高的孔隙率，能够提高混凝土的轻度和隔热性能。
三、活性粉末的添加量活性粉末的添加量一般在混凝土配合比的5%~20%之间，具体添加量应根据混凝土的用途、性能要求以及活性粉末的种类和质量确定。
添加量过多会使混凝土的流动性变差，添加量过少则无法发挥活性粉末的作用。
四、活性粉末的作用机理添加活性粉末能够提高混凝土的强度、耐久性和抗渗性能，其作用机理主要有以下几种：1.填充作用：活性粉末能够填充混凝土中的微孔和细隙，减少混凝土的孔隙率，从而提高混凝土的密实性和强度。
2.反应作用：活性粉末能够与混凝土中的水和水化产物发生反应，产生新的水化产物，增强混凝土的强度和耐久性。
3.晶化作用：活性粉末能够促进混凝土中水化产物的晶化过程，形成致密的结晶体系，从而提高混凝土的抗渗性能。
4.催化作用：活性粉末能够促进混凝土中水化反应的速率和程度，加快混凝土的硬化过程，提高混凝土的早期强度。
五、添加活性粉末对混凝土性能的影响添加活性粉末对混凝土的性能有以下几个方面的影响：1.强度：添加适量的活性粉末能够提高混凝土的强度，尤其是早期强度。
2.耐久性：添加活性粉末能够提高混凝土的耐久性，降低混凝土的渗透性和碳化性。
自制低温稻壳灰的火山灰活性及配置UHPC的强度研究_庄一舟
福州大学学报（ 自然科学版）
Journal of Fuzhou University（ Natural Science Edition）
Vol． 41 No． 1 Feb． 2013
DOI： 10． 7631 / issn． 1000 － 2243． 2013． 01． 0088
1 实验
1． 1 原材料
经过盐酸预处理并在经改进的马弗炉
表 1 二氧化硅含量与比表面积
中控温 650 ℃ 条件下焚烧 80 min 制得的 L － RHA； 江西省弋阳县恒隆保温材料有限 公司的 O － RHA； 化学分析用的 Ca（ OH） 2 ； 去离子的水； 福建炼石牌 P52． 5 水泥； 西
表 4 混凝土配合比 Tab． 4 The mix proportion of concrete
水胶比 0． 18 0． 18 0． 18 0． 18 0． 18
胶砂比 1 1 1 1 1
L － RHA 掺量 / % 0 － 10 － 20 － 10 － 20 － 30 5 15
SF 掺量 / % －
mO － RHA / g 7
mSF / g 7
mNano － SiO2 / g 5
VCa（ OH） 2饱和液 / L 0． 4
表 3 水泥水化试验配合比
Tab． 3 The mix proportion of cement hydration test
编号 1 2 3
mL － RHA / g 0 90 －
·89·
活性能够反映出 SF 的火山灰活性［3］． 为了验证自制 L － RHA 具有的火山灰活性大小，本研究通过对比试 验研究了自制 L － RHA、SF 与纳米氧化硅（ Nano － SiO2 ） 在 0． 4 L 氢氧化钙溶液以及水灰比为 0． 5 的胶凝 材料中的火山灰活性； 另外，RHA 的粒径大小决定了其填充效应的好坏，怎样的粒径大小能够满足 L － RHA 替代 SF 应用于超高性能混凝土，需要进一步进行相应的力学性能试验研究加以证明．
能与硅灰媲美的矿物掺合料——低温稻壳灰
水泥・可持续发展能与硅灰媲美的矿物掺合料——低温稻壳灰□文／欧阳东 一、引言 现代混凝土正由传统的水泥、砂、石、水四组分向多组分的方向发展。
