浅析基于不同环境下掺粉煤灰混凝土耐久性试验

浅析基于不同环境下掺粉煤灰混凝土耐久性试验

邱宪法

佛山华润顺安混凝土有限公司广东佛山528325

[摘要]本文主要以不同环境为基础，开展掺粉煤灰砼耐久性的试验操作，以便于今后能够更好地发挥砼耐久性，客观地反应出内部材料的性能及抵抗外部各种环境作用，防止各方面影响因素影响到砼的耐久性，减少一部分耐久性的维护费用，维护企业一部分经济效益。

[关键词]环境；掺粉煤灰；混凝土；耐久性；试验；

前言：

因砼自身的耐久性，属于反应内部材料各项性能及外部各种环境抵御作用的主要评定标准,直接影响着砼的使用性能,关系到项目建设质量.鉴于此，本文主要针对进行以不同环境为基础，开展掺粉煤灰砼耐久性的试验操作，望能够为相关研究专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

1、材料与方法

1.1材料

砼试件所用原材料包括水、减水剂、粉煤灰、细骨料、粗骨料、水泥等。水泥为P·O42.5级，如图1，为其主要的参数指标。粗骨料为含水率为0.2%卵石，含泥量与级配均可满足于试件制作各项要求及标准，粗骨料为河砂，密度为2590kg/m3,实际含水量即为3.5%。粉煤灰针对砼性能影响较大，择选II级的粉煤灰，如图2所示，为它的物理性能状况。本次试验研究还择选聚羧酸的减水剂，实际掺合量以充分满足于本次试验研究要求坍落度为宜，其减水剂35%，可符合相应标准及要求。

图3混凝土的试件编号与配合比的设计示图

1.3试验过程

依据以上配比来制作试件，试件成型之后24h拆模，放置在标准的养护室内做好养护。耐久性为砼在综合性集中表现，为综合衡量它的耐久性，此次试验研究总共设计干湿循环、冻融循环、自然浸泡这三类基础条件下耐久性的试验操作。依据普通砼长期性能及耐久性的试验操作方法基本标准，标准养护28d时，试件放置于5%的硫酸钠标准溶液当中进行长期的浸泡，为金陵维持浓度一致性，每间隔15d需更换一次该溶液，每间隔60d进行试件质量及超声波的波速检测操作。冻融循环的试验操作期间，试件养护约24d时可提前去除，放置20℃清水溶液当中浸泡4d，再开展冻融循环的试验操作，冻融试验制度为：把试件放置在冻融循环装置内部，将温度控制于-15-60℃，每次冻融的循环时间设定为4h，冻2h、融2h，每25次循环检测试件的相关参数。开展湿循环的试验操作期间，试件需在养护28d之前2d将其取出，并放置在烘箱内烘至48h，温控为80±5℃，试件在凉至室温后开展干湿循环的试验操作，循环制度如下：把试件放置在5%浓度硫酸钠标准溶液当中浸泡约15h,将溶液排空后，借助热风机进行1h对吹，试件风干后及时升温到80℃维持6h，冷却时间为2h，做一次24h干湿循环，每隔15次循环测定试件各项参数。

2、结果与分析

2.1评价自然浸泡环境下砼耐久性

如图4-1所示，为3种水胶的比例下砼试件相对质量的评价参数ω1于浸泡周期之内呈现着从升至降波动趋势，24d附近有峰值出现，试件JP1达初始参数值1.455倍左右，JP2最大可达1.463倍左右，600d条件下其参数值低至1.0以下，表明试件已经开始有损伤情况出现，之后为试件JP2，幅度最小的为JP3。三类试件相对的质量评价实际参数ω1值均超过1.0范围，证明砼性能有所增加，但伴随浸泡时间不断叠加，最终将会有劣化，甚至是破坏情况出现。如图4-2所示，为不同水胶的比例试件于浸泡的时间段内相对的动弹性模量基本评价参数ω2。从该图中国即可了解到，相比ω1值，相对的动弹性实际模量评价的参数ω1值有着较大变化幅度，三类试件ω2值JP3为最大，其次分别为JP2、JP1。从总体上来可明显地看出此三类试件能够表现不同抗侵蚀的性能。

2.2评价干湿循环环境下砼耐久性

如5-1、5-2所示，为不同水胶的比例下砼于硫酸盐标准溶液中经过干湿循环期间，它相对质量的评价参数ω1及相的对动弹性实际模量评价的参数ω2之间变化规律情况。综合两类的耐久性实际评价指标能观察出干湿循环的环境之下，其不同水胶的比例试件截图变化规律较为类似，15次之前前为性能的优化时期，而后ω1、ω2值持续降低，性能由劣化至破坏。三种水胶比例试件当中性能损伤最快的为GS1，GS3试件集中表现最佳抗侵蚀的性能，试件GS2介于此两者之间。

2.3评价冻融循环环境下砼耐久性

如图6-1、6-2，不同的水胶比例与粉煤灰的掺合量下，砼处于冻融循环基础环境下质量及其动弹性实际模量评价的参数基本变化规律。从图6-1当中即可观察出，冻融循环基础环境下对于砼试件质量损伤情况较为突出，除了之前25次经过循环试件的质量有着短暂增加之外，剩余的冻融时间段内此三类水胶的比例条件下，砼质量均有劣化损伤情况出现。冻融循环的后期，砼接近于破坏时，能明显地看到砼试件表面有严重剥蚀及裂缝现象存在着，剥落、掉渣情况也较为严重，凝胶及粗骨料均分离裸露于外部，最终导致砼逐渐丧失了自身耐久性能。

3、结语

经过以上试验研究后可得出如下结论：不同水胶的比例及粉煤灰实际掺合量条件下，砼耐久性有着较大差异性，水胶比例最大，其粉煤灰的掺合量约是为15%条件下砼耐久性最佳，在现代工程施工建设当中比较适合优先应用；不同侵蚀的环境之下，砼受到侵蚀的作用机理往往存在着一定差异性。自然浸泡条件下主要是以化学的腐蚀为主；冻融循环条件下，则主要是以物理的侵蚀方面为主；干湿循环的环境之下，会出现浮肿性物理化学的反应状况，伴随受侵蚀的时间不断叠加，砼自身耐久性会逐渐从劣化至破坏；硫酸盐的溶液条件下，硫酸根的离子会逐渐侵入到试件及砼土水化性产物硅酸钙形成有着膨胀压力腐蚀产物的钙矾石，干湿循环基本环境之下，会析出石膏结晶，结晶压力相对较大；相对于质量评价的参数ω1及相对的冻弹性实际模量ω2评价，可精准客观地评价着不同侵蚀基础条件下砼耐久性。

[参考文献]

[1]鲁彩凤.自然气候环境下粉煤灰混凝土耐久性预计方法[D].中国矿业大学,2016,11（20）：358-359.

[2]肖前慧,牛荻涛.冻融环境下引气粉煤灰混凝土性能研究[J].混凝土,2012(7):81-82.