郝文新

(中國水利水電第五工程局有限公司，成都，610066)

1 研究方法及目的

本試驗以礦渣粉、粉煤灰為摻和料，主要從水工混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能方面，驗證摻和料對混凝土抗硫酸鹽侵蝕的增強作用。在不采用抗硫酸鹽水泥的情況下，根據(jù)試驗結果找出礦渣粉、粉煤灰的最佳摻量，為配制高性能抗硫酸鹽侵蝕的水工混凝土提供依據(jù)。

2 原材料

2.1 水泥

抗硫酸鹽侵蝕混凝土采用的水泥為P·O42.5，從混凝土配合比考慮，采用低水膠比，摻加高效減水劑和大摻量超細摻和料配置一種密實度很高的混凝土。由于摻加高效減水劑，混凝土拌合用水量顯著減少，加上比水泥顆粒粒徑還小的超細摻和料的顆粒填充效應和低水膠比，使混凝土內部水泥石的空隙明顯減少，孔徑減少，密實度增加，抗?jié)B性能提高。

采用膠砂試件法和混凝土抗侵蝕試驗法兩種方法，對混凝土的抗侵蝕性進行研究。膠砂試件法原理是將水泥膠砂試件分別浸泡在規(guī)定濃度的硫酸鹽侵蝕溶液和水中養(yǎng)護到規(guī)定齡期，以抗折強度之比確定抗硫酸鹽侵蝕系數(shù)；混凝土抗侵蝕試驗是將用于測定的混凝土試件在干濕交替環(huán)境中，以能夠經(jīng)受的最大干濕循環(huán)次數(shù)來表示的混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能。以兩種方法所得試驗結果，來確定最佳原材料組合即最優(yōu)配合比，配制抗硫酸鹽侵蝕等級最高混凝土。

P·O42.5級水泥，水泥熟料中化學成分及熟料中礦物成分、物理力學性能檢測結果見表1、表2。

表1 水泥熟料中化學成分及熟料中礦物成分 單位：%

表2 水泥物理力學性能成果

2.2 粉煤灰

粉煤灰采用Ⅰ級粉煤灰，檢測結果見表3。

表3 粉煤灰性能成果 單位：%

2.3 ?；郀t礦渣粉

礦粉采用S75級?；郀t礦渣粉，檢測結果見表4。

表4 ?；郀t礦渣粉性能成果

原材料均為新疆廠家，檢測指標均滿足標準要求。

3 配合比設計方案

3.1 膠砂試件配合比

表5 膠砂侵蝕試驗試件配合比組成

3.2 混凝土試件配合比

表6 混凝土侵蝕試驗試件配比組成

4 研究成果

整個研究過程在試驗室內完成，將無水硫酸鈉配制成不同濃度的硫酸鈉溶液，不同配合比成型的膠砂試件和混凝土試件分別浸泡于不同濃度的硫酸鈉溶液中，完成浸泡或干濕循環(huán)試驗。

4.1 膠砂試件

表7 膠砂抗蝕系數(shù)

4.2 混凝土試件

依據(jù)GB/T 50082-2009《普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法》將用于測定的混凝土試件放置于配置好的Na2SO4溶液中，在干濕交替環(huán)境中，以能夠經(jīng)受的最大干濕循環(huán)次數(shù)來表示的混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能，試驗結果顯示，混凝土中摻礦渣微粉或粉煤灰50%時，KS150抗壓強度耐蝕系數(shù)值為最高。混凝土中高摻礦渣微粉或粉煤灰可以有效提高混凝土抗侵蝕性能，但有局限性，同時采用低水膠比才能更好改善混凝土抗侵蝕性。其原因在于低水膠比在減少水泥石孔隙的同時，又使超細礦粉在水泥漿中的顆粒填充作用更完善和更充分，極大地增加混凝土的密實性，防止攜帶侵蝕介質的環(huán)境水入侵水泥石，從而有效提高了抗侵蝕性。

表8 混凝土抗壓強度耐蝕系數(shù)

5 結語

兩種試驗方法得出同樣的結果，混凝土中礦渣微粉或粉煤灰摻量為50%時，混凝土抗硫酸鹽等級達到試驗標準的最高等級。此配合比在新疆伊河北岸干渠二標工程中采用，并取得很好的效果。

由于摻加高效減水劑，混凝土拌合用水量顯著減少，加上比水泥顆粒粒徑還小的超細摻和料的顆粒填充效應和低水膠比，使混凝土內部水泥石的空隙明顯減少，孔徑減少，密實度增加，抗?jié)B性能提高，抗侵蝕性能混凝土的高抗?jié)B性將有效地阻擋攜帶侵蝕介質的環(huán)境水入侵混凝土內部，利于抗侵蝕。因此，在不采用抗硫酸水泥的情況下，增大摻和料的摻量，同樣能配出滿足抗硫酸鹽等級的配合比。