第一篇：石灰粉对粉煤灰水泥浆体固化氯离子能力的影响

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石灰粉对粉煤灰水泥浆体固化氯离子能力的影响

作者：张韬 吴相豪 张从凯

来源：《科技创新导报》202_年第05期

摘要：采用吸附平衡法测定粉煤灰水泥浆体中氯离子含量，研究了石灰粉等量取代部分水泥和等量取代部分粉煤灰对粉煤灰水泥浆体固化氯离子总量、物理吸附氯离子量以及化学结合氯离子量的影响。

第二篇：原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰

原材料对混凝土性能的影响—粉煤灰、SO3含量、fCaO含量、含水量。按上述品质指标将能用于混凝土和砂浆的粉煤灰分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。GB/T1596—202_《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中对粉煤灰上述品质指标有明确的规定。

粉煤灰在水泥基材料中的作用主要有：形态效应、活性效应、微集料效应。粉煤灰的形态效应主要表现为填充作用和润滑作用；粉煤灰的活性效应是指混凝土中粉煤灰的活性成分所产生的化学效应。如将粉煤灰用作胶凝组分，则这种效应自然就是最重要的基本效应，活性效应的高低取决于反映的能力、速度及其反应产物的数量、结构和性质等因素。粉煤灰的微集料效应是指粉煤灰微细颗粒均匀分布于水泥浆体的基相之中，就像微细的集料一样。在水泥浆体中掺加矿物质粉料，可取代部分水泥熟料，混凝土的硬化过程及其结构和性质的形成，不仅取决于水泥，而且还取决于微集料。

1、粉煤灰细度对混凝土性能的影响：

粉煤灰的细度对混凝土的性能有着重要的影响，这种影响主要体现在两个方面：一是影响粉煤灰的活性，粉煤灰越细，火山灰反应能力越强；二是影响需水性，一般来说原状粉煤灰越粗，需水性越大。在混凝土中，用水量是影响其结构和性能的最敏感因素，通过机械粉磨，可以提高粉煤灰的细度，但通常不能够降低粉煤灰的需水量。

2、粉煤灰烧失量对混凝土性能的影响：

粉煤灰中未燃尽的碳粉都可以按烧失量来估量。碳粒是对混凝土有害的物质，它能使混凝土的用水量增加，粉煤灰中的含碳量越高，它的需水量也就越多。随着含碳量的变化，粉煤灰的颜色可以从乳白色变到黑色，高钙粉煤灰往往呈浅黄色，含铁量较高的粉煤灰也有可能呈现出较深的颜色。原状粉煤灰通常颜色较浅，机械粉磨作用将这些颗粒打破，使得一些未燃烧的炭露出来，因此，磨细粉煤灰常常呈现出较黑的颜色。

3、粉煤灰fCaO含量对混凝土性能的影响：

在低钙粉煤灰中CaO绝大部分结合在玻璃体中，在高钙粉煤灰中，除大部分被结合外，还有一部分是游离的。“死烧”状态的游离CaO具有利于激发活性和不利于安定性的双重作用，因此必须重视高钙粉煤灰的安定性问题。

4、粉煤灰SO3含量对混凝土性能的影响：

SO3过高会产生破坏性的钙矾石，我国规范规定为粉煤灰中SO3含量必须不大于3%。

5、粉煤灰的碱含量较高，也会导致硬化水泥石产生较大的干缩变形，这对混凝土的抗裂性能也是不利的。

另外，使用优质粉煤灰，其掺量越大，减水效果越显著。反之，使用劣质粉煤灰，其掺量越大，混凝土的用水量增加也越多。粉煤灰与氢氧化钙结合，会使混凝土碱度有所降低这些都是粉煤灰化学稳定行为带来的副作用。

第三篇：粉煤灰水泥发泡材料对制品的影响

粉煤灰水泥发泡材料对制品的影响

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发布时间：202_-10-8 11:17:19 阅览次数:336

粉煤灰水泥发泡材料在生产过程当中，必须经常检查发泡情况是否正常，尤其是每次进料时都要按配方来进行检查，正常后方能投入生产，因为可发性料浆会受到诸因素的影响，最终导致制品质量不过关，这些原因主要有：

