亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        石灰石粉在水泥漿抗氯離子滲透性中的作用機(jī)理

        2022-10-22 04:08:00唐志賈旭秀王德輝
        關(guān)鍵詞:鋁酸鈣滲透性石灰石

        唐志,賈旭秀,王德輝

        (1. 山地交通災(zāi)害防治技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司,貴州 貴陽 550081;2. 福州大學(xué) 土木工程學(xué)院,福建 福州 350116)

        根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù),我國2020 年的水泥總產(chǎn)量為23.95 億t,生產(chǎn)1 t 水泥和石灰石粉的二氧化碳排放量分別為0.87 t[1]和0.008 t[2]。以石灰石粉取代水泥制備混凝土,不僅可以節(jié)約成本,也可顯著降低二氧化碳排放量。石灰石粉在混凝土中主要表現(xiàn)為填充、晶核、稀釋和化學(xué)效應(yīng)[3],根據(jù)石灰石粉的粒徑和摻量,這4種作用效應(yīng)的表現(xiàn)形式有所差異。當(dāng)石灰石粉粒徑較小且摻量較低時(shí),其填充效應(yīng)、晶核效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)比較明顯;當(dāng)石灰石粉粒徑較大或摻量較高時(shí),其稀釋效應(yīng)比較顯著[4]。氯離子滲透性是引起鋼筋混凝土耐久性破壞的主要原因之一,全世界每年約花費(fèi)2.5 萬億美元,用于氯離子滲透導(dǎo)致的鋼筋銹蝕問題,占據(jù)全球GDP 的3.4%[5-6]。氯離子在混凝土中以自由氯離子和結(jié)合氯離子2種狀態(tài)存在,只有自由氯離子會(huì)銹蝕鋼筋。當(dāng)未摻入石灰石粉時(shí),混凝土中的鋁相與氯離子結(jié)合,生成Friedel’s 鹽,氯離子表現(xiàn)為結(jié)合氯離子[7]。當(dāng)摻入石灰石粉時(shí),混凝土中的鋁相與石灰石粉反應(yīng),生成碳鋁酸鈣[8]。Friedel’s鹽和碳鋁酸鈣的吉布斯自由能分別為-6 823 kJ/mo 和-7 346 kJ/mol,碳鋁酸鈣的吉布斯自由能比Friedel’s 鹽的更低,也會(huì)穩(wěn)定[9]。因此,當(dāng)石灰石粉摻入混凝土中,混凝土中的鋁相既可能與氯離子反應(yīng),也可能會(huì)與石灰石粉反應(yīng),減少了化學(xué)結(jié)合氯離子的相對(duì)含量,增大了自由氯離子的相對(duì)含量,從而影響混凝土的抗氯離子滲透性。從現(xiàn)有的研究結(jié)果來看,石灰石粉的摻量和粒徑對(duì)混凝土抗氯離子滲透性的影響存在一定的爭(zhēng)議。當(dāng)石灰石粉粒徑較小且摻量較低時(shí),其填充效應(yīng)可優(yōu)化混凝土的孔徑,降低混凝土的孔隙率,從而提高混凝土的抗氯離子滲透性;而當(dāng)石灰石粉粒徑較大且摻量較高時(shí),其稀釋效應(yīng)提高混凝土的孔隙率,從而降低混凝土的抗氯離子滲透性[10]。當(dāng)石灰石粉的摻量從0 增大到12%時(shí),混凝土的總電通量從5 840 庫倫降低到3 358 庫倫,石灰石粉的摻入提高了混凝土的抗氯離子滲透性[11]。其他研究也表明,當(dāng)石灰石粉的摻量從0 增大到15%,混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)從10.6×10-11m2/s 降低到7.6×10-11m2/s[12]。然而,也有研究表明,摻入15%石灰石粉的混凝土氯離子滲透系數(shù)增大了67%[13]。當(dāng)石灰石粉摻量較高時(shí),石灰石粉的摻入降低了混凝土的抗氯離子滲透性,當(dāng)石灰石粉的摻量從0增大到30%時(shí),混凝土氯離子擴(kuò)散系數(shù)從7.7×10-12m2/s 增大到18.1×10-12m2/s[14]。石灰石粉的粒徑對(duì)混凝土的抗氯離子滲透性也有一定的影響,當(dāng)石灰石粉的平均粒徑從1.3 μm 增大到10.8 μm 時(shí),混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)從6.73×10-12m2/s 增大到7.26×10-12m2/s[15]。從上述文獻(xiàn)可知,石灰石粉的摻量和粒徑對(duì)混凝土抗氯離子滲透性具有一定的影響。然而,關(guān)于摻石灰石粉混凝土在氯鹽環(huán)境下,氯離子與石灰石粉和鋁相之間的相互作用仍不清楚,亟需闡明氯離子和石灰石粉、鋁相之間的化學(xué)反應(yīng),并探明它們對(duì)摻石灰石粉水泥基材料物相變化和微觀結(jié)構(gòu)的影響?;诖?,研究不同石灰石粉摻量和比表面積下,水泥漿在氯離子作用下的物相變化、孔結(jié)構(gòu)、微觀形貌和氯離子遷移系數(shù)的影響。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 原材料

