活性混合材料抑制混凝土堿硅酸反應(yīng)的機(jī)理——基于界面過渡區(qū)的組成與結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、國內(nèi)外研究表明活性混合材對堿硅酸反應(yīng)(ASR)有很好的抑制作用，但對其抑制機(jī)理的研究需要深入研究。這些研究主要是以混凝土中的水泥基體為研究對象，而沒有人從界面過渡區(qū)(ITZ)和孔溶液角度來研究抑制機(jī)理。ASR發(fā)生在水泥石與骨料的界面過渡區(qū)，而界面過渡區(qū)是混凝土的薄弱環(huán)節(jié)。因此對界面過渡區(qū)的組成和結(jié)構(gòu)變化的研究，對進(jìn)一步認(rèn)識混合材抑制ASR的機(jī)理有著重大意義。
　　 本文從界面過渡區(qū)的組成和變化來研究活性混合材抑制ASR的作用機(jī)理

2、。本文選取沸石化珍珠巖作為骨料，摻入超細(xì)粉煤灰、硅灰和超細(xì)礦粉，同時外摻不同比例的KOH和NaCl來成型混凝土試件。待其養(yǎng)護(hù)到28d時，采用SEM分析界面過渡區(qū)的組成和結(jié)構(gòu)的變化，采用SEM-BSE觀察孔結(jié)構(gòu)和垂直于界面方向的元素分布情況。并對相應(yīng)的砂漿棒膨脹率和孔溶液的成分變化進(jìn)行測量。
　　 研究結(jié)果表明，對于KOH和NaCl環(huán)境下內(nèi)摻混合材混凝土的ITZ具有以下特點(diǎn)：超細(xì)粉煤灰和硅灰對界面區(qū)的結(jié)構(gòu)和組成都有著很好的改善，都

3、使界面區(qū)的凝膠的Ca/Si明顯降低，高摻量的試件界面區(qū)結(jié)構(gòu)和形貌要以及凝膠的Ca/Si比低摻量試件優(yōu)良。其中，摻入20％硅灰的試件的界面過渡區(qū)表現(xiàn)出來的各項(xiàng)性能最為優(yōu)秀。內(nèi)摻礦粉的試件的界面區(qū)的凝膠的Ca/Si也有所降低，但不如摻入硅灰和粉煤灰的試件。而且內(nèi)摻礦粉的試件的界面區(qū)出現(xiàn)大量的CH晶體，即便礦粉摻量高達(dá)40％時，依然有很多CH。摻入粉煤灰和硅灰試樣的孔溶液中的Ca2+、K+和Na+的濃度都有降低的趨勢，唯獨(dú)摻礦粉的試件的孔溶液

4、的Ca2+、K+和Na+濃度變大。摻入混合材的砂漿棒的膨脹率較對比樣要小得多?；旌喜牡膿饺胧菇缑孢^渡區(qū)的結(jié)構(gòu)與組成明顯改善，這是混合材抑制ASR機(jī)理的關(guān)鍵。
　　 通過上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，提出活性混合材抑制ASR的機(jī)理。活性混合材的摻入使界面過渡區(qū)的更加致密，減小了界面過渡區(qū)的孔徑和孔隙率?？讖郊?xì)小的孔比表面積大，更易吸附堿，在水化初期降低了堿與活性骨料接觸的機(jī)會。界面過渡區(qū)的二次火山灰反應(yīng)消耗大量的CH，并生成了大量的低Ca/S