（1）原材料性质以及掺量：粉煤灰水泥可发性料浆与原材料性质和掺量都有着非常密切的关系。例如不同类型的水泥、不同产地的同种水泥、不同产地的粉煤灰或是AC引发剂和水泥发泡剂的不同用量等，均与发泡制品性能有密切的关系。

（2）水灰比的影响：粉煤灰水泥可发性料浆的水灰比对制品性能的影响非常大。同水泥制品的规律是一样的，高水灰比料浆易成型、强度低，而且不易发泡；但低水灰比料浆流动性就非常差，水泥发泡剂放出的气体在膨胀过程中会受到阻碍，制品内部也易出现裂纹，制品强度比较高。

（3）入模时间对制品的影响：料浆拌和后必须立即注入模具，尽可能缩短“无效时间”。因为水泥发泡剂一旦加入之后，会立即发生化学反应，开始放出气体，如果延长入模时间的话，料浆内部已形成的泡孔在注模过程中损失掉，同时浪费一部分的水泥发泡剂，甚至达不到预期的效果。

（4）环境温度与水温的一些影响：生产粉煤灰水泥发泡材料最适宜的环境温度应该在15℃以上，如果温度太低，则发泡效果不理想，强度也不高，甚至出现粉化的现象。如果提高水温的话，即使在环境温度低于15℃的情况下，也能生产出合格的产品。

第四篇：粉煤灰对钢筋混凝土耐久性能的影响及其应用研究

粉煤灰对钢筋混凝土耐久性能的影响及其应用研究

粉煤灰在国内已经应用多年。但一般只把它当作一种 *S 济”的掺合料，试验方法、使用规定均以代替”为出发点，以适应于水泥的条件来检验粉煤灰的效应，所以得出的结论总是掺量有限，多了不利。泵送混凝土使粉煤灰从 *S 济”掺合料走向了幼能”材料，但离充分发挥粉煤灰作用还有一定的距离。随着国内外对粉煤灰的大量研究及工程应用实践，结果表明，在钢筋混凝土中掺入粉煤灰能改善混凝土内部结构、大幅提高混凝土的耐久性，其有着良好的技术性、经济性与社会意义之统一’ 11 已不仅只是经济”掺和料)。正是基于粉煤灰对提高混凝土耐久性的良好应用前景，本文根据国内外研究情况，阐述粉煤灰对钢筋混凝土耐久性的影响及机理，并对其应用进行探讨。抗渗透性

向混凝土中掺入粉煤灰，能够改善混凝土界面结构，使其渗透通道比基准混凝土的弯曲;粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙 C-S-日凝胶)能填塞水泥石中的毛细孔隙，堵塞渗透通道，增强了混凝土的密实度，增大了渗透阻力;同时其孔径分布与基准混凝土也不同，掺粉煤灰混凝土大孔数量较少，其渗透系数也较小，具有良好的抗渗能力。有文献报道’刁，高掺量粉煤灰混凝土的渗透系数可低至 1.6x10-’45.7x10-13m/s。随着混凝土龄期增长，粉煤灰的火山灰活性进一步发挥，粉煤灰混凝土的抗渗性能提高更大。

2.抗冻融性

掺粉煤灰混凝土具有良好的抗冻融性能。其对混凝土抗冻融性的影响有以下 3 个方面，们活性效应固定了氢氧化钙，使之不致于因浸析而扩大冰冻劣化所产生的孔隙。2)形态效应能使混凝土用水量减少，明显有利于减少孔隙和毛细孔。6)填充效应可使截留空气量和泌水量减少，并使孔隙细化，有助于使引气剂产生的微细气孔分布均匀，从而大大改善了混凝土的抗冻性能。有试验表明’ 31，采用 I 级粉煤灰和低引气型高效减水剂双掺技术，所制备的 C50 粉煤灰混凝土具有良好的抗冻性，能经受 300 次(慢冻法)冻融循环。加拿大的 M alh otra V.M.etal 通过试验 141 发现，50 次冻融循环后，高掺量粉煤灰混凝土有轻微的表面剥落，经 300 次冻融循环后，其出现的膨胀不会对混凝土造成危害，经 1000 次冻融循环后，试件内芯仍处于完好状态。还有研究’ 5] 发现，混凝土的抗冻性随粉煤灰掺量的增加而提高。如果在粉煤灰混凝土中加入引气剂，其抗冻性会大幅提高。

