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【摘要】傳統的工藝在大量使用混凝土的過程中，通常會伴隨嚴重的污染，如此就需要落實好大摻量礦物摻合料混凝土的應用，有效解決混凝土使用中環境污染的問題。混凝土抗凍性是直接影響混凝土強度、污染性的一大要素，因此本文主要針對凍融環境下混凝土的耐久性能，對大摻量礦物摻合料混凝土的抗凍性能進行研究和分析。

【關鍵詞】大摻量；混凝土；抗凍性

0引言

在實際研究過程中，國內學者致力于對混凝土強度以及氯離子擴散系數、氣體滲透性系數等混凝土滲透性相關指標進行研究。特別是隨著礦物摻合料在混凝土中的廣泛采用，大摻量礦物摻合料混凝土在各大工程中的應用程度不斷提升。相對來說，我國對大摻量礦物摻合料混凝土的抗凍性、強度以及滲透性能相關方面的研究仍然較少，現有研究報告大多是采用單一的測試方法對混凝土的耐久性能進行評價。由于混凝土抗凍性試驗需要消耗大量時間，試驗過程中需要用到非常專業的設備，因此積極探索可以反應混凝土抗凍性的相關試驗有著很強的實用價值。

1大摻量礦物摻合料混凝土的特點

通常情況下，制備大摻量礦物摻合料混凝土時需要關注整體的配合比，大摻量礦物摻合料混凝土中膠凝材料用量較大，而水泥材料用量較少，這樣就和傳統的混凝土產生了結構和性能上的變化。起初強度發展較慢，到了后期強度也不高，但是大摻量礦物摻合料混凝土的干縮較大，存在水化溫升值較低的特點。礦物摻合料水化反應受到溫度影響，溫度越高水化反應越徹底，在大摻量礦物摻合料混凝土水化反應中，摻入膨脹劑會使其反應加快、實際強度更高，加上在制備中通常會采用一部分工業廢渣，減少了水泥的用量，整體上大摻量礦物摻合料混凝土在綠色生產、降低二氧化碳排放中都存在比較好的效益[1]。

2抗凍性大摻量礦物摻合料混凝土的制備試驗內容

2.1原材料

采用亞泰鼎鹿42.5水泥，該水泥的標準稠度用水量為24.9%；采用匯豐新材料有限公司的Ⅰ級粉煤灰，需水量為93.0%，比表面積920cm/g；礦粉采用S95級礦渣微粉，111%的流動度比，比表面積430m2/kg。原材料的具體化學成分見下表1所示。選用5～20mm連續粒碎石，將細度模數為2.60的河砂作為細集料，使用聚羧酸系減水劑PCA。

