无机聚合物混凝土耐久性能试验研究

摘要

近年来无机聚合物材料在建筑工程、环境工程领域受到极大关注，是工程界研究的热点问题。本文立足目前研究较少的无机聚合物混凝土，总结了无机聚合物材料的形成机理，并利用粉煤灰、矿粉和碱激发剂制备无机聚合物混凝土，研究了普通无机聚合物混凝土(GC，Geopolymer Concret)和高强无机聚合物混凝土(HGC，High Geopolymer Concret)的耐久性能(包括抗渗、抗冻性能、干缩性能、抗氯离子扩散、抗硫酸盐侵蚀和抗碳化)，并与同抗压强度等级的普通混凝土(普通混凝土(C，Concret)和高强混凝土(HC，High Concret)进行了比较。最后简要说明了试件的破坏特征与机理。
　　 通过抗渗试验，得到了HGC的平均渗水深度是GC的11.47倍，说明HGC的抗渗性很差。
　　 通过抗冻试验，得到了无机聚合物混凝土和普通混凝土在相同试验条件下的相对动弹模量和质量损失；随着冻融循环次数的增加C和GC的相对动弹性模量变化很小；冻融初期阶段H与HGC有相同的下降趋势，并且都在冻融100次时基本变化很小，分别为88％和95.8％，但在冻融40次左右以后，HGC开始上升。在冻融125次时的相对动弹性模量为67.1％，而无机聚合物混凝土HC的相对动弹性模量降低的很快，100次以后都在60％以下。100次冻融循环后，HC质量损失为9.1％，而C基本上没有质量损失，直到125次冻融循环后，HGC仅损失0.13％。HGC质量损失很小，完全满足严寒地区道面混凝土抗冻要求。
　　 通过干缩实验，分析了干缩率随时间的变化规律，得出龄期3～7天，试件的干缩率增长较明显；龄期7～14天，其值均激增；龄期60天后，其值增长速度均十分缓慢。HC和C干缩率在各个龄期基本相同，可见无机聚合物的抗干缩性能与普通混凝土相同。
　　 通过氯离子扩散试验，得出无机聚合物混凝土比普通混凝土平均电通量降低了39.6％，而HGC提高了335.2％，说明HC抗氯离子扩散性能较好，HGC的较差。
　　 通过硫酸盐侵蚀实验，分析了试件在硫酸盐腐蚀浸泡下的抗腐蚀系数，得出GC、HGC抗腐蚀系数都大于0.8，表明都具有很好的抗硫酸盐侵蚀的性能；
　　 通过加速碳化试验，分析了试件碳化深度。C、GC无碳化，HGC相对HC的碳化速率快，说明无机聚合物混凝土抗碳化能力差于普通混凝土。高强无机聚合物抗碳化能力要差于无机聚合物混凝土。