化学外加剂（主要是超塑化剂）已稳定地成为混凝土的第五组分；而矿物外加剂（主要是高活性火山灰材料）由于对混凝土的力学性能，工作性能和耐久性能有重要的提升作用，正成为高强、高性能混凝土必要的第六组分。
硅灰（主要成分为无定形的ＳｉＯ２）作为目前活性最好的矿物掺合料，在高强高性能混凝土的配制中可以起到显著的增强作用。
但由于硅灰数量稀少，价格高昂，难以在实际工程中应用，因而风选粉煤灰、磨细矿渣脱颖而出，成为我国目前混凝土行业配制高强高性能混凝土最常用的矿物掺合料。
此外，磨细天然沸石粉和活化高岭土也相继被开发，以期望能替代硅灰。
然而，就反应活性和增强作用而言，当前大规模开发应用的矿物掺合料与硅灰相比仍有较大差距。
究竟能否找到和硅灰活性相当而又数量巨大的掺合料？答案是肯定的，它就是未被充分认识，有着巨大潜在价值而原料在我国又极为丰富的农业副产品——稻壳灰（ＲＨＡ）。
稻壳灰的原材料为稻壳。
我国稻壳数量每年超过４０００万吨，数量十分巨大。
但至目前为止，稻壳仍未找到很好的开发利用途径。
一些地方将稻壳用作猪和家禽的饲料，但这种做法并不符合现代动物营养科学。
一些地方将它弃作农业废弃物，没有加以利用，更对农村环境造成了污染。
稻壳含有约２０％无定形态的ＳｉＯ２ （蛋白石或硅胶），这是一种有价值的矿物。
自然界中的ＳｉＯ２ 大多数呈结晶状态存在，无定形ＳｉＯ２很少。
水稻将土壤中稀薄的无定形ＳｉＯ２如蛋白石 ＳｉＯ２・ ｎＨ２Ｏ等通过生物矿化的方式富集在稻壳中，等于为人类提取了大量非晶态的ＳｉＯ２。
作者的研究工作表明，稻壳通过生物矿化的方式富集的非晶态ＳｉＯ２以纳米颗粒的形态存在。
在６００℃以下将稻壳进行控制焚烧，所得的低温稻壳灰（Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｒｉｃｅ ｈｕｓｋ ａｓｈ，Ｌ－ＲＨＡ）９０％以上为ＳｉＯ２，并且这种ＳｉＯ２保持在稻壳中的存在状态不变——ＳｉＯ２为无定形状态，以约５０ｎｍ大小的颗粒为基本粒子，松散粘聚 并形成大量纳米尺度孔隙。
掺和料存在的主要问题
陈益民I川认为，目前掺和料存在的主要问题集中在三方面:矿物掺合料应用的理论研究，目前虽然对矿物掺合料进行了大量的研究，但总体深度不够，研究缺乏一定的系统性与整体性，其制备和应用缺乏系统的理论指导，实际使用还存在较多问题，需要发展一套系统理论来指导矿物掺合料的应用;矿物掺合料性能评价问题，矿物掺合料的物理化学性质直接影响到混凝土的各种性能，因此矿物掺合料性能的评价问题一直备受关注，人们发明了许多方法，但均以矿物掺合料本身化学反应活性、矿物掺合料化学和矿物组成，以及掺有矿物掺合料的水泥强度等3种方法来评价矿物掺合料。
这些方法虽然在一定程度上从某个侧面反映了矿物掺合料的性能，但还不足以全面评价矿物掺合料在水泥混凝土中的作用，需要研究一套合理的方法来评价矿物掺合料的性能;·矿物掺合料的制备技术，不同的工业废渣因化学组成、颗粒群分布等方面存在较大差异，要把工业废渣十分有效地用作矿物掺合料，就必须对其加工处理。
人们己认识到矿物掺合料细度影响到其各种潜在性能能否充分发挥，但盲目追求细度带来了高能耗，而且仅作简单的超细粉磨并不能十分有效地发挥矿物掺合料的各种效应，必须进行革新或改进。