        原材料為:P·I 42.5 基準(zhǔn)水泥,比表面積為500,650 和800 m2/kg 的石灰石粉,它們的化學(xué)成分見表1。

        表1 水泥和石灰石粉的化學(xué)成分Table 1 Chemical compositions of cement and limestone powder %

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        膠凝材料組成見表2,水膠比為0.4,攪拌成型后,澆筑Ф100×100 mm 的凈漿,養(yǎng)護(hù)24 h 后拆模,并于養(yǎng)護(hù)室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d,在硬化漿體中部截取Ф100×50 mm 的圓柱體,采用RCM 法測(cè)試樣品的氯離子遷移系數(shù),并采用XRD,差熱分析,掃描電鏡和孔結(jié)構(gòu)研究漿體的物相和孔結(jié)構(gòu)變化。

        表2 凈漿的膠凝材料組成Table 2 Cementitious materials of cement pastes

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同石灰石粉摻量和比表面積對(duì)水泥漿氯離子遷移系數(shù)的影響

        圖1為摻不同摻量和比表面積石灰石粉水泥漿的氯離子遷移系數(shù)。從圖1(a)可以看出,當(dāng)石灰石粉的摻量從0增大到30%時(shí),水泥漿的氯離子遷移系數(shù)從7.16×10-12m2/s 增大到22.17×10-12m2/s,降低了水泥漿的抗氯離子滲透性。當(dāng)石灰石粉摻量大于20%時(shí),水泥漿的氯離子遷移系數(shù)顯著增大。這是由于石灰石粉的比表面積為500 m2/kg,粒徑較大。由于石灰石粉的活性較低,當(dāng)摻入粒徑較大的石灰石粉時(shí),隨著摻量的增大,其稀釋效應(yīng)隨之增大,減少了水化產(chǎn)物含量,增大了試樣的孔隙率,不利于試樣的抗氯離子滲透性[16]。相關(guān)研究也表明,摻入10%和20%石灰石粉后,混凝土的氯離子滲透率增大了43%和114%[17]。

        從圖1(b)可以看出,當(dāng)石灰石粉的比表面積從500 m2/kg 增大到800 m2/kg 時(shí),水泥漿的氯離子遷移 系 數(shù) 從22.17×10-12m2/s 降 低 到20.57×10-12m2/s,提高了水泥漿的抗氯離子滲透性。當(dāng)石灰石粉比表面積增大到800 m2/kg 時(shí),水泥漿的氯離子遷移系數(shù)顯著降低。隨著石灰石粉比表面積的增大,石灰石粉的粒徑逐漸降低,其填充效應(yīng)越來越明顯,降低了試樣的孔隙率,從而降低了試樣的氯離子遷移系數(shù)[18]。

        2.2 不同石灰石粉摻量和比表面積對(duì)水泥漿物相變化的影響

        圖2 為經(jīng)過RCM 試驗(yàn)后,摻不同摻量和比表面積石灰石粉水泥漿的XRD圖譜。前期研究發(fā)現(xiàn),摻石灰石粉水泥漿的XRD 圖譜具有碳鋁酸鈣的衍射峰[3]。然而,經(jīng)過RCM 試驗(yàn)后,碳鋁酸鈣的衍射峰消失,并形成了Friedel’s 鹽(2θ=11.3°)的衍射峰。這說明在氯鹽環(huán)境下,摻石灰石粉水泥基材料中形成的碳鋁酸鈣全部轉(zhuǎn)變成了Friedel’s 鹽,增大了化學(xué)結(jié)合氯離子含量,提高了水泥漿的抗氯離子滲透性。相關(guān)研究表明,氯離子可以取代碳鋁酸鈣中的碳酸根離子,并形成Friedel’s 鹽[19]。在氯離子侵蝕前,形成了碳鋁酸鈣衍射峰,在氯離子侵蝕后,碳鋁酸鈣衍射峰消失,形成了Friedel’s鹽[20]。

