严旭
宁夏润宇泽节能环保有限公司混凝土 750000
摘要：氯离子的侵蚀是导致海洋氯化物环境下混凝土结构耐久性遭到破坏的主要因素。目前，粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料因其良好的火山灰性、提高新拌混凝土和易性、便宜的价格等优点被广泛应用于混凝土工程中。本文取宁夏地材作为试验基础，以不同水胶比及不同矿物掺合料掺加种类及掺量的混凝土作为主要研究对象，按照GBT 50082-2009中的试验方法，开展了混凝土6h电通量试验。通过对比不同水胶比、不同矿物掺合料掺量、不同养护龄期及掺加高耐久性矿物外加剂条件下6h电通量数据，分析出上述因素对混凝土电通量影响程度大小，从而寻找出抑制混凝土氯离子渗透性的主要因素。
关键字：耐久性；电通量、矿物掺合料
一、概述
在土建工程中，混凝土是用途最为广泛且用量最大的建筑材料之一。我国上世纪50~60年代投资建设的混凝土工程现寿命已达到50余年。这些工程由于历史原因大部分已经不满足使用条件或被拆除重建，根据调查显示，该时期的混凝土工程普遍在20年后受到严重腐蚀，对混凝土的腐蚀修复费用之大往往超过重建，而造成此类混凝土结构劣化破坏的原因不是强度问题，而是耐久性问题。引起混凝土耐久性不足的原因比较复杂，其中涉及使用环境、原材料组成、载荷等多方面原因。最常见的耐久性劣化类型有钢筋锈蚀、冻融破坏等，其中耐久性劣化影响最普遍的就是钢筋锈蚀，而氯离子侵蚀就是诱发此类混凝土耐久性问题的主要原因。混凝土保护层能够有效阻碍使用环境中的氯离子与钢筋发生化学反应的时间，降低钢筋锈蚀的概率。但混凝土往往都是带裂缝工作，空气中的水分以及有害离子会侵入混凝土内部，最终造成钢筋锈蚀。
近几年在宁夏经济快速发展的推动下，工业产业建筑、商品房住宅及基础市政配套设施等工程不断兴建，其重要程度备受关注，为了保证建筑在投入使用后安全可靠，对混凝土耐久性提出了更高的要求。宁夏位于西北地区东部，地处中温带半干旱、干旱区，土壤盐碱化较为严重，氯离子含量丰富，因而混凝土的抗氯离子渗透性指标显得尤为重要。
利用仪器测量通过混凝土的电量累积值，可以快速评价混凝土的渗透性高低，即混凝土抵抗氯离子渗透能力的评价方法，简称电通量法。长期以来，国内外学者通过大量工作提出了多种试验方法，其中6h电通量法是用于测试混凝土抗氯离子渗透能力最为广泛快速的试验方法。本文着重对不同掺合料种类及掺量、养护龄期、水胶比对混凝土电通量的影响进行系列试验分析，确定影响混凝土电通量的主次因素，从而在技术层面寻找出新的有效减少钢筋锈蚀的途径，提高混凝土的耐久性。
二、原材料
2.1 水泥
本次混凝土6h电通量试验采用宁夏赛马水泥厂的P.O 42.5R普通硅酸盐水泥。
2.2 矿物掺合料
在混凝土拌合过程中，加入满足规范技术性质指标的矿物掺合料可提高混凝土拌合物和易性、增加混凝土密实性和强度、改善混凝土耐久性。本次混凝土电通量试验采用中铝宁夏马莲台电厂生产的Ⅰ级粉煤灰；宁夏灵武市新丰益节能科技有限公司生产的S75矿渣粉。
2.3 骨料
混凝土中所使用的细骨料为吴忠市孙家滩水洗砂，混凝土中所使用的粗骨料为宁煤破碎石。粗、细骨料的各项技术性质均符合国家的要求。
2.4 高耐久性矿物外加剂
在配置混凝土的过程中，掺入满足细度和活性的高耐久性矿物外加剂不仅能提升混凝土的密实性和强度，还能大幅度提高混凝土的耐久性。本次混凝土电通量试验采用宁夏润宇泽节能科技有限公司生产的高耐久性矿物外加剂。
高耐久性矿物外加剂技术性质
.png)
三、试验方法及试验配合比
3.1 试验方法
参考GBT 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》7.2节中的电通量法。试验方法简述如下：成型直径（100±1）mm，高度（50±2）mm的圆柱体试件，在标准条件下进行养护。将养护到试验龄期前1d的试件经真空饱水处理。将完成饱水的试件安装于试验槽内，分别向试件两侧的试验槽内注入摩尔浓度为0.3mol/L的NaOH溶液和浓度为3%的NaCl溶液，接通电源使试件两端保持60V的稳定直流电压，测定试件6h内通过的电量。