陈益民，贺行洋，李永鑫，苏英.矿物掺合料研究进展及存在的问题[J].材料导报. 2006，20(8):28一31.1张雄，吴科如.矿物外加剂作用机理及其关键技术【J].同济大学学报，2004，32(4):494一498.杜婷，郭太平，林怀立，刘中心，周志强.混凝土材料的研究现状和发展应用〔J〕.混凝土，2006，(5):7一9.阎培渝.现代混凝土的特点【J].混凝土，2009，(l):3一5.覃维祖.混凝土技术进展现状与可持续发展前景〔J].施工技术，2006，35(4):1一杨静，邢锋.矿物细掺料对新拌水泥基材料工作性的影响【J].混凝土，2001，(2):41一44王冲，蒲心诚，何辉波.超细矿物细掺料与高效减水剂的复合减水效应分析〔J〕.混凝土与水泥制品，2001，(6):11一13.冯乃谦，石云兴，郝挺宇.矿物质超细粉对水泥浆体的流动性和强度的影响〔J].山东建材学院学报，1998，12(51):103一109.张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构[M〕.北京:科学出版社，2001.张志混，崔作林.纳米技术与纳米材料【M].北京:国防工业出版社，2000.张立德.纳米材料【M].北京:化学工业出版社，2000.倪星元，沈军，张志华.纳米材料的理化特征与应用「M」.北京:化学工业出版社，2006:198丁星兆.纳米材料的结构、性能和应用[J].材料导报，1997，11(4):1一5范基骏，丛立庆，陈荣民.探讨水泥基纳米复合材料的纳米诱导水化理论[J].建材发展导向，2005，(4):37一43杨鼎宜，孙伟，纳米材料的结构特征与特殊性能【J].材料导报，2003，17(10):7一10王景贤，王立久，纳米材料在混凝土中的应用研究进展【J].混凝土，2004(n):18一21.季韬，黄与舟，郑作樵.纳米混凝土物理力学性能研究初探【J].混凝土，2003，(3):13一14李固华，高波.纳米微粉5102和Cac03对混凝土性能影响【J〕.铁道学报，2006，28(l):131一136欧阳东.纳米低温稻壳灰用于混凝土的研究【Jl.新型建筑材料，2003(8):7一9.杨瑞海，陆文雄，余淑华，李柯.复合纳米材料对混凝土及水泥砂浆的性能影响[J].重庆建筑大学学报，2007，29(5)，144一148.巴恒静，冯奇，杨英姿.复合微粒高性能混凝土的二级界面显微结构及耐久性研究【J].硅酸盐学报，2003，31(11):1143一1147.巴恒静，张武满，邓宏卫.评价高性能混凝土耐久性综合指标一抗抓离子渗透性及其研究现状【J〕.混凝土，2006，(3):3一5.黄国兴，惠荣炎.混凝土的收缩〔M〕.北京:中国铁道出版社，1990.【9幻袁勇.混凝土结构早期裂缝控制[M].北京:科学出版社，2004.【93]张誉，蒋利学，张伟平等.混凝土结构耐久性概论〔M〕.上海:上海科学技术出版社，2003.【94]蒋利学，张誉，刘亚芹等.混凝土碳化深度的计算与试验研究【J〕.混凝土，1996，(4):12一17.【95〕安明品，朱金锉，覃维祖.高性能混凝土的自收缩问题【J].建筑材料学报，2001，4(2):159一166.【96]吴中伟.高性能混凝土及其矿物细掺料【J」.建筑技术，1999，30(3):160一163.廉惫珍，童良，陈恩义.建筑材料物相研究基础[M].北京:清华大学出版社，1996.自20世纪70年代日本学者提出超细粒子概念以来，众多科学家对于超细粒子的性质、制备方法及其应用进行了广泛的探索。
活性粉末混凝土研究综述
