PDF《白云岩粉末压实体碱白云石反应的膨胀应力》

80 ℃、

1 mol/ L NaOH 溶液中长期变形,500 d 膨胀率可达 0? 16% ~0? 35%. 反应

500 d 时,集料边缘反应环厚 度为 200~500 μm,环内细小的水镁石和方解石交 错生长,环外的白云石和微晶石英没有明显改变. 试件内裂纹由白云岩延伸到浆体,裂纹内无碱硅酸 凝胶. 因此,笔者认为 ADR 是导致小混凝土柱膨胀 的原因. Chen 等[20] 发现碳酸盐岩石中的微晶石英 等ASR 活性组分不与季胺碱(TMAH)反应,而碳酸 盐岩石中的白云石却能与 TMAH 反应并产生膨胀. 在实际工程中,约束是内应力产生的根源,而 内应力是推动混凝土产生体积变形进而破坏的根 本动力. 因此,测定去白云石化反应的膨胀应力可 以直接表征 ADR 的破坏性能,也可作为是否发生 ADR 的评判依据. 本文采用自制的 ADR 膨胀应力 装置,测试不同反应条件下的约束压实体的去白云 石反应过程产生的膨胀应力,以期为阐明 ADR 在膨 胀中的作用提供依据.

1 实验 1.1 原材料 实验选用南京市浦口区江浦观音山( GYS) 的白云岩制备白云岩粉末. 表1为白云岩粉末 的化学组成. 通过 X 线衍射仪( XRD) 对原料进 行物相分 析, 结果如图1所示. 由图1可以看出:观音山白云岩中的主要矿物为白云石,还有 少量的石英. 表1观音山白云岩的化学组成 Table

1 Chemical composition of dolostone GYS % w(SiO2 ) w(Fe2 O3 ) w(Al2 O3 ) w(MgO) w(CaO) 烧失量 总计 1?

57 0?

10 0?

32 22?

50 27?

48 46?

66 98?

63 图1观音山白云岩粉末样的 XRD 图谱 Fig.1 XRD patterns of dolostone GYS 1.2 实验方法 1.2?

1 压实体的制备 白云岩经过破碎、粉磨和筛分制成 0~80 μm 的 白云岩粉末样品,其粒度分布见图 2. 调整好压块 图2观音山白云岩粉末的粒度分布 Fig.2 Particle size distribution of the powder of dolostone GYS 机的设定压力压制不同的样品,将白云岩粉末分别 填充于样品模具的空腔内,匀速加压压至预定压力 (加压速率

80 mm/ min),保压

5 s,取下样品筒,不同 样品的编号及制备条件见表 2.

1 0

3 第3期茆忠阳等:白云岩粉末压实体去白云石化反应的膨胀应力 表2压实体的制备条件 Table

2 Compaction test conditions 样品编号 质量/ g 颗粒尺寸/ μm 成型压力/ MPa 养护条件 GYS400

1 42?

0 0~80

400 60 ℃ 1?

0 mol/ L NaOH 溶液 GYS400

2 41?

0 0~80

400 60 ℃ 1?

0 mol/ L NaOH 溶液 GYS300

1 40?

0 0~80

300 60 ℃ 1?

0 mol/ L NaOH 溶液 GYS400 W 42?

0 0~80

400 60 ℃ 水养 1.2?

2 ADR 膨胀应力的测定 图3和4分别是模具样品筒和膨胀应力测试仪 的设计图. 图3模具四周打孔的目的是方便碱溶液 进入发生反应,文中使用的是打有

4 个直径

6 mm 圆孔的

1 号模具和

20 个直径

6 mm 圆孔的

2 号模 具. 然后按照操作步骤将制备好的白云岩粉末压 实体装入样品筒并调整预紧力,预紧力大小为

2 ~

3 MPa. 将测试仪器放入指定的养护溶液的养护筒 中,保持溶液液面没过样品筒的顶端,将养护筒放 入60 ℃恒温养护箱中养护,记录数据. 图31号和

2 号模具的设计图 Fig.3 Drawing of the sample mold

1 and

2 1.2?

3 去白云石化程度的测定 反应到一定龄期的白云岩粉末压实体取出脱模, 粉磨过80 μm筛,做粉末衍射测试(扫描范围10°~ 70°,扫描速率

1 (°) / min),通过 Rietveld 法对 X 线衍 射图谱进行精修计算,从而得到精修后所需参数和物 相定量结果,从而计算出去白云石化反应程度. 1.2?