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掺和料对混凝土电通量和RCM扩散系数相关性的影响

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第４２卷第１２期　２０１４年６月　交通标准化　

Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ　Ｖ０１．４２　Ｎｏ．１２　

Ｊｕｎ．２０１４　

掺和料对混凝土电通量和ＲＣＭ扩散系数　相关性的影响　

罗立红　（河北省高速公路衡大管理处，河北衡水０５３０２０）　摘要：采用ＡＳＴＭ　Ｃ１２０２电通量测试方法与ＲＣＭ法研究了粉煤灰、矿粉两种矿物掺和料，分别在单掺、双掺情况　下对混凝土电通量与ＲＣＭ扩散系数的影响。研究结果表明：单掺粉煤灰时，电通量与氯离子扩散系数相关性不　强；单掺矿渣粉时，电通量与氯离子扩散系数具有相同的变化规律，随矿渣粉掺量的增加呈减小趋势；粉煤灰　和矿渣粉双掺时，电通量和氯离子扩散系数均好于单掺。　关键词：混凝土；矿物掺和料；电通量；氯离子扩散系数；相关性　中图分类号：Ｕ４４４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００２—４７８６（２０１４）１２－０１３２—０４　

Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ　ｏｎ　Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｌｕｘ　ａｎｄ　ＲＣＭ　Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　

ＬＵ０　Ｌｉ—ｈｏｎｇ　（Ｈｅｎｇ～Ｄａ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｏｆｆｉｃｅ　ｏｆ　Ｈｅｂｅｉ　Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ，Ｈｅｎｇｓｈｕｉ　０５３０２０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅ　ｏｎ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｌｕｘ　ａｎｄ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｎ．　ｃｒｅｔｅ　ａｒｅ　ＲＣＭ　ｔｅｓｔ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｌｕｘ　ａｎｄ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉＳ　ａｌｓｏ　ｄｉｓ—　ｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ，ｗｈｅｎ　ｆｌｙ　ａｓｈ　ｉＳ　ａｄｄｅｄ　ａｌｏｎｅ，ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｌｕｘ　ａｎｄ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｓｔｒｏｎｇ；ｗｈｅｎ　ｓｌａｇ　ｐｏｗｄｅｒ　ｉｓ　ａｄｄｅｄ　ａｌｏｎｅ，ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｌｕｘ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｒｕｌｅ　ｗｉｔｈ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｔｈｅｙ　ｂｏｔｈ　ａｐｐｅａｒ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｓｌａｇ　ｐｏｗｄｅｒ；ｗｈｅｎ　ｂｏｔｈ　ｆｌｙ　ａｓｈ　ａｎｄ　ｓｌａｇ　ｐｏｗｄｅｒ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅ　ａｒｅ　ａｄｄｅｄ，ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｌｕｘ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｏｅｆ—　ｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎｓ　ａｒｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｉｎｇｌｅ　ｄｏｐｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｍｉｎｅｒａｌ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅ；ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｌｕｘ；ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｉｏｎ　ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ　

１　引言　桥梁耐久性是当今国际桥梁工程界关注的热　门问题，目前，我国正在进行空前规模的经济建　设，其中以钢筋混凝土为主体的基础设施建设处　于优先地位。众所周知，氯盐环境下，由氯离子　侵入所引起的钢筋锈蚀与混凝土开裂是目前混凝　土结构破坏的主要形式，因此，评价混凝土抗氯　离子侵人的能力尤为重要。从２０世纪８０年代开　始，各国不断地开发各种表征混凝土渗透性能的　新方法，以评价混凝土的密实性能，其中发展较　快的是电通量法和氯离子扩散系数快速测定法。　收稿日期：２０１４—０３—１７　目前，矿物掺和料已经在混凝土中广泛使用，但　矿物掺和料对于电通量法和ＲＣＭ的影响关系在工　程中的研究甚少。基于以上两种方法各自的特　点，为既能有效评价混凝土的抗氯离子能力，又　能减少重复性试验，建立矿物掺和料与混凝土电　通量与氯离子扩散系数之间的相互关系在工程中　是十分必要的。　

