本文主要研究沸石粉掺量对自密实混凝土工作性能,力学性能及耐硫酸盐腐蚀性能的影响,并分析其作用机理。结果表明:沸石粉的加入减少混凝土的流动性;混凝土28d力学性能随沸石粉掺量增加而下降,但沸石粉掺量为10%的混凝土后期强度接近掺量为5%的混凝土;随着硫酸盐浸泡时间增加,混凝土质量损失率与盐蚀损伤先减小后增大;沸石粉的掺量对自密实混凝土的盐蚀损伤没有明显影响。
一、沸石粉应用于混凝土的可行性
沸石粉,是一种具有吸附性、分子选择性和离子交换性,由天然沸石磨细而成的矿物粉,是一种优质活性掺合料。在工程建设中,沸石粉可以取代部分水泥,配制混凝土及砂浆。这样既降低工程造价,又可改善混凝土的性能。很多学者通过试验发现,沸石粉和粉煤灰两者复合使用时,可以改善混凝土的工作性能和力学性能。郑秀华等研究得出,同时掺入粉煤灰和沸石粉可以将水泥石中孔细化,并使总孔隙率降低。国内对掺加沸石粉的自密实混凝土的耐硫酸盐侵蚀性能的研究较少,而这种性能是混凝土在海上、沿海及盐碱地区环境下,长期保持其良好性能和外观完整的关键。
二、基于沸石的自密实混凝土配合比设计
根据《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T283—2012,并按1m3的用量计算混凝土的配合比。设计基准混凝土强度等级为C40,粉煤灰掺量为25%。沸石粉掺量分别为5%,10%,15%,20%。具体配合比。
按照《自密实混凝土应用技术规程》(JGJ/T283—2012)方法进行测试,主要包括坍落扩展度,扩展时间T500,J环扩展度试验。数据如表2所示。
扩展时间T500随沸石粉掺量变化曲线如图3所示。扩展时间T500随着沸石粉掺量的增加而增加,近似线性变化。说明沸石粉掺量为扩展时间T500的主要影响因素。
PA值是可以反映自密实混凝土间隙通过性能的指标,其值为坍落扩展度与J环扩展度的差。从表2数据可以得出,沸石粉对PA值的影响不大,自密实混凝土满足性能等级PA2的技术要求,即0mm≤PA2≤25mm,可用于钢筋净距60~80mm的工作条件中。
另外,通过试验可知,沸石掺量对自密实混凝土的工作性能影响较为明显,由于沸石粉自身的蓄水作用,混凝土拌合物所需的用水量增加使得坍落扩展度及J环扩展度降低,流动性有所减少,扩展时间T500少量增加。
混凝土在硫酸盐侵蚀环境下,随着浸泡时间的增加,混凝土质量损失和盐蚀损伤呈现先减小后增加的趋势。浸泡60d后混凝土质量损失从谷值迅速升高,直至试验结束。混凝土盐蚀损伤同样在浸泡60d到达谷值,并于60d至90d缓慢增加,90d以后盐蚀损伤大幅度增加,直至试验结束。沸石粉掺量对自密实混凝土盐蚀损伤的影响不明显。