通過不同齡期混凝土抗壓強度、碳化、干燥收縮和抗氯離子滲透試驗,結合掃描電子顯微鏡微觀形貌分析,研究了不同摻量沸石粉對混凝土耐久性的影響。試驗結果表明,沸石粉降低了混凝土早期抗碳化性能和抗氯離子滲透性能,而摻加10%沸石粉改善了混凝土后期內部結構,提高了其后期抗碳化性能和抗氯離子滲透性能;沸石粉降低了混凝土干燥收縮性。
天然沸石具有空隙度高、比表面積大、良好的離子交天換、吸附、耐熱和耐酸等特點。沸石粉可改善混凝土的流動性和施工性能,其含有大量的活性SiO2和Al2O3,是一種具有較高火山灰效應的礦物摻合料。沸石粉取代部分水泥降低了混凝土的干燥收縮性能,增強了其抗凍性能。王軍等發現沸石粉延緩了混凝土內部濕度,降低了其自收縮。吳敏等研究發現摻入沸石粉,其界面過渡區CaO/SiO2比明顯高于基準混凝土,提高了C-S-H凝膠含量,減少了定向排列的Ca(OH)2,從而改善了界面過渡區性能。
隨著沸石粉摻量的增加,混凝土28d抗壓強度不斷降低,與基準組ZP0相比,摻加10%沸石粉混凝土抗壓強度有所增加,而摻加20%和30%的沸石粉則降低了其抗壓強度。
根據7、28、60、90和120d的沸石粉混凝土碳化深度,可以得到沸石粉對混凝土抗碳化性能的影響。
隨著齡期的增加,混凝土碳化深度逐漸變大。與基準組ZP0相比,7d齡期時,隨著沸石粉摻量的增加,碳化深度逐漸變大;而在后期,即28、60、90和120d時,摻加10%沸石粉的混凝土碳化深度低于基準組,分別降低了5%、13%、11%和12%;摻加20%沸石粉的混凝土60、90和120d碳化深度也低于基準組,而摻入30%沸石粉的混凝土其碳化深度一直高于基準組。
為揭示沸石粉對混凝土耐久性的影響機理,測試了28d沸石粉混凝土的微觀形貌。
沸石粉增加了混凝土7d碳化深度;摻加10%和20%沸石粉降低了混凝土后期碳化深度,其中以10%摻量降低效果更好;進一步增加沸石粉摻量,則會增加混凝土各齡期碳化深度。沸石粉對混凝土氯離子遷移系數的影響,與其對碳化深度的影響規律相似。