近年来,随着基础设施建设的飞速发展,对混凝土的需求也在增长,优质矿物掺合料是制备高性能混凝土的重要材料。天然沸石是具有高火山灰作用的硅酸盐矿物,我国的天然沸石储量也相对丰富。因此,开发天然沸石和使用天然沸石粉作为混凝土矿物掺合料具有一定的社会价值和意义。

一、试验配合比

代替沸石粉等品质的水泥,其混合量为0、10%,20%和30%,固定砂比和水粘结剂比分别为44%和0.3。通过调节减水剂的用量,可确保混凝土试样的相似度。其流动性满足抽水施工要求。表2示出了沸石粉末混凝土的配合比及其28d抗压强度值。

天然沸石粉对混凝土耐久性的影响怎样?-国投盛世

经过28天的混凝土抗压强度测试后,从碎片中取样,其大小约为块状3毫米。在干燥箱中干燥后,使用扫描电子显微镜研究沸石粉对混凝土微观形态的影响。

二、结果与讨论

根据表1中的强度结果,可以获得不同的沸石粉含量对28天混凝土抗压强度的影响,如图1所示。

天然沸石粉对混凝土耐久性的影响怎样?-国投盛世

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通过实验可以知道,混凝土干燥收缩率是体积稳定性的重要内容。较大的干燥收缩率很容易导致混凝土开裂,降低混凝土的耐久性,并降低其使用寿命。一般认为,混凝土的干缩是由内部水分散性的损失引起的。有关其机理的主要理论包括毛细管张力理论,分离压力理论,表面(张力)自由能理论,层间水分运动理论等,基于这些理论,能够很好地解释了一些实验现象。有研究者认为,基本上认为干燥收缩与混凝土的内部孔结构有关,而矿物掺合料对孔结构的演变影响更大。

为了揭示沸石粉对混凝土耐久性的影响机理,测试了28天沸石粉混凝土的微观形貌,如图5所示。天然沸石粉对混凝土耐久性的影响怎样?-国投盛世

通过试验与图表可知,沸石对混凝土中氯离子迁移系数的影响与其对碳化深度的影响相似。沸石粉减少了混凝土的干燥收缩率,其中最佳值是20%。