粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子侵蚀性能的试验研究

于永齐　赵晓娜

摘要：本文在分析了粉煤灰组成成分的基础上，为了研究粉煤灰对混凝土抗氯离子侵蚀性能的影响，进行了不同的配合比设计，按照试验方法，得出不同深度氯离子浓度。试验结果表明：在混凝土中加入10%-20%的粉煤灰可以改善混凝土抗氯离子侵蚀性能。这样不但能减少水泥的用量，还能减少粉煤灰对环境的污染，能够同时取得良好的社会效益和经济效益，为以后粉煤灰在工程中的应用提供了参考。

关键词：粉煤灰；混凝土；氯离子渗透性；配合比设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.181

1概述

粉煤灰主要来源于以燃煤为主的发电厂，是燃烧后收集的固体小颗粒。随着人们生活水平的提高，居民对用电量的需求在逐年增加。直接后果就是粉煤灰量的增多，如果不加以重视和处理，将会对大气和环境造成严重的影响。目前，随着人们对粉煤灰研究的逐渐深入，粉煤灰在混凝土配合比设计中已经得到了广泛的应用，并取得了显著的成果。

关于粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性能的影响已有相关研究，但具体关于粉煤灰取代量，不同的试验还没有一个最优的取代率，为了探讨不同掺量的粉煤灰对混凝土抗氯离子侵蚀性的影响，本文拟对粉煤灰掺量分别为0%、10%、20%、30%的混凝土试块立方体进行抗压强度以及抗氯离子侵蚀性能进行试验并对实验结果进行分析。

2实验原材料及性质

2.1粉煤灰

2.2水泥：普通硅酸盐水泥

2.8细骨料

本实验用采用天然中砂，表观密度为2.65g/cm³，堆积密度1.40g/cm³，细度模数为2.6。

2.4粗骨料

采用5 20mm的碎石，颗粒级配良好。3抗氯离子侵蚀性试验方案及iK件混凝土配合比

試验采用边长为100ram的混凝土立方体试块，试块在拆模后放进标准养护室养护。对龄期为60天试块，进行氯离子侵蚀试验。具体试验方法为：先将试块烘干，然后留下相对两个表面，其余面石蜡予以密封，然后放入到10%的NaCl溶液的中进行渗透试验。在试验龄期为90天时，测定其中的氯离子含量。取样深度以10mm为一个分界点。

氯离子含量测定采用NJCL-H氯离子含量快速测定仪。工作原理为：先用标准浓度对仪器进行标定，拟合出一条曲线，再用标定后的仪器测量氯离子浓度。配合比见下表3。

4不同粉煤灰掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

粉煤灰矿物掺合料对混凝土抗氯离子渗透性能有较大影响，通过试验得出不同粉煤灰掺量下氯离子质量分数渗透深度曲线。

（1）不同掺量粉煤灰混凝土抗氯离子渗透性规律分析。由图1可知，一定量的粉煤灰等质量取代部分水泥后对混凝土的抗氯离子渗透性能有明显的改善。可以看出，无论是加入粉煤灰还是未加入粉煤灰，在深度0—10mm的范围内，氯离子浓度远远大于10mm以后的氯离子浓度，并且随着深度的增加，氯离子的浓度逐渐减小。同一粉煤灰掺量不同水胶比的情况下，氯离子的浓度随着水胶比的增加而增加。不同深度处，粉煤灰掺量为10%的混凝土，其氯离子浓度低于未掺粉煤灰的混凝土，并且当粉煤灰掺量由10%到30%时，氯离子的浓度呈现先减小后增加的趋势。为了提高结构的耐久性，建议粉煤灰的掺量以10%-20%为宜。

（2）粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透作用机理分析。影响氯离子侵蚀混凝土的主要因素是孔隙率的大小及数量，掺加粉煤灰之所以能降低氯离子的浓度在于随着粉煤灰的掺加，混凝土的孔隙率逐渐降低，孔径逐渐减小，因此混凝土宏观表现为随着粉煤灰掺量的增加混凝土的密实度提高，抗氯离子侵蚀能力提高。从微观方面讲，造成这种现象的原因有两方面：一是由于其火山灰效应减少了混凝土的内部Ca（OH）₂的数量，改善了水泥石和集料之间的界面，使混凝土孔级配得到改善，提高了混凝土对Cl—的扩散阻碍能力；二是孔的细化，更多的低碱度的C—S—H凝胶，增加了混凝土（物理和化学）固化能力，有利于降低Cl—在混凝土中的渗透速度，从而提高了混凝土的抗氯离子渗透能力。

5结论

（1）在混凝土中掺加适量粉煤灰，能够减少用水量，增加混凝土的强度，但是粉煤灰的掺量有一个最佳范围，当粉煤灰掺量为10%时能充分发挥粉煤灰的作用，粉煤灰产量过多，强度下降。

（2）混凝土中掺加一定量的粉煤灰可以提高其抗氯离子侵蚀的能力，但是掺量过多，抗侵蚀能力反而下降，结合强度实验，建议掺加量以10%-20%为宜。