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微硅粉对混凝土的耐久性的影响

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  • 微硅粉对混凝土的耐久性的影响
    混凝土坍落度实验和原理


    什么是混凝土耐久性?
        混凝土耐久性,指的是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性,从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。
        混凝土的耐久性包括了混凝土的抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗钢筋锈蚀能力和抗冲磨性能。

    混凝土耐久性指标

    1、抗冻性
        当硅粉掺量少时,硅粉混凝土的抗冻性与普通混凝土基本相同,当硅粉掺量超过15%时,它的抗冻性较差。通过大量的试验,这种观点基本上被证实了,主要原因是当硅粉超过15%时,混凝土膨胀量增大,相对动弹性模数降低,抗压强度急剧下降,从混凝土内部方面特征看,比表面积小,间距系数大。

    2、抗渗性
        混凝土是一种透水材料,它的渗透性与它的孔隙率、孔隙分布及孔隙连通性有关。振捣密实的混凝土水灰比愈小,养护龄期愈长,则渗透性愈小。在混凝土中掺入引气剂也可降低渗透性。一般地水灰比小于0.50的混凝土,它的渗透系数可以达到1×10-11m/s。在海水中的混凝土它的渗透性是决定混凝土工程耐久性的最重要的因素,渗透性高的混凝土在海水中很易遭破坏。由于硅粉颗粒小,比水泥颗粒小20~100倍,可以充填到水泥颗粒中间的空隙中,使混凝土密实,同时硅粉的二次水化作用,新的生成物堵塞混凝土中渗透通道,故硅粉混凝土的抗渗能力很强,混凝土的渗透性随水胶比的增加而增大,这是因为水灰比混凝土的密实性相对差些。

    3、抗化学侵蚀性
        一般硅粉减少渗透性的效果要大于强度的增加,特别在硅粉以小掺量掺入低强混凝土时更是如此。对于掺入一定量的硅粉的混凝土,水胶比通常小于0.4,且有超细微粒填充,因此,掺入硅粉的混凝土具有非常好的抗渗能力。因为加入硅粉可以明显地降低混凝土渗透性及减少游离的Ca(OH)2,从而提高了混凝土抗化学侵蚀能力。在混凝土中掺入硅粉,能减少Ca(OH)2含量,增加混凝土密实性,有效提高弱酸腐蚀能力,但在强酸或高深度的弱酸中不行,因混凝土中的C-S-H在酸中分解,另外,它还能抗盐类腐蚀,尤其是对氯盐及硫酸盐类,它之所以能抗酸盐侵蚀,原因是硅粉混凝土较密实,孔结构得到改善,从而减少了有害离子传递速度及减少了可溶性的Ca(OH)2和钙矾石的生成,而增加水化硅酸钙晶体的结果。

    4、抗碱集料反应
        碱集料反应必须具备3个条件:(1)混凝土中的集料具有活性;(2)混凝土中含有一定量可溶性碱;(3)有一定的湿度。排除这三个条件中的任何一个都可达到控制碱集料反应的目的。混凝土中加入硅粉,因为硅粉粒子提高水泥胶结材料的密实性,减少了水分通过浆体的运动速度,使得碱集料膨胀反应所需的水分减少,也由于减少水泥浆孔隙液中碱离子的浓度,因此,减少了碱集料反应的危险。

    5、抗钢筋锈蚀的能力
        混凝土高碱性给普通钢筋混凝土中的钢筋提供了形成钝化膜的条件,一旦钝化膜破坏,钢筋就会发生电化学腐蚀,腐蚀速度取决于水分以及氧气进入混凝土的速度。加入硅粉可以改善密实性增加电阻率,所以,抵抗钢筋锈蚀的性能得到很大改善,硅粉改善电阻率是随着硅粉含量的增加而增加。

    6、抗磨蚀性
        水工结构中的高速水流泄水建筑物护面材料具有高抗冲磨与抗空蚀要求。在混凝土中加入硅粉可以改善混凝土的抗磨蚀性。加入硅粉改善了混凝土的抗磨蚀性是由于改善了浆体自身的抗磨性和硬度,以及改善水泥浆骨料界面的粘结,从而使粗骨料在受到磨损作用时难以被冲蚀。




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