3.抗碳化性

对混凝土的碳化作用有两方面的影响。口)如用粉煤灰取代部分水泥，使得混凝土中水泥熟料的含量降低，析出的氢氧化钙数量必然减少，同时粉煤灰二次水化反应(主要吸收 Ca(OH): 生成水化硅酸钙，均导致混凝土碱度降低，亦即混凝土抗碳化性能降低，这是不利的一方面。2)粉煤灰的微集料填充效应，能使混凝土孔隙细化，结构致密，在一定程度上能延缓碳化的程度，但是对防碳化扩散来说，是达不到钢筋混凝土的要求的。对于粉煤灰的不利影响，现在已有相应的措施加以改善。如研究’ 6] 发现，当粉煤灰掺量等于或小于 40、复掺矿渣粉至总量为 60%,70% 和 80% 时，混凝土碳化深度均比单掺 60% 粉煤灰混凝土的要低;粉煤灰掺量为 50%、矿渣粉掺量为 10% 时，混凝土的碳化深度也比单掺 60% 粉煤灰的要低得多。即使用粉煤灰与矿渣粉的复掺技术可显著缓和单掺粉煤灰混凝土抗碳化能力的下降，或在保持抗碳化性能不下降的情况下，可提高混凝土中掺合料的总量，降低水泥用月巨。

4.抗氯离子渗透能力

掺粉煤灰混凝土有较强的抗氯离子渗透能力。混凝土中掺入粉煤灰，能够改善水泥石的界面结构，粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙 C-S-H 凝胶)填塞了水泥石中

毛细孔隙，堵塞渗透通道，增强了混凝土的密实度，且 C-S-H 凝胶会吸附氯化物于其中，因而提高了混凝土的抗氯离子渗透能力。大连理工大学通过掺有矿物掺和料的混凝土扩散性能试验’ 71 发现，在相同水胶比条件下，添加 30%-45% 的粉煤灰后，混凝土的氯离子扩散系数明显低于基准混凝土，说明掺粉煤灰可以明显的提高混凝土结构抗氯离子渗透能力。进一步研究发现，同时掺粉煤灰和硅灰的混凝土抗氯离子渗透能力优于单掺粉煤灰混凝土，在硅灰掺量为 3% 的情况下，双掺粉煤灰和硅灰比单掺硅灰时的混凝土抗氯离子渗透能力更强，而硅灰掺量在 4% 和 5% 时，单掺硅灰比双掺时好。

5.抗硫酸盐能力

美国工程实践表明，抗压强度或其它情况相同时，混凝土的粉煤灰含量越高，其抗硫酸盐的能力越强。英国建筑物科学研究院也建议用粉煤灰提高混凝土的抗硫酸盐能力’ 81。研究发现，在混凝土中掺入粉煤灰，口)能减少水泥用量即减少了由水泥带入的 C,A 含量，也减少了水泥水化生成的 Ca(0 H)2 量，从而减少了与侵蚀溶液中侵蚀介质反应的 Ca(OH): 量;2)粉煤灰中活性成分的火山灰反应，减少了混凝土水化物中的游离 Ca(OH): 量，使得形成具有膨胀破坏作用的钙矶石反应也相应减少，同时反应生成的水化硅酸钙填塞了水泥石中毛细孔隙，增强了混凝土的密实度，也降低了硫酸盐侵蚀介质的侵入与腐蚀速度。6 抗碱一集料反应能力

掺粉煤灰能降低混凝土的碱性，有效抑制碱一集料反应。有关试验研究’ 91 表明，高掺量粉煤灰混凝土浸泡在 1 当量浓度的 NaOH 溶液中的膨胀量比相同条件下普通混凝土明显要低。加拿大学者用粉煤灰等量替代高碱水泥，测试混凝土 7d,28d,84d,364d,545d,3270d 的膨胀量及相应净浆孔溶液中碱浓度。结果发现，掺合料能显著抑制碱集料反应，其机理不仅是对混凝土中碱的稀释作用碱少了水泥水化生成的 Ca(0 H): 量)，掺合料的存在促使了碱固定于 C-S-H 中 1101抗钢筋锈蚀能力