3.2 试验配合比
掺合料掺加方式分别选用粉煤灰单掺、粉煤灰+矿粉双掺、粉煤灰+矿粉+硅灰三掺，试验龄期分别为28d、56d和90d。
四、混凝土电通量影响因素试验分析
4.1粉煤灰和矿粉掺量对混凝土的电通量影响
从试验配合比中选取养护龄期28d且水胶比分别为0.40与0.36的电通量试件进行试验，其中单掺粉煤灰等量取代水泥掺量0～50%，单掺矿粉等量取代水泥掺量0～20%，复掺矿粉加粉煤灰等量取代水泥掺量20～70%。
单掺：在水胶比确定的情况下，随着粉煤灰、矿粉掺量的增加，混凝土电通量呈现递减趋势；粉煤灰掺量介于30%～40%之间时电通量递减趋势有所减缓；矿粉掺量为20%时电通量比没掺矿粉的电通量低39%～49%，比掺10%矿粉的电通量低24%～37%；在矿物掺合料掺量相同的条件下，单掺矿粉比单掺粉煤灰电通量小（10%与20%矿粉掺量的混凝土试件电通量值分别小于相同掺量粉煤灰的混凝土试件电通量值）。
复掺：在掺料掺量确定的情况下，复掺比粉煤灰单掺的电通量小；随着粉煤灰掺量的增大电通量逐渐减小，当粉煤灰掺量达到40%～50%之间，电通量下降趋势开始减缓甚至增大；当掺量为30%时，掺20%粉煤灰+10%矿粉的复合掺合料电通量大于掺10%粉煤灰+20%矿粉的复合掺合料电通量（B>A，D>C）。
综上，粉煤灰和矿粉的掺入极大程度提高了混凝土抗氯离子侵蚀能力，且矿粉的抗氯离子侵蚀能力优于粉煤灰，随着粉煤灰掺量的增大，抗氯离子侵蚀能力增强程度趋势逐渐减缓。
4.2高耐久性矿物外加剂对混凝土的电通量影响
在混凝土中掺入一定量的高耐久性矿物外加剂可以提高混凝土的强度、耐磨性能等。本节主要探究在其它因素一定的条件下，掺入等量取代水泥掺量的高耐久性矿物外加剂对混凝土电通量的影响。
从水胶比为0.40和0.36的试验配合比中分别选取4组混凝土试件对其进行电通量试验。
可以看出，在其它因素保持不变的情况下，混凝土电通量随着5%高耐久性矿物外加剂的掺入而显著降低，与不掺高耐久性矿物外加剂的电通量实测值相比减少49%～60%。高耐久性矿物外加剂能大幅降低混凝土电通量的原因在于其粒径较小，并且可以参与到水泥水化反应中，分布到混凝土中生成一种坚硬、胶结力强的物质，提高了混凝土密实度从而降低了混凝土抗氯离子渗透能力。
4.3养护龄期对混凝土的电通量影响
养护龄期对混凝土电通量大小有着很大的影响。通常来说，混凝土的养护龄期越长，胶凝材料水化越充分，水泥石浆体越密实，抑制氯离子通过能力也就更强。
混凝土的电通量随着养护龄期的增高而逐渐减小，28d～56d电通量显著降低，56d～90d随着养护龄期增大电通量强敌趋势逐渐放缓，以28d龄期电通量结果为基准值，56d比28d降低43%～55%，90d比56d降低10%～15%。综合考虑工程实际应用，选取56d龄期作为评定标准是比较合理的。
4.4水胶比对混凝土的电通量影响
混凝土水胶比降低，混凝土内部孔隙率相对减少，密实程度增加导致混凝土电通量下降。分别选用0.28、0.32、0.36、0.40四个水胶比进行对比试验。
可知混凝土电通量随着水胶比的降低呈下降趋势，可以计算出电通量与水胶比相关系数0.75～0.80，因此混凝土水胶比的变化对混凝土电通量影响不大，在配合比设计中属于次要考虑因素。
五、结语
本文对宁夏地区混凝土电通量进行了试验验研究，发现混凝土的电通量是随着养护龄期的增高而逐渐减小的，混合料的不同也会影响到混凝土的电通量，因此，在施工时需要注意选择合适的材料和合适的施工方式，从而氯离子侵蚀钢筋，影响混凝土过程的使用寿命。
作者简介：严旭，1993年7月12日，男，浙江金华，汉，本科，助理工程师，宁夏润宇泽节能环保有限公司混凝土，研究方向:混凝土。