２试验研究与分析　２．１原材料与试验方法　试验中，水泥采用唐山冀东水泥有限责任公　第４２卷第１２期　罗立红：掺和料对混凝土电通量和ＲＣＭ扩散系数相关性的影响　司生产的Ｐ．０４２．５级普通硅酸盐水泥；粉煤灰采用　西柏坡电厂生产的Ｉ级粉煤灰，平均粒径０．１Ｉｘｍ，　无定型ＳｉＯ　含量约为８９％；矿粉采用唐山唐龙￥９５　磨细矿渣粉，比表面积４００ｍ２／ｋｇ；骨料采用绥中洁　净河砂，细度模数为２．８；碎石采用玉田连续级配　５—２５ｒａｍ碎石；外加剂采用天津冶建加剂厂生产　的聚羧酸系高效减水剂，减水率为２５％。　电通量试验按照ＡＳＴＭ　Ｃ１２０２的标准，试验室　制作１５０ｍｉｎＸ　１５０ｒａｍ￣１５０ｒａｍ的立方体试块，在规　定的试验５６ｄ龄期前，对制备的试块进行钻芯取　样，制成ｌＯＯｍｍ￣５Ｏｍｍ的圆柱体试件。试验前，　对试件进行真空饱水，试验时在试件轴向施加　６０Ｖ直流电压，试件的正、负极两侧的试验槽内分　别放置浓度为０．３ｍｏ￣Ｌ的ＮａＯＨ溶液和３％的ＮａＣ１　溶液。记录６ｈ内通过试件的总电量Ｑ值，即为检　测试件的电通量。　ＲＣＭ试验参照《普通混凝土长期性能和耐久　性能试验方法标准》（ＧＢ／Ｔ　５００８２－－２００９）提出的　氯离子电迁移快速试验方法（ＲＣＭ法）。试验室制　作１５０ｍｍＸ　１５０ｍｍＸ　１５０ｍｍ的立方体试块。试验前　７ｄ从标养室中取出试块进行取芯，制成ｌＯＯｍｍｘ　５０ｍｍ的试件，再放人标养室中水养至试验龄期。　试验时试件两端外加电压，试件的正负极分别浸　人０．３ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液和含质量浓度１０％的ＮａＣ１　溶液中，根据初始电流确定通电时间。通电完　毕，取出试件，在压力机上将其劈成两半，并在　劈开的试件表面喷涂０．１ｍｏｌ／Ｌ的ＡｇＮＯ，溶液，并测　量氯离子渗透深度，计算氯离子扩散系数。　２．２粉煤灰掺量影响研究　本试验研究粉煤灰为混凝土配合比单一变量　下，粉煤灰掺量对电通量和氯离子扩散系数的影　响，从而研究两者的相关性。试验采取水胶比固　定Ｏ．４０，胶材用量４００ｋ￣ｍ　，粉煤灰掺量为０、　１０％、２０％、３０％和４０％的５种不同混凝土配合　比，试验检测各试件电通量和氯离子扩散系数随　粉煤灰掺量变化的规律，试验结果如图１所示。　由图１可知，掺人粉煤灰后，随掺量增加，２８ｄ　养护龄期混凝土电通量呈下降趋势，ＲＣＭ氯离子扩　散系数呈增大趋势；而５６ｄ养护龄期混凝土电通量　和氯离子扩散系数均趋于减小。试验结果表明：当　用电通量评价混凝土的氯离子渗透性时，２８ｄ龄期　

４．５　４．Ｏ　

Ｏ　１０　２Ｏ　３０　４０　粉煤灰（％）　

（ａ）２８ｄ电通量与氯离子扩散系数　

０　１０　２Ｏ　３０　４０　粉煤灰（％）　（ｂ）５６ｄ电通量与氯离子扩散系数　

２０ｏｏ　１　８００翌　母　删　１　６００　

ｌ　４００　１　２ｏ０　

１　０００落　脚　

０　ｌ０　２０　３０　４０　粉煤灰（％）　

（ｃ）２８ｄ、５６ｄ混凝土氯离子扩散系数　

Ｏ　ｌ０　２０　３Ｏ　４０　粉煤灰（％）　

（ｄ）２８ｄ、５６ｄ混凝土电通量　

图１粉煤灰掺量对电通量和氯离子扩散系数的影响　

８　６　４　２　Ｏ　８　６　４　８　８　８　８　８　７　７　７　交通标准化　２０１４年６月　的评价结果与混凝土的实际氯离子渗透ｌ生之间出现　了较大差异，５６ｄ龄期变化趋势一致，均趋于减小。　２．３矿渣粉掺量影响研究　本试验研究矿渣粉为混凝土配合比单一变量　下，矿渣粉掺量对电通量和氯离子扩散系数的影　响，从而研究两者的相关性。试验采取水胶比固　定０．４０，胶材用量４００ｋｇ／ｍ　，研究了矿渣粉掺量为　０、１５％、３０％、４５％和６０％５种不同掺量下，配合　比混凝土的电通量和氯离子扩散系数随矿渣粉掺　量变化的规律，其试验检测变化规律如图２所示。　