掺加粉煤灰，能提高混凝土中钢筋的抗锈蚀能力。对大掺量粉煤灰混凝土的碱度研究发现，粉煤灰掺量为 0% ,30% ,40% ,50% ,60%, 70% 时，其 pH 值分别为 12.56,12.50,12.46,12.24,12.15,12.06，即粉煤灰掺量即使达到 70%, 混凝土的 pH 值仍在 12 以上，仍高于钢筋混凝土结构允许的碱度(11.50)值，高于钢筋表面钝化膜破坏的临界值 户 H=11.50)，说明掺粉煤灰混凝土中的钢筋仍能形成致密的钝化膜。同剂大学的贺鸿珠、陈志源等人在青岛小麦岛试验区海水中混凝土构件长达 11 年的暴露实验发现，掺粉煤灰后混凝土的抗钢筋锈蚀能力明显提高。这与先前普遍认为在混凝土中掺加粉煤灰会对钢筋造成不良影响锈蚀)刚好相反。

1.温峰削减和形貌效应

粉煤灰能显著的降低水泥水化产生的温升。因为它的掺入，在保持混凝土的胶结材总量不变的条件下，相应地降低了混凝土中水泥的用量。因而，水泥的水化热量降低，掺量增大时，降低更多。尽管其本身在混凝土中将产生火山灰反应，要放出水化热，但是，这种反应滞后于主体对混凝土的水泥水化反应，而且时间也拉得很长，其反应热可以忽略。所以，粉煤灰有良好的温峰削减效应，能减少因温升过大造成的混凝土开裂，提高混凝土的体积稳定性。粉煤灰颗粒绝大多数为玻璃球体，掺入混凝土中可减小内摩擦力，从而减少混凝土中用水量，并使混凝土孔结构得到改善，孔径不断细化，孔道曲折程度增大，因此，掺粉煤灰混凝土具有良好的抗渗透能力。火山灰活性效应和吸附作用

粉煤灰颗粒含有活性 Si0: 和 AI203，它们不断吸收水泥水化生成 Ca(OH)2，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，并和游离石灰以及高碱度水化硅酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优、数量更多的低碱度水化硅酸钙，改善水化胶凝物质的组成，并减少或消除了游

离石灰，且粉煤灰混凝土水化时产生的大量 C-S-H 凝胶会吸收和固定大量 Na’, Ka’ 和氯化物，使混凝土孔溶液中的有效碱和氯离子含量大大减少，因而有效抑制碱一集料反应，减少氯离子的侵蚀。

3.填充作用

水泥粒子之间填充性并不好，通常其平均粒径为 20-30Rm，而粉煤灰(I ,11,m 级)的平均粒径比水泥小超细粉煤灰更小，平均粒径 3-6Rm>。因此，如果在水泥中掺入粉煤灰，则可大幅度改善胶凝材料颗粒的填充性，提高水泥石的致密度。纯粉煤灰的相对密度比水泥的相对密度要小，在取代细度相近、重量相当的水泥时，可使细颗粒含量增多，这些颗粒填充在水泥粒子之间和界面的空隙中，使水泥石结构和界面结构更为致密。同时，粉煤灰中活性成分火山灰反应生成的水化硅酸钙 C-S-H 凝胶)能填塞了水泥石中毛细孔隙，堵塞渗透通道，从而使混凝土的抗渗性大幅提高。这样，水和侵蚀介质难以进入混凝土的内部，因而极大的提高了混凝土的耐久性。以上效应或作用)协同发挥，极大的提高了混凝土的耐久性。

综上可以看出，掺粉煤灰能大幅提高混凝土的耐久性。但应用中有几点需要认真研究 : 口)掺粉煤灰混凝土的抗碳化性需要改善。措施包括 : 适当增加混凝土保护层厚度。在粉煤灰混凝土中掺入耐久性改善剂。据研究，掺入耐久性改善剂，可提高混凝土的抗碳化性能。例如掺入耐久性改善剂的钢筋混凝土结构(水灰比为 05，保护层 40mm)，其碳化速度极慢，碳化至钢筋表面需 800 年’ 121 混凝土的表面作防护处理，采用双掺技术等，以减少和防止掺粉煤灰混凝土的过早碳化。2)粉煤灰混凝土搅拌时，由于粉煤灰遇水易粘结成团，因此应与水泥同时投料并拌匀，然后再加水搅拌，搅拌时间宜延长，其潮湿养护时间也应适当延长。8)复掺即粉煤灰、硅粉和矿渣粉等复合使用)能补偿单掺之不足，使单组分充分发挥各自的效应。并由于各组分颗粒形态、细度、化学组成均有不同，有可能相互激发，相互补充，对水泥石的孔结构产生复合效应，这种复合效应有待于作进一步的深入研究。

