通过不同龄期混凝土抗压强度、碳化、干燥收缩和抗氯离子渗透试验,结合扫描电子显微镜微观形貌分析,研究了不同掺量沸石粉对混凝土耐久性的影响。试验结果表明,沸石粉降低了混凝土早期抗碳化性能和抗氯离子渗透性能,而掺加10%沸石粉改善了混凝土后期内部结构,提高了其后期抗碳化性能和抗氯离子渗透性能;沸石粉降低了混凝土干燥收缩性。

天然沸石具有空隙度高、比表面积大、良好的离子交天换、吸附、耐热和耐酸等特点。沸石粉可改善混凝土的流动性和施工性能,其含有大量的活性SiO2和Al2O3,是一种具有较高火山灰效应的矿物掺合料。沸石粉取代部分水泥降低了混凝土的干燥收缩性能,增强了其抗冻性能。王军等发现沸石粉延缓了混凝土内部湿度,降低了其自收缩。吴敏等研究发现掺入沸石粉,其界面过渡区CaO/SiO2比明显高于基准混凝土,提高了C-S-H凝胶含量,减少了定向排列的Ca(OH)2,从而改善了界面过渡区性能。

随着沸石粉掺量的增加,混凝土28d抗压强度不断降低,与基准组ZP0相比,掺加10%沸石粉混凝土抗压强度有所增加,而掺加20%和30%的沸石粉则降低了其抗压强度。

根据7、28、60、90和120d的沸石粉混凝土碳化深度,可以得到沸石粉对混凝土抗碳化性能的影响。

随着龄期的增加,混凝土碳化深度逐渐变大。与基准组ZP0相比,7d龄期时,随着沸石粉掺量的增加,碳化深度逐渐变大;而在后期,即28、60、90和120d时,掺加10%沸石粉的混凝土碳化深度低于基准组,分别降低了5%、13%、11%和12%;掺加20%沸石粉的混凝土60、90和120d碳化深度也低于基准组,而掺入30%沸石粉的混凝土其碳化深度一直高于基准组。

为揭示沸石粉对混凝土耐久性的影响机理,测试了28d沸石粉混凝土的微观形貌。

沸石粉增加了混凝土7d碳化深度;掺加10%和20%沸石粉降低了混凝土后期碳化深度,其中以10%掺量降低效果更好;进一步增加沸石粉掺量,则会增加混凝土各龄期碳化深度。沸石粉对混凝土氯离子迁移系数的影响,与其对碳化深度的影响规律相似。