０　１５　３０　４５　６０　矿渣粉（％）　（ａ）２８ｄ电通量和氯离子扩散系数　

矿渣粉（％）　（ｂ）５６ｄ电通量和氯离子扩散系数　

２　２ｏｏ　２０ｏｏ　１　８００　１　６ｏｏ嚣　

１　４００　ｌ　２０ｏ　ｌ　０００　

１　３００　ｌ　２００　１　１００　１　ｏ００盏　

９００　８００　７００　６００　

０　１５　３０　４５　６０　矿渣粉（％）　（ｃ）２８ｄ、５６ｄ混凝土氯离子扩散系数　矿渣粉【％）　（ｄ）２８ｄ、５６ｄ混凝土电通量　图２矿渣粉掺量对混凝土电通量和　氯离子扩散系数的影响　由图２可知，混凝土电通量和氯离子扩散系数　随矿渣粉掺量的增加，呈明显降低；随龄期的增　长，均有所降低。试验结果表明，对于掺矿渣粉　的混凝土，电通量和氯离子扩散系数具有相同的　变化规律，相关性较好，混凝土电通量和氯离子　扩散系数随矿渣粉掺量的增加而减小。　２．４掺和料双掺影响研究　本试验研究粉煤灰与矿渣粉双掺情况下，粉煤　灰与矿渣粉双掺掺量对电通量和氯离子扩散系数的　影响，从而研究两者的相关性。试验对比研究了掺　和料双掺的条件下，７昆凝土的电通量和氯离子扩散　系数的规律。混凝土配合比设计参数如表１所示，　试验检测电通量和氯离子扩散系数结果如图３所示。　表１掺和料双掺的掺配比例　序号　水胶比　胶￣）ｊ＇／（ｋｇ／ｍ　）　粉煤灰（％）　矿渣粉（％）　ｌ　０－４　４００　２０　０　２　０－４　４００　Ｏ　３０　３　０．４　４００　２０　３０　２０％ＦＡ　３０％ｓｌａｇ　２０％ＦＡ＋３０％ｓｌａｇ　掺和料掺量（％）　（ａ）２８ｄ电通量与氯离子扩散系数　

１　８ｏ０　１　７ｏ０　１　６ｏｏ盛　１　５００　ｎ　

ｌ　４ｏ０　１　３００　

瑚　㈣　啪　鲫　伽　瑚　咖　咖　２　２｛ｌ　ｌ　斓圈　８　７　６　５　４　３　一∞、　一　＿（】　×暑ｒ）　∞　８　７　６　５　４　３　２　一∞／ｚ暑一　＿（１＿【×　ｒ】