4)粉煤灰中的粗颗粒可在混凝土中起稳定体积的作用，故不必追求细度。碳会降低粉煤灰的抗裂性，故对粉煤灰重点应控制烧失量。

第五篇：外文翻译(中文)使用轻集料时内部固化对混凝土界面上过渡区渗透和氯离子侵蚀的影响

使用轻集料时内部固化对混凝土界面上过渡区渗透和氯离子侵

蚀的影响

摘要：处于水泥砂浆和骨料之间的界面过渡区（ITZ）的微结构在很大程度上取决于骨料的性质，尤其是它的孔隙率和吸水率。表面层多孔的轻集料已经引起人们的注意并且用来生产致密的界面过渡区微结构，它与散装水泥浆的微结构相当，与孔更多的界面过渡区截然相反，后者通常是包裹在一般骨料的周围。这种界面过渡区微结构对混凝土的扩散传输有着很大的影响，特别是当这些独立的界面过渡区域在三维的微结构当中是相互连接的。在这篇论文中，我们使用轻集料砂来代替普通重量的砂，以此对混凝土产生内部固化，同时我们邀考虑到它对界面过渡区渗透和氯离子侵蚀的影响。氯离子渗透深度的实验测量值与界面过渡区渗透的电脑模型和随机扩散模型紧密相关，它决定着内部固化的混凝土被降低的扩散率的大小，并与掺有普通重量的砂的混凝土作比较。在此项研究中，对于砂的混合物当中，含有体积含量为31%的轻集料和69%的普通重量的砂，根据所获得的渗透深度，氯离子的扩散率估计会降低25%或者更多。

关键词：建筑工程学，扩散，界面过渡区，内部固化，轻骨料微观结构，渗透 1引言

轻集料混凝土在严峻的天气条件下，总体上有比较好的性能表现。这样说的原因之一是轻集料和周围的湿水泥浆体之间形成的接触区域具有很高的完整性。最近一段时间，界面区域和界面过渡区域这样的术语以及被人们采用继而代替接触区域。对于普通重量的集料来说，因为水泥和骨料之间固有的尺寸差异，存在着一个“墙效应”，所以靠近骨料的表面存在着水泥颗粒的不足，这与它们在完整水泥浆体（没有界面过渡区）的浓度有关。通过使用扫描式电子显微镜对微观结构进行直接的检测发现，用过多孔外层的轻集料，不存在这种墙的效应并且水解产物的一种几乎是连续统一的微观结构与轻集料相邻，并且部分渗入到1轻集料当中。例如，图1表示的是使用扫描式电子显微镜所观察到的具有和不具有内部固化的混凝土的微观图像。在多孔轻集料的颗粒周围我们可以看到一些连续的微孔结构，有着水泥水化产物的能力，它们渗透到轻集料表层气孔当中并且产生一些不规则性。

FIG1（图1）

这些在普通重量骨料周围的界面过渡区的形成也会受到固化条件的影响。由于墙效应而导致靠近骨料的水泥颗粒填充效率低，界面过渡区域在最初的阶段会有比较高的水灰比，并且和散装水泥浆体相比颗粒间隔更大。如果在最初的阶段没有能够提供足够的固化水分，混凝土就会进行自干燥，散装水泥浆体就会从界面过渡区中最大的气孔中吸取水分，导致水化作用减弱，孔隙率增大，同时在界面过渡区中会形成更大的气孔。如果这样的混凝土暴露于环境之中会发生再饱和，这样的多孔的界面过渡区域对离子和液体传输的抵抗力会变的更低。

当每一个在混凝土的普通重量的集料被这样的多孔界面过渡区所包围时，它们在三维微观结构之间的渗透性和连通性就成为了影响传输和耐久性的因素。这种渗透性通过一种由国家标准和科技机构发展的中心较软的硬壳模型（HCSS)进行全面的检测，在检测的过程中我们把集料当作是实心的（无法穿透）球形颗粒，而那些界面过渡区则被当作是包裹在周围的同心软壳。HCSS模型的应用范围已经被扩展到用来检测含有聚合物纤维的高性能混凝土的核散裂状况，以用来使那些受到保护的浆体的体积适应内部固化的过程，最近的是用来证明水灰比和水泥的粒度分布对水泥水化浆体最初阶段时颗粒间距离的影响。在本文中，这种模型将被用来进一步的去研究普通重量砂颗粒，ITZ和没有明显接界面过渡区存在的集料的混合物，这与前面利用它来研究包含了惰性和活性颗粒的没有宏观缺陷的水泥有一点相似性。我们应该注意的是有关混凝土中存在界面过渡区渗透性的文献中，还存在着一些争议，尽管微结构的检测工作已经证实了混凝土当中这种具有渗透性的路线的存在。