        2.3 不同石灰石粉摻量和比表面積對(duì)水化產(chǎn)物含量的影響

        圖3 為經(jīng)過RCM 試驗(yàn)后,摻不同摻量和比表面積石灰石粉水泥漿的TG 曲線,F(xiàn)riedel’s 鹽含量計(jì)算結(jié)果見表3。從表3 中可以看出,石灰石粉的摻入增大了試樣中的Friedel’s 鹽含量,摻入0,10%,20%和30%石灰石粉樣品中的Friedel’s鹽含量分別為2.74%,3.70%,3.51%和3.02%。由于石灰石粉的活性較低,石灰石粉的摻入對(duì)樣品中Friedel’s鹽含量具有兩方面的作用。一方面,石灰石粉的摻入提高了水泥漿的孔隙率,有利于氯離子的滲入,更多的氯離子和水泥中的鋁相反應(yīng),形成了更多的Friedel’s鹽[20];另一方面,石灰石粉的摻入,降低了水泥的相對(duì)比例,也減少了C3A的相對(duì)含量,減少了Friedel’s 鹽的生成量[21]。因此,當(dāng)摻入10%石灰石粉時(shí),試樣中的Friedel’s 鹽含量最大,當(dāng)石灰石粉摻量進(jìn)一步增大,試樣中的Friedel’s 鹽反而隨之減少。從表3 中也可以看出,隨著石灰石粉比表面積的增大,試樣中的Friedel’s鹽含量隨之增大。當(dāng)石灰石粉的比表面積從500 m2/kg 增大到800 m2/kg,試樣中的Friedel’s 鹽含量從3.02%增大到3.63%。隨著石灰石粉比表面積的增大,孔溶液中溶解的碳酸鈣隨之增大,增大了石灰石粉的化學(xué)效應(yīng),生成了更多的碳鋁酸鈣,并在氯離子作用下轉(zhuǎn)化成更多的Friedel’s鹽[4]。隨著石灰石粉摻量的增大,水泥漿中Friedel’s鹽先增大后降低,盡管Friedel’s鹽可以提高水泥漿的抗氯離子滲透性,然而石灰石粉的稀釋效應(yīng)更不利于水泥漿的抗氯離子滲透性。因此,隨著石灰石粉摻量的增大,水泥漿的氯離子遷移系數(shù)不斷增大。隨著石灰石粉比表面積的增大,水泥漿中Friedel’s 鹽不斷增大,提高了水泥漿的抗氯離子滲透性。因此,隨著石灰石粉比表面積的增大,水泥漿的氯離子遷移系數(shù)不斷降低。

        表3 經(jīng)RCM試驗(yàn)后的樣品中的Friedel’s鹽含量Table 3 Amount of Friedel’s salt in specimens after RCM test

        2.4 不同石灰石粉比表面積對(duì)水泥漿微觀結(jié)構(gòu)的影響

        圖4 為經(jīng)過RCM 試驗(yàn)后,摻不同比表面積石灰石粉下水泥漿的掃描電鏡圖。從圖4 可以看出,隨之石灰石粉比表面積的增大,試樣微觀結(jié)構(gòu)的密實(shí)度隨之增大。由于試樣微觀結(jié)構(gòu)更為致密,因此,隨著石灰石粉比表面積的增大,水泥漿的氯離子遷移系數(shù)不斷降低。一方面,石灰石粉的填充作用,可優(yōu)化水泥漿的孔結(jié)構(gòu),提高水泥漿的密實(shí)度[4];另一方面,根據(jù)差熱分析的測(cè)試結(jié)果,隨著石灰石粉比表面積的增大,F(xiàn)riedel’s鹽的生成量也隨之增大,F(xiàn)riedel’s鹽的生成降低了水泥漿的孔隙率,提高了水泥漿的密實(shí)度[4]。

        2.5 不同石灰石粉比表面積對(duì)水泥漿孔結(jié)構(gòu)的影響

        圖5 為經(jīng)過RCM 試驗(yàn)后,摻不同比表面積石灰石粉下水泥漿的孔徑分布曲線,孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù)見表4。從表4 可以看出,隨著石灰石粉比表面積的增大,試樣的最可幾孔徑和孔隙率隨之降低。當(dāng)石灰石粉比表面積從500 m2/kg增大到800 m2/kg,試樣的最可幾孔徑從38.72 nm 降低到了36.54 nm,孔隙率從25.63%降低到了25.24%。摻入比表面積更大的石灰石粉,降低了試樣最可幾孔徑和孔隙率,從而降低了水泥漿的氯離子遷移系數(shù),提高了水泥漿的抗氯離子滲透性。這是因?yàn)殡S著石灰石粉比表面積的增大,不僅增大了石灰石粉的填充效應(yīng),也增大了石灰石粉的化學(xué)效應(yīng),生成更多的Friedel’s 鹽,從而優(yōu)化了試樣的孔徑,降低了試樣的孔隙率,改善了水泥漿的抗氯離子滲透性能[10]。相關(guān)研究也表明[18],當(dāng)石灰石粉的比表面積從335 m2/kg 增大到1 028 m2/kg,混凝土的孔隙率隨之降低。