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矿物掺和料对高性能混凝土性能的影响

矿物掺和料对高性能混凝土性能的影响

ＲＭ ＣＭ
…。 。 … … ． 通 量 最 低 为 ５ ４ ０ 其 ８
异 ． 而 导 致 混 凝 土 的 抗 压 强 度 有 所 不 同 从
实 际 应 用 中 ，建 议 采 用 矿 粉 与 粉 煤 灰 复 合 配 制 的 混 Ｃ， 比Ａ１ 低 了３１ 降 ％。 这 说 明 粉 煤 灰 和 矿 粉 对 于 改 善 混 凝 凝 土 ， 充 分 发 挥 二 者 的 “ 势 互 补 效 应 ” ， 制 性 能 更 以 优 配 为 优 异 、 本 更 为 经 济 的 混 凝 土 。 优 势 互 补 效 应 ” 要 体 成 “ 主 土 的渗透 性 非 常有 利 。双 掺对 混凝 土 抗渗 透 性能 的 改善 主 要取决 于 它 的两 个综 合 效应 ： 是 火 山灰 效应 ． 是 微 一 二
灰 复 合 掺 入 ． 兼 顾 混 凝 土 的 早 期 与 后 期 强 度 。 硬 化 混 产 物 ＣａＯＨ） 向排 列 的 影 响 而 强 度 降 低 。 矿 粉 吸 收 水 泥 可 对 （ ， 定
凝 土 ， 期 发 挥 矿 粉 的 火 山 灰 效 应 ， 善 浆 体 和 集 料 的 界 早 改
Ａ２ Ａ３ Ａ４ Ａ５ Ａ６
试 样 编号
图 ２ ＡＩ Ａ６ 凝 土 的 氯 离 子 电 通 量 ～ 混
矿 物 掺 和 料 的 复 合 掺 入 比 单 掺 具 有 更 加 良 好 的 效 果 。另 外 ． 观 察 试 件 的 表 面 结 构 时 发 现 ， 有 粉 煤 灰 、 粉 的 在 掺 矿
现 在 “ 作 性 互 补 效 应 ” “ 度 互 补 效 应 ” 个 方 面 。 工 集 料 效 应 。火 山 灰 效 应 ： 粉 改 变 了胶 结 料 与 集 料 的 界 面 工 和 强 两 “ 矿 作 性 互 补 效 应 ” 已述 及 ． 强 度 互 补 效 应 ” 矿 粉 与 粉 煤 粘 结 强 度 ，普 通 混 凝 土 的 浆 体 与 集 料 的 界 面 粘 结 受 水 化 前 “ 即
矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透的影响分析

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透的影响分析

矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透的影响分析摘要：本文主要针对矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透的影响展开了分析，通过结合具体的试验实例，对原材料和试验方法作了详细的说明，并论述了试验所得结果，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：矿物掺合料；混凝土；抗氯离子；影响随着如今我国建筑施工的不断发展，对混凝土也提出了更高的要求。

因此，在混凝土的制取过程中，会加入粉煤灰、矿渣等材料，希望达到加强混凝土性能的目的。

基于此，本文就矿物掺合料对高性能混凝土抗氯离子渗透的影响进行了分析，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

1 原材料与试验方法1.1 原材料水泥：采用42.5级普通硅酸盐水泥，安定性合格；粉煤灰：采用II级粉煤灰，需水量比为98%；矿粉：采用S95级矿渣粉，流动度比为104%；砂：中砂，细度模数为2.53；碎石：石灰岩碎石，粒径为5mm～25mm；外加剂：采用聚羧酸类超塑化剂PCA○R；水：自来水。

1.2试验方法（1）混凝土电通量试验依照ASTMC1202进行，测试混凝土在60V下6h的通电量，以评价混凝土的渗透性，试验采用NEL-PER型混凝土电通量测定仪；（2）混凝土氯离子扩散系数依照《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）附录B1混凝土氯离子扩散系数快速测定的RCM法进行，该方法被公认为是目前测试周期不长，但又能准确反映混凝土真实氯离子渗透性能的试验方法，试验采用NCM-60200型非稳态氯离子迁移实验仪。

2 高性能混凝土配合比设计本文对不同配合比参数的HPC配合比进行了设计，混凝土配合比设计见表1。

从图1中试验结果可以看出，固定粉煤灰掺量为20%，随着矿粉掺量的增加，混凝土28d龄期的电通量值显著降低，混凝土的抗氯离子渗透性明显提高，当矿粉掺量达30%时其电通量下降至2000库仑以下。

固定矿粉掺量为30%时，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土28d电通量先减小，后又增大，20%粉煤灰掺量时其电通量最低，低于2000库仑。

混凝土中添加矿物掺合料对力学性能的影响研究

混凝土中添加矿物掺合料对力学性能的影响研究

混凝土中添加矿物掺合料对力学性能的影响研究混凝土是一种常见的建筑材料，其主要成分是水泥、砂子、石子和水。

在混凝土中添加矿物掺合料可以改善混凝土的力学性能，如强度、耐久性、抗裂性等。

本文将探讨混凝土中添加矿物掺合料对其力学性能的影响。

一、矿物掺合料的种类及其作用矿物掺合料是一种细粉状材料，可以替代部分水泥使用。

常见的矿物掺合料有粉煤灰、硅灰、矿渣粉等。

它们的主要作用有：1.改善混凝土的强度和耐久性矿物掺合料中的活性成分可以与水泥中的Ca(OH)2反应，生成新的水化产物，填充混凝土孔隙，增加混凝土的密实度和强度。