前面的研究中，我们知道实验模型和计算机模型使得这些分布在界面过渡区的离子的扩散率得以量化，以此来相对于那些分散于纯浆体当中的离子。例如Brettonetal使用被水泥浆体包裹的圆柱状的集料来进行模拟实验，并且得出结论，在水泥浆体的水灰比为0.5，固化10天并假定界面过渡区的厚度是100lm，此时

ITZ的氯离子扩散系数是纯浆体的12-15倍。

Bourdette估计了一个更低的水灰比会使得界面过渡区对纯浆体的扩散率变成3，此时的水灰比是0.4，混凝土的固化时间是3个月并且假定界面过渡区的厚度是120lm。相反地，Otsuki et al提出了这样的观点，界面过渡区对纯浆体的扩散系数比值在水灰比从0.4变化到0.7，并且假定界面过渡区的的厚度在骨料的尺寸范围并且从0到80lm的范围内发生着变化时，会达到100倍。根据一个多级微观结构模型，Bentz认为，当假定界面过渡区的厚度为15lm时，扩散率会从0.7变化到大约为21，并且水化的程度从0.62变化到0.88.在那项研究当中，那些小于1的值表明，界面过渡区对扩散的抵抗能力要比纯浆体好，这样的结论只是在水灰比为0.3并且混凝土中含有硅灰的时候才会获得。我们可以观察到在更大的值，如接近20的时候，此时的水灰比是0.5，并且与Bretton et al在以上得出结论相统一。根据这些实验所得出的结论，我们可以知道对很多传统意义上的混凝土，那些界面过渡区却是可以为那些有毒的离子提供一些便利的通道，比如氯离子。

作为混凝土研究的进一步的例子，轻集料混凝土当中缺少明显的和更加多孔的界面过渡区会使得Thomas对扩散系数值的观察所得到的结论因为没有掺加轻集料而降低的值多达70%。更进一步的说，他的研究结果表明了当在有普通质量砂存在的情况下，粗集料和细集料都被他们相对应的轻质集料所替代时，我们就可以使得混凝土在扩散率上产生最大程度的降低，这与全部取代粗集料的结果是截然不同的。我们很容易会产生这样的疑问，多孔的轻集料可能不会像我们所期望的那样去实际提高传输的速率，我们可以从图1中看到，分布在轻集料中的气孔是不连续的，是分散的，可能不能够在集料颗粒之间产生渗透。实际上，这种缺少三维渗透性的表现已经被得以证实，我们利用从市场上可以获得的轻集料在NIST对它们进行了X射线断层摄影研究。这种不连续性同样与张和Gjorv等人的研究结果相符，他们指出高强轻质混凝土的渗透性比轻集料的多孔性对水泥浆体的性能的依耐性都要大。最近，Pycetal进行了大量的测量工作，指出一旦轻集料中的气孔在固化过程中因为向正在水化的水泥浆体提供水分而变干，它们不会发生连续的散裂，即是是使样本处于完全浸湿的状态。就算这些轻集料中的气孔保持空的状态，离子通过他们进行扩散是没有实际意义的，相反，它们可能会具有某种潜在的功用，作为一种有效的空气气孔系统从而对混凝土的冻融循环产生有效的抵抗作用。当然，对于那些事前润湿的轻集料，如果能够使得它在在接

