矿物掺和料对水泥砂浆氯离子透过性能的影响
摘要： 随着我国建筑行业的飞速发展，我国现代建筑工程的发展方向也发生了很大的变化，正在向大跨度、重载、高耸结构发展，为此工程对混凝土的强度和耐久性提出了更高的要求。本文通过氯离子加速渗透试验装置，研究了粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰对水泥砂浆氯离子透过性能的影响。氯离子透过水泥砂浆试件后，其在阳极溶液中的浓度随时间的延长而增加。所以，矿物掺合料是配制高性能混凝土一个重要的部分，它对混凝土的工作性、强度、体积稳定性及耐久性有很大的影响。
Abstract： With the rapid development of China"s construction industry， great changes have taken place in the development direction of modern construction projects which his developing towards large span， heavy load， and towering structure. So the construction requires higher strength and durability of concrete. In this paper， through chloride ions acceleration penetration device， the influence of fly ash， ground slag and silica fume on cement mortar chloride ions permeability is studied. After permeating the cement mortar specimens， the concentration of chloride ion in anode solution increases with time. Therefore， mineral admixtures is an important part in high performance concrete preparation， which has great effect on the workability， strength， volume stability and durability of concrete.
关键词： 水泥砂浆；粉煤灰；磨细矿渣粉；硅灰；氯离子；矿物掺和料；透过性能
Key words： cement mortar；fly ash；slag；silica fume；chloride ion；mineral admixture；permeability
中图分类号：TU528.041 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）10-0112-02
0 引言
通过氯离子加速渗透试验装置，分析了不同的矿物掺和料对水泥砂浆氯离子透过性能的影响。
1 粉煤灰对水泥砂浆氯离子透过性能的影响
基准水泥砂浆72h时阳极溶液中氯离子浓度是0.0247mol/L，但水泥被粉煤灰等量取代10%、20%、30%和40%时，其氯离子浓度就分别变成了0.0251mol/L、0.0270mol/L、0.0303mol/L和0.0380mol/L。据此得出，水泥砂浆的氯离子透过性能随粉煤灰掺量的增加而增加，且均高于基准水泥砂浆的氯离子透过性能。
因为一部分的水泥被粉煤灰取代了，在早期水泥砂浆的强度可能会由于水化产物的数量减少而发展减慢。在混凝土试件断面上粉煤灰微珠颗粒周围形成的水膜层间隙，由于孔隙和毛细孔比较多，结构密实性差，其抗渗透性也会变差。但是在硬化后期，随着水化反应的继续进行，这些孔隙和毛细孔会减少，结构会变得密实，有利于混凝土的后期强度和耐久性能的形成。
2 磨细矿渣粉对水泥砂浆氯离子透过性能的影响
如果水泥被磨细矿渣粉等量取代10%、20%和30%，它的氯离子浓度会分别变成0.0178mol/L、0.0145mol/L和0.0084mol/L，但如果水泥被磨细矿渣粉等量取代40%时，它的氯离子浓度是0.0339mol/L。据此得出，在矿渣粉不超过30%的范围内，水泥砂浆的氯离子透过性能会随着矿渣粉掺量的增大而降低，但如果矿渣粉掺量为40%时，其氯离子透过性能会高于基准水泥砂浆的氯离子透过性能。
磨细矿渣粉的活性效应可以有效的增大水泥砂浆的密实度。然而磨细矿渣粉的各种效应和磨细矿渣粉掺量之间的变化关系各不相同，如果磨细矿渣粉掺量小于临界值，水泥砂浆的孔隙率会不断降低，这时水泥砂浆的氯离子透过性能明显降低。如果磨细矿渣粉掺量大于该临界值，水泥砂浆的孔隙率会增大，从而增大了水泥砂浆或混凝土的氯离子透过性能。
3 硅灰对水泥砂浆氯离子透过性能的影响
如果水泥的5%和10%被硅灰等量取代，经过72h后在阳极溶液中氯离子浓度会变成0.00846mol/L和0.00687mol/L，都低于基准水泥砂浆在相同条件下的氯离子浓度。据此得出，掺入硅灰可明显降低水泥砂浆的氯离子透过性能。
硅灰具有极强的火山灰性能，一旦掺入到水泥砂浆中，遇到水就会发生溶解，在溶液中凝胶会在硅粉颗粒表面形成附着层，这些凝胶富SiO2贫Ca，一段时间后，该附着层会与Ca（OH）2反应生成C-S-H凝胶，改变浆体的孔结构，使大孔减少，小孔增加，使孔径变细，还使浆体中
Ca（OH）2减少，结晶细化，并使其定向程度变弱。
不同的矿物掺和料在水泥砂浆的作用是不同的，各有利弊。所以在选择矿物掺和料取代水泥时，应该综合考虑各种因素的影响，保证各矿物掺和料的各项优质性能得到充分的发挥。从表1中新拌混凝土的工作性可以看出，粉煤灰和矿粉的加入改善了混凝土的工作性，且随粉煤灰和矿粉的增加这种改善作用更加明显，同时，粉煤灰和矿粉的加入，降低了混凝土的坍落度损失，尤其是粉煤灰的作用效果更加明显。
4 结论
①水泥砂浆的氯离子透过性能随粉煤灰掺量的增加而增加，并且都高于基准水泥砂浆的氯离子透过性能；
②在矿渣粉不超过30%的范围内，水泥砂浆的氯离子透过性能会随着矿渣粉掺量的增大而降低，但如果矿渣粉掺量为40%时，其氯离子透过性能会高于基准水泥砂浆的氯离子透过性能；
③水泥砂浆的氯离子透过性能会随着硅灰的加入而降低。
参考文献：
[1]李漠，王莉华.矿物掺合料与聚合物水泥防水涂料对混凝土抗氯离子侵蚀能力的影响[J].广东建材，2011（04）.
[2]王英，梁治国.X射线荧光分析仪压片法测定水泥中氯离子的含量[J].水泥，2007（06）.
[3]郭亮，冷平，李家和.矿物掺合料对混凝土电通量的影响[J].低温建筑技术，2011（01）.
[4]孙国文，孙伟，张云升，刘志勇，王彩辉.预测氯离子在水泥基复合材料中有效扩散系数[J].东南大学学报（自然科学版），2011（02）.
[5]周忠群，陈小平，申迎华，马玉刚.新型聚羧酸系高效减水剂的合成及应用性能[J].混凝土，2011（05）.
[6]王碗，刘肖，蔡亚岐，牟世芬.自动快速燃烧炉-离子色谱联用技术检测水泥等建材中的氯[J].分析试验室，2007（12）.