        表4 經(jīng)RCM試驗(yàn)后的樣品孔結(jié)構(gòu)特征參數(shù)Table 4 Pore structure characteristic parameters of specimens after RCM test

        3 結(jié)論

        1) 隨著石灰石粉摻量的增大或比表面積的減小,水泥漿的氯離子遷移系數(shù)隨之增大。當(dāng)石灰石粉的摻量從0增大到30%時(shí),水泥漿的氯離子遷移系數(shù)從7.16×10-12m2/s增大到22.17×10-12m2/s。當(dāng)石灰石粉的比表面積從500 m2/kg 增大到800 m2/kg時(shí),水泥漿的氯離子遷移系數(shù)從22.17×10-12m2/s降低到20.57×10-12m2/s。

        2) 在氯離子作用下,碳鋁酸鈣的XRD 衍射峰隨之消失,并形成了Friedel’s 鹽的衍射峰。石灰石粉的摻入增大了試樣中的Friedel’s 鹽含量,摻入0,10%,20% 和30% 石灰石粉樣品中的Friedel’s 鹽含量分別為2.74%,3.70%,3.51%和3.02%。當(dāng)石灰石粉的比表面積從500 m2/kg增大到800 m2/kg,試樣中的Friedel’s鹽含量從3.02%增大到3.63%。

        3) 隨著石灰石粉比表面積的增大,試樣的最可幾孔徑和孔隙率隨之降低,改善了水泥漿的微觀結(jié)構(gòu)。當(dāng)石灰石粉比表面積從500 m2/kg 增大到800 m2/kg,試樣的最可幾孔徑從38.72 nm 降低到36.54 nm,孔隙率從25.63%降低到25.24%。

        4) 在氯鹽環(huán)境下,為了提高摻石灰石粉水泥基材料的抗氯離子滲透性,石灰石粉摻量不宜超過20%,建議石灰石粉的比表面積為800 m2/kg。

        猜你喜歡
        鋁酸鈣滲透性石灰石
        不同固化劑摻量對(duì)濕陷性黃土強(qiáng)度和滲透性的影響
        昆鋼120t轉(zhuǎn)爐石灰石造渣留渣操作工藝生產(chǎn)實(shí)踐
        昆鋼科技(2022年1期)2022-04-19 11:36:14
        用中紅外光譜分析鋁酸鈣分子結(jié)構(gòu)及熱變性
        視唱練耳課程與作曲技術(shù)理論的交叉滲透性探究
        樂府新聲(2021年4期)2022-01-15 05:50:08
        水化氯鋁酸鈣去除水中氟及其動(dòng)力學(xué)研究
        萊鋼400m2燒結(jié)機(jī)提升石灰石配比實(shí)踐
        山東冶金(2019年3期)2019-07-10 00:54:04
        阿奇山1號(hào)巖體現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)試驗(yàn)及滲透性評(píng)價(jià)
        紡織基小口徑人工血管材料的體外水滲透性研究
        氧化鋁生產(chǎn)中降低助濾石灰用量研究
        石灰石燒結(jié)法從CFB灰中提取氧化鋁
        国产人妖xxxx做受视频| 国产精品免费av片在线观看| 久久精品国产网红主播| 手机看片久久国产免费| 日本国产在线一区二区| 一本色道久久亚洲av红楼| 日日拍夜夜嗷嗷叫国产| 亚洲熟妇无码av另类vr影视| 国产自在自线午夜精品视频在| 亚洲av色香蕉一区二区三区软件| 久久人妻av无码中文专区| 免费观看又色又爽又黄的| 亚洲国产A∨无码影院| 久久偷拍国内亚洲青青草| 粗大猛烈进出高潮视频大全| 亚洲精品午睡沙发系列| 国产亚洲欧洲AⅤ综合一区| 免费看黄片视频在线观看 | 啪啪网站免费观看| 亚洲av手机在线观看| 免费av一区二区三区无码| 无码精品黑人一区二区三区| 一区在线播放| 国产黄色三级一区二区三区四区| 无遮挡18禁啪啪羞羞漫画| 无码国产精品一区二区免费16 | 国产裸体美女永久免费无遮挡| 2019最新国产不卡a| 美女窝人体色www网站| 久久亚洲中文字幕伊人久久大| 国产精品免费_区二区三区观看| 国产精品美女| 经典亚洲一区二区三区| 激情综合色综合啪啪开心| 2019最新国产不卡a| 激情综合网缴情五月天| av免费不卡一区二区| 国产无人区码一码二码三mba | 久久久久国产精品免费免费搜索 | 网址视频在线成人亚洲| 人妻少妇精品无码专区|