触氯离子之前而变干是很重要的。在目前的研究当中，这种结论已经被得以证实，具体过程是使包含了事前润湿的轻集料的样本在被氯离子浸湿之前进行密封固化7天或者28天。

在标准的内部固化实验研究当中，只有一部分普通重量的集料被取代为轻集料。即是是这样的取代量也能够大幅度的降低界面过渡区浆体的总含量，同样这对于混凝土的三维渗透性和氯离子的输送传播也会有很大的影响，就像图2中的二位图所表示的那样。在最近的研究报告提出当前研究的动力是观察粘度调节剂的成效，减少了氯离子进入混凝土内（判断：粘度降低促进剂在混凝土技术的融合衍射）。在这项研究中，三烷基聚乙二醇引入到砂浆利用粘度调节剂的方法进行了探索，即除了直接加水搅拌，固化的应用解决方案作为一个专题，并通过预湿轻细集料的结合的方法。后者的技术，FLAIR序列（精细轻集料为内部储存处），先前已引进外加剂（SRA）应用于砂浆，同时观察到的特别外加剂被直接添加与混合水添加时可减轻空气逸出。如图3所示，所有这三种方法的结论是在水灰比为0.4砂浆内减少了氯离子渗透深度，当水溶液的粘度增强剂是利用预湿轻细集料时是最有效的。基于这些结果，本研究使用轻集料方法预先分离出这些判断中水浸湿内部固化的有利影响。

FIG2（图2）

2.实验与模型

在这项研究中准备好水灰比为0.4的砂浆，在表1中实际分批处理了一些混合比不同的和无内部固化的砂浆。一般情况下用轻集料取代，单位质量的水泥增加0.08的固化水，由于在砂浆中混合添加砂或轻集料，因此维持了整体体积率的55%。取自一家扩展页岩的轻集料生产厂家，它的饱和表面干燥比重为1.08、耗水量22%、吸水能力22.3%，在相对湿度为93%下约占轻集料释放总用水量的93%。

TABLE1（表1）

在砂浆中混合后，制成直径50mm，高度100mm的圆柱试件。在模具中固话一天，随后固七天和二十八天，暴露在氯离子为1mol的密封塑料瓶内，控制砂浆在氢氧化钠和氢氧化钾以及氢氧化钙的的碱金属中固化。对于有固化的砂浆用密封的双塑料袋（7天或28天）后应用，则会促进水从轻集料到周边水泥的运动，如前所述，在第一个七天在25摄氏度下等温固化后，密封砂浆中试样重量在7g和7.5g。

在暴露28天、56天、180天和365天后，控制氯离子进入气瓶和固化圆柱砂浆体利用硝酸银喷洒的试验方法，在每次暴露的的时间，两个圆柱体时间从氯离子环境取出，利用万能试验机从中间分开。对每个标本，两个中一个用硝酸银喷洒，在用图像处理，然后用先进一起用肉眼观察氯离子渗透深度(先前的技术成果在图3中体现）。

FIG3（图3）

先前已经测量了不同轻集料的粒度分布，对固化砂浆，在表1中体现了用不同重量轻集料代替普通砂的差异，为了维持一个类似的总体细骨料粒径分布，具体尺寸将用于HCSS电脑程序，以确定一个界面过渡区厚度的两个砂浆的功能，这些仿真，计算机代码进行了修改，目前界面过渡区周边都有普通沙粒，而不是

轻集料，尽管模拟了界面过渡区的厚度范围，一般的界面过渡区预计接近水泥中颗粒大小，在水泥研究中大约12lm。20毫米计算量?20毫米?采用20毫米计算量在每次仿真中进行研究，砂和轻集料颗粒比大约超过75万。对于12lm的界面过渡区厚度，随机扩散研究评定了无固化砂浆和砂浆的相对性，设定蚁长6lm和用一万蚁长模拟研究，每次10万随机步骤。鉴于这些实验样品暴露在氯化物易老化，界面过多区域（周围重量正常下）扩散系数在20倍以上的散装水泥粘度更大，以上讨论，为了更好的了解此参数的影响，第二组模拟结果进行了扩散系数比为5：1的保守实验，实验中无论是普通沙子和轻集料都不扩散。

在另一项实验中，从轻骨料和粗砂（硅胶）中吸收或释放氯离子进行了监测，揭示100g总的干骨料在500ml蒸馏水或任意氯离子摩尔溶液中的情况，实验是氯离子浓度浓度变化，结果表明在28天期间，不论是轻集料还是普通砂在这项研究中采用的评估期内无明显吸收或释放氯离子，这表明任何减少氯离子深度并不是由轻集料的氯离子吸收造成的。3.结果和讨论

