寒冷地区海洋环境混凝土抗Cl-渗透及抗冻性能研究
Research on Chloride Anti-penetration Performance and Antifreeze Performance of Marine Environment Concrete in Cold Regions
关键词：
海工混凝土；掺合料；抗氯离子渗透；抗冻性能；密实度
Key words：
Marine concrete; Admixtures; Chloride anti-penetration performance; Frost resistance; Compactness
刊期：
２０19年第9期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2019.09.024.05
文章编号：
基金项目：
国家自然科学基金重点国际合作项目（514201050 15）；国家重点基础研究发展计划“973”项目（2015CB655 100）；“十三五”国家重点研发计划（2017YFB0310004-05）。
作者：
陈际洲1，赵铁军1，王越虹2，王鹏刚1
单位：
1.青岛理工大学土木工程学院，266033；2.青岛高新区投资开发集团有限公司，266000
摘要
摘 要：基于北方寒冷地区海洋环境混凝土结构工程的技术要求，利用大掺量矿物掺合料（40%、50%）来改善混凝土内部的微观结构，提高其密实度，其中，硅灰的掺量为3%。分别制备了不同强度等级的海工混凝土，并研究了其抗Cl-渗透性能、抗冻性指标及微观结构。结果表明，C45~C60海工混凝土的抗Cl-渗透等级均在RCM-Ⅲ级及以上，性能优良；经300次冻融循环后，各系列海工混凝土的质量损失率最高为3.4%，相对动弹性模量最低为73%，完全满足了F300的海工混凝土抗冻性能要求。
Abstract: Based on the technical requirements of marine environmental engineering concrete structure in the cold area of the north China, the internal microscopic structure of concrete is improved by adding high content mineral admixtures(40%, 50%) in order to improve its compactness, in which silicon ash content is 3%. Different strength grade of marine engineering concrete is prepared, and the index of Cl- permeability resistance, frost resistance and micro-structure are studied. The results show that the Cl- penetration level of C45,C60 concrete is above RCM-Ⅲ level, so the resistance to Cl- permeability is excellent; the degree of compactness of concrete is the key factor affecting its frost resistance. After 300 freeze-thaw cycles, the quality loss rate of various series of marine concrete is the highest (3.4%), and the relative dynamic elastic modulus is the lowest (73%), which fully meets the frost resistance requirements of Marine concrete F300.
结论
（1）C60混凝土的渗透等级达到了RCM-Ⅳ级，抗Cl-渗透性能优良，掺加3%SF的海工混凝土的抗压强度及抗Cl-渗透性能明显优于FA+S95系列。
（2）经300次冻融循环后，其质量损失率仅为3.4%，相对动弹性模量为最小为73%，C60海工混凝土的相对动弹性模量达到91.2%，抗冻性能均满足F300的抗冻要求。
（3）矿物掺合料能够发生二次水化作用，水化产物及微小颗粒改善了混凝土中的孔隙结构，提高混凝土的密实度，减少了侵蚀性介质传输通道，有效地提高了混凝土的抗Cl-渗透性能及抗冻性能。
（4）对于寒冷地区海洋环境的混凝土的配合比设计，要根据其环境作用类别确定其强度等级，矿物掺合料的掺量控制在40%～50%之间，由于硅灰成本较高，可根据工程需要适量使用；在满足混凝土工作性及施工要求的前提下，尽量减小水灰比，加强施工组织管理及混凝土养护，保证施工质量。
参考文献
[1] 孔丽娟.轻骨料预湿程度对混合骨料混凝土抗冻性能影响[J].硅酸盐学报,2011,39(1):35-40.
[2] 金祖权,孙伟,张云升.混凝土在硫酸盐、氯盐溶液中的损伤过程[J].硅酸盐学报,2006,34(5):630-635.
[3] 马强,朋改非,谢永江,等.双掺硅灰、粉煤灰对青藏铁路用高性能混凝土性能的影响[J].混凝土,2004(3):45-48.
[4] 张亚航,周智鹏,万惠文.矿物掺合料提高桥梁混凝土耐久性的研究[J].混凝土,2012(10):60-62.
[5] 郑爱国,赵国荣,李玉香,等.矿物掺合料对轨枕混凝土耐久性能影响的研究[J].混凝土,2011(11):95-97.
[6] 何智海,刘运华,钱春香,等.双掺粉煤灰和石灰石粉对混凝土抗冻融性能的影响研究[J].新型建筑材料,2010(2):1-4.
[7] WON J P,HWANG U J,KIM C K,et al.Mechanical Performance of Shotcrete Made with a High-Strength Cement-Based Mineral Acceletor[J].Constructure and Building Materials,2013,49(12):175-183.
[8] 张立群,贾辰辰,张晓冉,等.矿物掺合料和引气剂对混凝土抗盐冻性能影响的研究[J].新型建筑材料,2018(12):5-9.
[9] 霍俊芳,李伟玲,宋的添,等.矿物超细粉混合骨料混凝土抗冻性能试验研究[J].内蒙古工业大学学报,2012,31(3):48-51.
[10] 何晓莹,王瑞骏,陶喆,等.低掺量粉煤灰再生混凝土抗冻耐久性试验研究[J].硅酸盐通报,2018,37(11):3522-3527.
[11] LI L,WU A,WANG Y M,et al.Mechanism of Wet Shotcrete Interacting with Rock in Support Systems[J].Journal of Central South University,2013,20(3):821-829.
[12] 李淑进,赵铁军,吴科如.混凝土渗透性与微观结构关系的研究[J].混凝土与水泥制品,2004(4):6-8.
[13] 陈霞,杨华全,周世华.混凝土冻融耐久性与气泡特征参数的研究[J].建筑材料学报,2011,14(2):257-262.
引用本文
陈际洲,赵铁军,王越虹,等.寒冷地区海洋环境混凝土抗Cl-渗透及抗冻性能研究[J].混凝土与水泥制品,2019(9):24-28.
CHEN J Z,ZHAO T J,WANG Y H,et al.Research on Chloride Anti-penetration Performance and Antifreeze Performance of Marine Environment Concrete in Cold Regions[J].China Concrete and Cement Products,2019(9):24-28.
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