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海洋环境是混凝土所处最严峻的环境之一,海水环境下各种盐类入侵导致许多海工混凝土构筑物过早破坏。本文通过岩相分析、XRD、SEM/EDS、氯离子渗透试验、抗硫酸盐侵蚀快速试验等方法,研究了某海工混凝土的开裂原因及陶瓷抛光砖粉对水泥混凝土抗海水侵蚀性能的影响,为抛光砖粉在水泥混凝土的利用提供耐久性方面的试验和理论依据。
研究表明,该海工混凝土细集料具有碱活性,在海水环境下发生了碱-集料反应并在内部造成了裂缝,海水中的硫酸盐、镁盐进一步侵蚀破坏了混凝土。对混凝土裂缝内凝胶的能谱分析与傅立叶红外分析表明,该混凝土中生成了碱-硅酸凝胶。红外分析与能谱分析结合可判断样品中的硅碱含量,可作为一种研究碱-集料反应的新方法。
研究表明,不同厂家的抛光砖粉中氯含量存在波动：0.008％～0.203％,其氯主要来源于氯氧镁水泥磨具及含氯絮凝剂。将抛光砖粉用于水泥混凝土时应注意控制氯离子含量。
与粉煤灰相比,抛光砖粉的硅和铝7天溶出量较多,早期强度及活性指数均较高,对水泥浆体孔结构的细化作用较强。掺入一定量抛光砖粉还可抑制碱-集料反应。
陶瓷抛光砖粉用作混凝土掺合料可改善混凝土粘聚性和保水性,但会导致混凝土流动性变差,应用于混凝土时不宜超量取代。单独使用陶瓷抛光砖粉作水泥混合材和混凝土掺合料时,较佳掺量为10％,保持了较好的力学性能,且其混凝土抗氯离子渗透能力和水泥胶砂抗硫酸盐侵蚀能力均优于硅酸盐水泥。
单掺等量陶瓷抛光砖粉与粉煤灰,前者的强度以及抗氯离子渗透侵蚀能力均高于后者,但其流动性及长期抗硫酸盐侵蚀能力不如后者。两者复掺综合性能较好,可改善单掺陶瓷抛光砖粉时流动性较差及单掺粉煤灰时强度特别是早强较低的问题,又可提高水泥混凝土的抗侵蚀能力,具有较好的抗氯离子渗透能力和抗硫酸盐侵蚀能力。以总掺量30％复掺时,陶瓷抛光砖粉与粉煤灰的比例约为2:1时效果较好。
30％以内等掺量的陶瓷抛光砖粉与矿渣粉相比,其水泥胶砂抗硫酸盐侵蚀能力以及抑制碱-集料反应能力均优于掺高铝含量的矿渣粉。陶瓷抛光砖粉与矿渣粉复掺,维持了较好的力学性能,可改善单掺陶瓷抛光砖粉水泥的流动性,且在一定程度上可解决高铝矿渣粉低掺量单掺时抗硫酸盐侵蚀能力较差的问题。