纳米二氧化硅对板式无砟轨道混凝土的泛碱抑制与力学性能研究

以成绵乐高铁无砟轨道混凝土出现泛碱病害为工程背景,针对C60混凝土泛碱及相关力学问题,采用“半浸泡法”模拟泛碱多潮环境,证实了纳米二氧化硅百分含量低于3%时,对泛碱有明显抑制作用,单方面对于抑制其泛碱而言,纳米二氧化硅的最佳掺量值大于4%,但此后其泛碱抑制能力增益的速率随其掺量增加而减小。通过本文设计的“病害放大法”,对Y1组添加过量氢氧化钙(外加5%),致使其严重泛碱时,其抗压强度相对基准对照组下降了3.9%,验证了严重泛碱对C60混凝土的抗压强度具有负面影响。利用纳米二氧化硅、粉煤灰、减水剂三者的耦合效应,减小了纳米二氧化硅的团聚效应对混凝土后期强度的影响,纳米二氧化硅掺量值为3%以内时,对C60混凝土的抗压强度和抗折强度有积极贡献意义;纳米二氧化硅掺量值大于3%时,力学强度已低于标准值。综合考虑泛碱抑制和力学性能的提高,C60混凝土的纳米二氧化硅最佳掺量范围宜在3%以内。

混凝土泛碱抑制技术研究进展

混凝土为多孔材料,过量的碱可能留在混凝土孔隙溶液中,通过孔隙网络移动,使其难以完全消耗,容易产生泛碱现象。微观措施上抑制泛碱可采用硅灰、纳米二氧化硅通过消耗孔隙溶液中过量的碱离子形成非晶态凝胶相抑制泛碱;硅灰、纳米二氧化硅的掺入还能改善混凝土的孔隙结构和输运性能,从而降低了碱离子的扩散速率和浸出率,其消耗了泛碱的源头(碱类物质)、阻塞了泛碱渠道(降低孔隙率),从两方面有效抑制了泛碱的生成。宏观措施上抑制泛碱可采用涂刷防碱背涂剂、树脂胶,粘贴化纤丝网格布等措施。阐述了纳米二氧化硅对混凝土的泛碱抑制中存在的团聚效应,利用了纳米二氧化硅、粉煤灰和减水剂三者的协同作用,提高了泛碱抑制效率,该研究结果可为混凝土的泛碱抑制技术的进一步研究提供参考。