在表2中，测量不同的砂浆和无内部固化的砂浆中氯离子侵蚀渗透深度。每种情况，硝酸银的喷洒技术在相同条件下内部固化砂浆氯离子渗透深度远小于没有内部固化砂浆，即使流体吸附和反应都忽视，然而对于氯离子进入一个体积稳定的圆柱体砂浆的分析结果相当复杂，它的包含形式DT/L2，其中D是扩散系数，T是曝光时间，L是穿透深度。这就意味着对于一个固定的曝光时间，对于内部固化砂浆和受控制砂浆的渗透深度比应相当于其扩散系数比的平方根，或反过来说，它们的扩散系数比的比例是其渗透深度平方，认识到多种反应情况在现实的材料中反生非常简单的Fick扩散映射。在表2中列出了对各种养护条件和氯离子曝光时间这些比率。他们表明在没有内部固化砂浆的扩散系数可以应用于控制砂浆中，明显减少只有55%-75%。在目前现实的退化情况下，扩散系数与混凝土使用寿命是成正比的关系，从而减少由一个或两个因素影响扩散系数，例如，可以使混凝土的寿命增加一倍。

TABLE2（表2）

请问这样的扩散系数显著降低能被简单的解释为无内部固化砂浆的界面过渡区缺少轻集料吗？根据图4模拟的结果，通过假定界面过渡区厚度为12lm，渗出界面过渡区的体积分数仅为无内部固化砂浆的60%，随机仿真模拟表明，内部无固化砂浆和砂浆相比减少界面过渡区体积将产生22%的的扩散。受控砂浆没有轻集料，相反，假设一个5：1的比例是相对界面过渡区扩散到粘结状，扩散率减少仅10%，由于加强水化扩散系数这些模拟没有任何的进一步减少。例如，水灰比为0.4的水泥净浆，以先前的发展将表明水泥浆体扩散减少32%，在表5中表明，如果其水化程度增加75%至80%，由于提供额外的内部固化水，即使从77%增加到80%，扩散会减少13%，但是在后期放热增强了内部固化砂浆的水化。

内部固化的混凝土在后期阶段中水化过程的加强得到了图5中给出的等温热量测定结果的证实，结果表明，固化时间为7天时，在二者都处于密封养护的时候，相对于受控的混凝土，内部固化混凝土在热量的释放上（或者说是水化的程度）增加了5%。表1也同时定性的指出了内部固化的混凝土在后期阶段（120天）也加强了水化的过程并且获得了更加密集的微观结构。所以我们用界面渗透区的体积降低分数（渗透性）和加强的水化过程就可以很容易的获得内部固化的混凝土的扩散率大概是受限混凝土扩散率的55%到75%（例如：0.78×0.68=0.53或者0.9×0.87=0.78）。

FIG4和FIG5（图4和图5）

这些结果是从砂的体积含量为55%的混凝土中所获得的。按体积分数来看，那些混凝土中含有的集料（粗或细)为60-70%时，可以看到的混凝土扩散系数的明显的降低可能是不同的，传统混凝土中的界面过渡区需要被充分的浸湿以便它能够被更多的轻集料所替代从而大幅度降低具有渗透性的界面过渡区浆体的体积分数。同样，在水化过程加强的同时，我们也可以获得一定数量的降低，这样或许内部固化的混凝土与受限的混凝土相比就会有一个较低的扩散系数。进一步 的说，我们在这里所采用的模拟技巧和实验技巧同样也适用于其他的混凝土，在未来的研究中也会被进一步的加以利用。4.结论

在本实验研究中，我们制备了内部固化的砂浆，然后把他们放在密封的条件下进行养护，和受限的砂浆相比，他们表现出了在氯离子的渗透深度会大幅度的降低的特性。利用模型所获得的结果表明这种扩散系数的降低很可能是因为具有渗透性的界面过渡区浆体体积含量的大幅度减少以及具有内部固化的砂浆在长时期后发生的水化过程的加强。所以，根据研究所获得的结果，我们可以知道，内部固化不仅仅可以使得早期的自发收缩大幅降低，28天强度大大增加，它还可以使得砂浆和混凝土对氯离子和其他的有害离子的抵抗能力大幅度的增加。致谢

作者感谢来自建筑和消防实验室的Mr.Max Peltz 对本次试验过程所给予的帮助，感谢东北索尼特公司对材料的提供和利哈伊波特兰水泥有限公司的支持。

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