2.2配合比

以單摻30%粉煤灰、單摻45%礦渣和復摻15%粉煤灰、45%礦渣體系作為研究對象。另外在復摻15%粉煤灰以及45%礦渣體系中對分別對0.30、0.35以及0.40三種水膠比條件下的性能進行研究，如下表2所示，為混凝土實驗室的配合比。使用體積為110mm×110mm×400mm的棱柱體試件開展試驗，在試件脫模后放置于標養室進行標準養護24d后取出，并將試件放置于溫度在20℃的水中，隨后將浸泡后的試件放入自動動融循環機中開啟混凝土凍融試驗。實驗過程中，每間隔25凍融循環次數需要將試件從設備內取出，使用動彈儀對試模的橫向基頻以及動彈模量進行測量，并對混凝土試件的外觀進行檢測，確保試件表面不存在損壞的現象。采用混凝土耐久性系數對試件抗凍性能進行表征，如下為混凝土抗凍性能的計算公式：Kn=P×N/300其中：Kn代表混凝土的耐久性系數，n代表混凝土試件的凍融系數；P代表混凝土試件在經過n此凍融循環后相對的動態性模量[2]。在對混凝土進行抗壓強度試驗的過程中，主要采用100mm×100mm×100mm的立方體試件，24h脫模之后放置于標養室標準養護24d后取出，主要對試件的抗壓強度進行測試。在養護一定期限后將混凝土試件切割成Φ100mm×500mm的標準試件，在具體試驗之前需要對混凝土試件進行24h的真空飽水處理。將混凝土試件置于橡膠筒并使用兩個環箍對試件進行固定，尤其是需要保證混凝土試件側面的密封性，隨后需要將裝有混凝土試件的橡膠筒放置在試驗槽中，在安裝了陽極板后需要將300ml的0.2mol/L的KOH溶液注入橡膠筒中，需要保證混凝土試件表面以及陽性板完全置于KOH溶液中。操作完成以后，需要在試驗槽中注入含有5%的NaCl的KOH溶液，直到溶液和試驗槽中的橡膠筒平行可停止注入。隨后接通30V直流電源，結合初始電流對通電時間進行控制。在成功通電以后需要取出試件，并將混凝土試件置于壓力機上，使用壓力機將混凝土試件劈成兩個部分，并在劈開部位噴涂0.1mol/AgNQ3溶液，隨后對氯離子在混凝土試件上的滲透深度進行測量，最終可以將氯離子的擴散系數準確計算出來。參照ASTMC1202開展電通實驗，將測試電壓控制在60V，通電時間控制在6h。先將養護一定時間的試件置于真空飽水24h以后，軸向施加60V電壓，并在混凝土試件兩側的電解池分別放置濃度為3%的NaCl溶液以及0.3mol/L的NaOH溶液。在正式進行試驗的過程中，首先需要對初始電流進行記錄，隨后每隔5min需要對通過混凝土試件的電流進行記錄，試件維持在6h左右，隨后根據這6h的通電時間的電流拜年話對總電量Q進行計算[3]。參照ASTMC1585開展毛細管吸附試驗，將養護一定期限的混凝土試件放置到溫度為50℃的烘箱中，并將混凝土試件進行烘干處理，隨后對混凝土試件的重量進行測量，需要將測量精度控制在0.01g以下，最后對試件浸水面的寬度以及直徑進行測量，需要將測量精度控制在0.1mm以下。保留混凝土試件兩側，使用石蠟對混凝土試件的其他側進行密封處理，隨后將處理好的混凝土試件放置于特定容器中，并使用塑料薄膜對試件背水面表面進行覆蓋處理，并需要嚴格將試驗溫度控制在20℃左右，分別測定試件在0h、1h、2h、4h、6h、12h、24h和56h時段的毛細管吸水量，隨后使用線性回歸進行分析，對毛細管吸附量I以及S1/2時間進行相關性分析，最終將毛細管吸附率-mm/S1/2計算出來。

3抗凍性大摻量礦物摻合料混凝土施工技術應用的注意事項

在施工過程中，要保證鋼筋混凝土筏板結構的整體完整性，并達到相適應的承載力，一般情況下會采用整體澆筑的形式，在澆筑完成之后，需要保證混凝土結構的內部溫度升溫情況處于正常范圍，如果存在內部溫升過高的情況，就可能因為溫差過大導致混凝土出現裂縫。在混凝土水化硬化的時候會伴隨體積收縮，這樣一來，混凝土結構中存在各種約束條件都可能影響混凝土的質量。如果大摻量礦物摻合料混凝土整體體積收縮太大，就會出現混凝土開裂的問題，對于混凝土的承載力和耐久性都有較大的影響。如果要避免大摻量礦物摻合料混凝土開裂，就需要增加土地的耐久性，采用一定的礦物摻合料替代一定水泥，在制定混凝土混合比時，要適當加入摻合料，降低水化熱升溫，增加混凝土后期的強度。通過有效的摻料配比，能讓整體混凝土的質量更出色。

4結語

總之，礦物摻合料的大量使用是高性能混凝土的重要發展途徑，這對于能源節約、環境改善有著非常重要的意義。不過在混凝土中摻加了礦物摻合料后，在非引氣條件下混凝土的抗凍性會呈現明顯下降趨勢，在實際工程中大摻量礦物摻合料混凝土是非引氣的，所以對大摻量礦物摻合料混凝土的抗凍性進行研究具有非常重要的意義。

參考文獻

[1]徐小華,董長征,魏鑫,等.橋用大摻量礦物摻合料混凝土的抗碳化性能及壽命預測[J].粉煤灰綜合利用,2021,35(04):59-63+76.

[2]蘇忠純,韓立剛,曹忠露,等.膨脹劑對大摻量礦物摻合料混凝土水化和收縮性能的影響[J].中國港灣建設,2021,41(08):28-32.

[3]石容艷.大摻量復合礦物摻合料高性能樁基混凝土性能研究及工程應用[J].國防交通工程與技術,2021,19(01):84-88.

作者:劉玲 張志影 單位:長春建筑學院