2.减少混凝土收缩和裂缝矿物掺合料中的细粉状颗粒可以填充混凝土中的孔隙，减少混凝土收缩和裂缝的产生。

3.提高混凝土的耐久性矿物掺合料中的活性成分可以与混凝土中的氢离子反应，形成稳定的水化产物，提高混凝土的耐久性。

二、混凝土中添加矿物掺合料的影响1.强度添加矿物掺合料可以增加混凝土的强度。

研究发现，当粉煤灰掺量达到40%时，混凝土的抗压强度可以增加20%左右。

硅灰和矿渣粉的掺量也会对混凝土的强度产生影响，但不同矿物掺合料的最佳掺量不同。

2.耐久性添加矿物掺合料可以提高混凝土的耐久性。

研究表明，添加矿物掺合料可以减少混凝土的渗透性和氯离子渗透深度，延长混凝土的使用寿命。

3.抗裂性添加矿物掺合料可以提高混凝土的抗裂性。

研究表明，添加粉煤灰和硅灰等矿物掺合料可以减少混凝土的收缩和裂缝，提高混凝土的抗裂性。

4.成本添加矿物掺合料可以降低混凝土的成本。

矿物掺合料的价格相对较低，掺量适当可以替代部分水泥，降低混凝土的成本。

三、结论通过研究发现，混凝土中添加矿物掺合料可以改善混凝土的力学性能，如强度、耐久性、抗裂性等。

不同矿物掺合料对混凝土的影响不同，其最佳掺量也不同。

因此，在混凝土配合设计中应根据实际需要选择合适的矿物掺合料及其掺量。

另外，在添加矿物掺合料时，还需要注意掺合料的品质和加工工艺，以确保掺合料的活性成分和细度符合要求。

浅谈外加剂掺量对混凝土的影响

浅谈外加剂掺量对混凝土的影响

浅谈外加剂掺量对混凝土的影响外加剂是指在混凝土配制过程中，将一定剂量的化学物质加入到混凝土中，以改变混凝土的性能和性质的材料。

外加剂的掺量不同会对混凝土的性能和特性产生不同的影响，本文将从不同外加剂的掺量对混凝土的强度、耐久性和可流动性等方面的影响进行探讨。

首先，对于混凝土的强度来说，外加剂的掺量是一个重要的影响因素。

在混凝土中加入适量的外加剂可以显著提高混凝土的强度。

例如，掺量适当的高效减水剂和增强剂可以提高混凝土的抗压强度和抗弯强度，同时降低混凝土配合比，使混凝土更加紧密，从而提高混凝土的力学性能。

然而，如果外加剂的掺量过多，反而会对混凝土的强度产生负面影响。

这是因为过量的外加剂会导致混凝土内部结构的破坏，使得混凝土的骨料与水泥胶凝体的结合程度下降，从而影响混凝土的强度。

其次，外加剂的掺量对混凝土的耐久性也有一定的影响。

适量的外加剂可以提高混凝土的耐久性，如减水剂能够降低混凝土的含水率，改善混凝土的抗渗性能；掺量适当的缓凝剂和防冻剂可以提高混凝土在低温下的抗冻性能等。

然而，如果外加剂的掺量过多，可能会带来耐久性的问题。

例如，过量的减水剂会导致混凝土内部微观结构的改变，从而降低混凝土的耐久性，使其易受化学侵蚀、碳化等因素的影响。

最后，外加剂的掺量还会影响混凝土的可流动性。

适量的减水剂可以使混凝土更加可塑，提高其可流动性，从而方便施工和充实模板。

但是，外加剂掺量过多会导致混凝土失去稳定性，易造成分层和鼓泡等问题，降低施工质量。

综上所述，外加剂的掺量对混凝土的性能和性质具有重要影响。

适量的外加剂可以提高混凝土的强度、耐久性和可流动性等方面的性能，但是过量的掺量可能会导致颠簸混凝土的性能。

因此，在混凝土配制过程中，应根据具体情况合理控制外加剂的掺量，以达到最佳的施工效果。