本文主要研究沸石粉摻量對自密實混凝土工作性能,力學性能及耐硫酸鹽腐蝕性能的影響,并分析其作用機理。結果表明:沸石粉的加入減少混凝土的流動性;混凝土28d力學性能隨沸石粉摻量增加而下降,但沸石粉摻量為10%的混凝土后期強度接近摻量為5%的混凝土;隨著硫酸鹽浸泡時間增加,混凝土質量損失率與鹽蝕損傷先減小后增大;沸石粉的摻量對自密實混凝土的鹽蝕損傷沒有明顯影響。
一、沸石粉應用于混凝土的可行性
沸石粉,是一種具有吸附性、分子選擇性和離子交換性,由天然沸石磨細而成的礦物粉,是一種優質活性摻合料。在工程建設中,沸石粉可以取代部分水泥,配制混凝土及砂漿。這樣既降低工程造價,又可改善混凝土的性能。很多學者通過試驗發現,沸石粉和粉煤灰兩者復合使用時,可以改善混凝土的工作性能和力學性能。鄭秀華等研究得出,同時摻入粉煤灰和沸石粉可以將水泥石中孔細化,并使總孔隙率降低。國內對摻加沸石粉的自密實混凝土的耐硫酸鹽侵蝕性能的研究較少,而這種性能是混凝土在海上、沿海及鹽堿地區環境下,長期保持其良好性能和外觀完整的關鍵。
二、基于沸石的自密實混凝土配合比設計
根據《自密實混凝土應用技術規程》(JGJ/T283—2012,并按1m3的用量計算混凝土的配合比。設計基準混凝土強度等級為C40,粉煤灰摻量為25%。沸石粉摻量分別為5%,10%,15%,20%。具體配合比。
按照《自密實混凝土應用技術規程》(JGJ/T283—2012)方法進行測試,主要包括坍落擴展度,擴展時間T500,J環擴展度試驗。數據如表2所示。
擴展時間T500隨沸石粉摻量變化曲線如圖3所示。擴展時間T500隨著沸石粉摻量的增加而增加,近似線性變化。說明沸石粉摻量為擴展時間T500的主要影響因素。
PA值是可以反映自密實混凝土間隙通過性能的指標,其值為坍落擴展度與J環擴展度的差。從表2數據可以得出,沸石粉對PA值的影響不大,自密實混凝土滿足性能等級PA2的技術要求,即0mm≤PA2≤25mm,可用于鋼筋凈距60~80mm的工作條件中。
另外,通過試驗可知,Zeolite摻量對自密實混凝土的工作性能影響較為明顯,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擴展度及J環擴展度降低,流動性有所減少,擴展時間T500少量增加。
混凝土在硫酸鹽侵蝕環境下,隨著浸泡時間的增加,混凝土質量損失和鹽蝕損傷呈現先減小后增加的趨勢。浸泡60d后混凝土質量損失從谷值迅速升高,直至試驗結束。混凝土鹽蝕損傷同樣在浸泡60d到達谷值,并于60d至90d緩慢增加,90d以后鹽蝕損傷大幅度增加,直至試驗結束。沸石粉摻量對自密實混凝土鹽蝕損傷的影響不明顯。