摘 要：活性粉末混凝土作为一种新型超高性能混凝土，其力学性能的影响因素一直是广大学者的研究热点，根据国内外科研工
作者的研究成果，对活性粉末混凝土力学性能影响因素进行综合论述，并提出一些有价值的结论。
关键词：活性粉末混ＴＵ５２８
文献标识码：Ａ
０ 引言
活性粉末混凝土（ＲｅａｃｔｉｖｅＰｏｗｄｅｒＣｏｎｃｒｅｔｅ，简称 ＲＰＣ）是在 ２０世纪 ９０年代由法国一个实验室开发研究出的一种继高强混凝 土和高性能 混 凝 土 之 后 的 新 型 超 高 性 能 水 泥 基 复 合 材 料。 ＲＰＣ 同常规混凝土相比，根据其组成成分和浇筑成型后热处理方式的 不同，这种新型混 凝 土 具 备 更 优 异 的 力 学 性 能，其 抗 压 强 度 可 以 达到 ２００ＭＰａ～８００ＭＰａ，抗拉强度可以达到 ２０ＭＰａ～５０ＭＰａ。 除了超高强度之外，ＲＰＣ还具备高韧性、高耐久性、体积稳定性良 好等特点，因此 ＲＰＣ在国内外被广泛的应用于军事、核电、桥梁、 海洋和港口等多个工程领域当中。
２．３ 水胶比
西北农林 科 技 大 学 史 凯 方 等［５］采 用 正 交 试 验 设 计 方 法 对 ＰＲＣ的配合比进行试验研究，探讨了水胶比等因素对 ＲＰＣ各项力 学性能影响规律和机理。结果表明：水胶比对 ＲＰＣ的力学性能影 响显著，ＲＰＣ２００水胶比宜取 ０．１８～０．２０之间。高于 ０．２０水胶比 会使 ＲＰＣ强度明显降低，低于 ０．１８时混凝土成型困难，缺陷增多。
３ 其他因素对 ＲＰＣ力学性能的影响
西南科技大学高燕等［６］通过设计正交试验对掺有固硫灰的 活性粉末混凝土的力学性能及收缩性能进行研究。试验结果表 明：使用固硫灰、硅灰、高效减水剂、石英砂等材料再通过湿热养 护可以配制出抗压强度达到 １４０ＭＰａ的 ＲＰＣ；采用湿热养护可 以加速 ＲＰＣ的水化反应，形成密实度更高的 ＲＰＣ，其早期强度比 标准养护高出 ３０ＭＰａ左右；湿热养护可以提高 ＲＰＣ的早期收 缩，同时降低后期干性收缩，整体收缩率大于标准养护条件下的 ＲＰＣ；固硫灰的膨胀特性可以降低活性粉末混凝土自收缩大的缺
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第25卷 第2期2003年2月武 汉 理 工 大 学 学 报
JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.25 No.2
Feb.2003
文章编号:167124431(2003)0220015205
活性稻壳灰对混凝土强度和耐久性能的影响余其俊 赵三银(华南理工大学) 冯庆革 杉田修一(日本八户工业大学)
摘 要: 研究了高火山灰活性稻壳灰对混凝土强度和耐久性能的影响。结果表明:混凝土中掺加稻壳灰后强度提高,且高水胶比时强度提高率更大;同时,混凝土的抗盐酸溶液的侵蚀能力、抗碳化和抗渗性能也得到改善。其主要原因可归结为:稻壳灰的掺入降低了混凝土的实际水胶比,促进了水泥的水化,使混凝土中有更多的C-S-H凝胶生成,并减少了混凝土中羟钙石的数量,降低了混凝土细孔的平均尺寸,使得混凝土的结构更加密实。关键词: 稻壳灰; 抗酸侵蚀; 抗渗性; 碳化; 孔径分布中图分类号: TU528.0文献标识码: A
收稿日期:2002212205.
作者简介:余其俊(19632),男,教授;广州,华南理工大学材料科学与工程学院(510640).
研究表明[1～3],高火山灰活性的稻壳灰能够改善水泥和混凝土的性能,使混凝土高性能化,具有良好的
应用前景。由于强度、抗酸侵蚀、抗碳化能力和抗渗性是混凝土性能和耐久性的重要指标,因此就稻壳灰混凝土的性能开展了下述研究:1)稻壳灰混凝土的抗压和抗折强度;2)混凝土在2%HCl溶液中浸渍后的强度和质量变化;3)混凝土的抗碳化性能和抵抗水、空气和Cl-渗透的能力。在所有的试验中,均以未掺稻壳灰的普通硅酸盐水泥混凝土作为基准样。
1 原材料由笔者设计的间歇式窑炉烧制的稻壳灰中掺入0.025%乙二醇助磨剂后,振动式球磨机中粉磨60min,
图1 稻壳灰混凝土与基准样的抗压强度
其化学组成如表1所示。该稻壳灰中的SiO2主要以无定形状态存在,
它使Ca(OH)
2饱和溶液的电导率减小3.16mscm,说明其火山灰活
性很高[4]。试验用水泥是普通硅酸盐水泥,其化学组成及物理性能如文献[3]中所示。试验用粗、细集料分别是最大粒径为25mm的碎石和河砂,其性能列于表2。为了把新拌混凝土的含气量和坍落度分别控制在(5±1)%和(12±3
)
cm的水平,采用了松香皂热塑料树脂
(Vinsolresin)型引气剂和
NL21450减水剂(主要成分为高聚合的芳香
族硫酸盐)。
2 实验与结果2.1 稻壳灰对混凝土强度的影响试验中以稻壳灰置换0、10%、20%、30%和50%的水泥,水胶比
WB(水水泥+稻壳灰)为0.65、0.75和0.80。抗压强度试验采用<100mm×200mm的圆柱形混凝土试体(日本工业标准JISA1132)。试体脱模后于(20±1)℃水中养护至规定龄期,混凝土配比和强度性能如表
3
和图1所示。由图1可见:1)掺有稻壳灰的混凝土,其28d抗压强度均比基准样大;2)水泥中稻壳灰置换率为20%时,混凝土强度达最大值;3)水胶比越大,强度提高率也越大。尤为显著的是,稻壳灰置换率为20%而
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net水胶比为80%的混凝土,其强度值比基准样提高了近68%。表1 稻壳灰的化学组成和物理性质
I.L.%
化学组成%
SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2OTiO2MnOC
密度(g·cm-3)
N2
吸附比表面积
(m2·g-1)
2.9391.900.250.410.380.210.052.780.010.160.412.2046.86
图2 测定混凝土碳化深度的方法S1,S2:碳化区域;A,B,C:切片(小圆柱体)高度,约50mm;W1,W2
:碳化区域宽度
D1,D2:碳化深度;D1=S1W1,D2=S2W2;D平均=(D1+D2+D3+D4+D5+D6
)
6
2.2 稻壳灰混凝土的抗碳化性能试验 试验中稻壳灰置换率为0、10%和30%,水胶比为0.75和0.
80(见表3)。<100mm×200mm圆柱形试体在水中养护28d后,(60±2)℃的温度下干燥24h,然后置于温度为(20±2)℃、相对
湿度低于40%的室内环境中干燥1周,再从每个<100mm×200
mm的圆柱形混凝土试体中部切割出3个<100mm×50mm
表2 粗细集料的性质材料密度(g·cm-3)
细度模数吸水率%固相体积百分数%
河砂2.662.461.2666.2
碎石2.726.990.2857.9
的小圆柱体。每个小圆柱试体的2个端面用环氧树脂密封后,置于温度为(30±1)℃、相对湿度为60%和CO2
浓度为5%的碳化试验箱中进行快速碳化试验。试验至规定龄期时取出试体,沿其径向劈裂成2个半圆
柱体。在新鲜劈裂面上喷上1%乙醇酚酞溶液,以区分出碳化与未碳化的区域,然后用面积仪测定已碳化区域的面积S,求得小圆柱试体的碳化深度,以3个小圆柱试体的平均值作为每个混凝土试体的碳化深度。图2
是整个试验过程的示意图。由图3可见,混凝土的碳化深度随着稻壳灰置换率的增加而减小。但是,混凝土试体不管是否含稻壳灰,由于水胶比较高,在碳化试验进行8周后,均已全部碳化。2.3 稻壳灰混凝土抗盐酸溶液侵蚀试验试验中混凝土的水胶比为0.65、0.75和0.80,试验用试体为100mm×100mm×400mm的长方体和<100mm×200mm的圆柱体。试体脱模后于(20±1)℃的水中养护4
周,取出置于温度为(20±2)℃和相对湿度低于40%的室内环境中干燥1周后,将各试体的两个端面及靠两端的侧面用石蜡密封(见图4)。根据日本工业标准JISK8180,以
2%HCl
水溶液作侵蚀介质。蜡封后各试体于
2%HCl水溶液(pH=0.80±0.02)中分别浸
渍4和13周,其间每3d更换一次HCl溶液。
表3 混凝土的配比水胶比水泥中稻壳灰置换率%砂率%
混凝土中各组分用量(kg·m-3
)
水量稻壳灰水泥砂碎石
0.8001020305052186.50.023.346.669.9116.6233.1209.8186.5163.2116.6951.1946.4941.8937.4927.9897.2892.8888.5884.3875.3
0.7501020305050184.50.024.649.273.8123.0245.9221.3196.7172.2123.0912.1907.1902.4897.9888.3925.4920.2915.4910.8901.1
0.650103046184.50.028.485.2283.8255.4198.6827.3821.9811.4979.2958.8947.0
0.550103044184.50.033.5100.6335.4302.0234.7771.6767.2755.9997.3989.9975.2
浸渍至规定龄期后,取出试体测其抗压、抗折强度和质量损失。抗折、抗压强度试验分别采用100mm×100
mm×400mm和<100mm×200mm试体,质量损失以这两者的平均值计算,试验结果如图5和图6所示。从
61 武 汉 理 工 大 学 学 报 2003年2月
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net图5可以看出,所有稻壳灰混凝土的强度均高于未掺稻壳灰的基准样混凝土。图6表明,随着浸渍时间的延长,混凝土质量损失增大,但稻壳灰混凝土的质量损失远比同龄期的基准混凝土的为小,而且随着稻壳灰掺量的增加,混凝土的质量损失减小。此外,浸渍4个星期后未掺稻壳灰的混凝土试体直接与HCl溶液接触部分表面破坏严重,砂浆剥离,集料露出,而掺有稻壳灰的混凝土试体则基本未变(见图7)。
图3 稻壳灰掺量对混凝土碳化深度的影响 图4 混凝土试体密封方法图5 2%HCl溶液浸渍后混凝土的强度与稻壳灰掺量之间的关系图6 2%HCl溶液中浸渍后混凝土的质量变化图7 2%HCl溶液中浸渍4周后的混凝土试体照片2.4 稻壳灰混凝土抗渗透性试验试验中稻壳灰的置换率分别为0、10%和30%,水胶比为0.55、0.65和0.75,采用<100mm×200mm
圆柱体试体。试体水中养护至28d后,逢中切割成两个<100mm×100mm圆柱体,一同置于温度为(20±2)℃、相对湿度为60%的室内环境中干燥1周,用于空气渗透、水渗透和Cl
-渗透试验。
Cl-渗透性试验中,是将<100mm×100mm圆柱试体的两端用环氧树脂密封后于温度为20℃、质量浓
度为13%的NaCl溶液中浸渍1周,然后放置到温度为(20±2)℃、相对湿度为60%的室内干燥1周。经过6
次这样的浸渍2干燥循环后,沿试体的径向劈开试体,待断面干燥后喷以0.1%的荧光素钠溶液和2%的AgNO3溶液。用面积仪测定Cl-渗透区域的面积,同样按图2所示方法求出各试体中Cl-的渗透深度。在水
渗透试验中,水的扩散系数按下式求出 Β2i=Α×D2m(4tΝ2)
式中,Β
2i为水的扩散系数(cm2
s);Dm为平均渗透深度(cm);t为0.49MPa压力下的加压时间(s)
;Α为与加
71第25卷 第2期 余其俊等:活性稻壳灰对混凝土强度和耐久性能的影响
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