硫酸盐和氯化物对煤灰混凝土抗压强度的影响研究

工程科学与技术，国际期刊22（2019）515完整文章硫酸盐和氯化物对粉煤灰混凝土的短期影响Sajjad Ali Mangia，Mohd Haziman Wan Ibrahima， Mohd Fadzil Arshadb，Norwati Jamaluddin a，Ramadhansyah Putra JayacaJamilus研究中心，土木与环境工程学院，马来西亚敦胡先翁大学，86400 Parit Raja，柔佛，马来西亚b马来西亚雪兰莪州沙阿南40450马拉科技大学土木工程学院c马来西亚彭亨大学土木工程与地球资源学院，26300，马来西亚彭亨州关丹市甘邦阿提奇莱因福奥文章历史记录：2018年7月31日收到2018年9月1日修订2018年9月1日接受在线发售2018年保留字：煤底灰辅助胶凝材料硫酸盐侵蚀抗压强度A B S T R A C T硫酸盐和氯离子对混凝土的侵蚀是耐久性混凝土结构领域的突出问题。因此，本文着重研究了磨细煤灰对硫酸盐和氯化物环境下混凝土强度性能的影响。在这项研究中，普通的硅酸盐水泥被替换为水泥重量的10%的煤底灰和相同的水胶比为0.5，用于所有的混凝土混合物。原CBA最初在洛杉矶机器中研磨2 h。随后，在通过300微米筛之后，将其在球磨机研磨机中进一步研磨20小时，以获得与普通硅酸盐水泥相似的颗粒尺寸。在脱模后，将样品浸入水中28天的固化期之后，将试样在5%的硫酸钠（Na2 SO4）和5%的氯化钠（NaCl）溶液中进行28、56和90天的额外养护。根据混凝土的重量变化、抗压强度变化和损伤程度，评价了硫酸盐和氯化物对混凝土的短期影响。结果表明，CBA的加入使混凝土的抗压强度有了显著的提高，在90天的暴露期内，其在水和5% Na2 SO4溶液中的抗压强度分别比对照混凝土提高了11.32%和13.92%在5%NaCl溶液中，CBA混凝土的抗压强度发展较慢，在90d的暴露期内，CBA混凝土的抗压强度比对照混凝土下降了6.87%。本研究表明，10%的CBA作为混凝土中的柔性胶凝材料可以减少硫酸盐和氯盐的负面影响。研究结果表明，在混凝土中加入磨细CBA作为辅助胶凝材料，可提高混凝土的抗侵蚀能力。©2018 Karabuk University. Elsevier B.V.的出版服务。这是CCBY-NC-ND许可证（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。1. 1. 介绍混凝土是世界各国基础设施建设的主要建筑材料。然而，在腐蚀性环境条件下，如地下结构、海洋结构和废水处理厂结构，使用普通硅酸盐水泥建造的混凝土结构往往会更快地劣化[1，2]。因此，混凝土结构的性能会受到周围环境的影响。在这种情况下，硫酸盐和氯化物侵蚀是混凝土结构强度和耐久性的首要问题，因为海洋环境通常更具侵蚀性，*通讯作者。电子邮件地址：haziman@uthm.edu.my（M.H. WanIbrahim）。由Karabuk大学负责进行同行审查。氯化物和硫酸盐的浓度[3]。因此，建议在混凝土结构中加入辅助胶凝材料（SCM），以提高其强度和耐久性，使其具有耐久性和可持续性[4]。目前，大多数常见的辅助胶凝材料如粉煤灰[5-这些材料可以从工业废料中获得，这是降低混凝土生产成本的合适选择[15]。煤底灰（CBA）是这样的工业废物之一，并且它被宣布为火山灰材料[8]，CBA也可以用作辅助胶凝材料，因为它含有高比例的二氧化硅[9]。Dehwah也同意[16]，用混合水泥制备的混凝土是暴露在硫酸盐和氯化物溶液下的更耐久的结构。因此，我们认为，https://doi.org/10.1016/j.jestch.2018.09.0012215-0986/©2018 Karabuk University.出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表工程科学与技术国际期刊杂志主页：www.elsevier.com/locate/jestch516S.A. Mangi等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）515利用CBA作为辅助胶凝材料可以提高混凝土结构的强度和耐久性性能。当普通水泥混凝土暴露于硫酸盐溶液中时，它可能遭受两种类型的损害破坏，由于C-S-H凝胶丧失导致的强度降低这种侵蚀也引发了石膏的沉淀和C-S-H的变形。C-S-H的变形破坏了C-S-H的粘结能力，导致混凝土强度损失。因此，硫酸盐反应导致体积膨胀并产生内应力，从而在混凝土中产生中断[19]。综述了硫酸盐和氯盐暴露条件下混凝土接触不同辅助胶凝材料的研究进展;Aksogan等人，[4]研究了用硬硼钙石和重晶石部分取代细集料，用玉米秸秆、小麦秸秆和向日葵秸秆灰部分取代水泥制备的混凝土的耐久性能。Dewi等人，[20]还研究了硫酸钠（5% Na2 SO4）和氯化钠（5%NaCl）对含有RHA作为水泥替代物的混凝土的影响。Maes和Belie[3]认为高炉矿渣（BFS）是暴露于氯化钠和硫酸钠的混凝土中的部分水泥替代材料，它们被认为是5%Na2SO4和5%NaCl长达497天，并宣称高炉矿渣改善了混凝土/砂浆中的抗氯化物Indu Siva Ranjani Ramamurthy[21] 指 出 ， 根 据 ACI-318 ， 5%Na2 SO4溶液被认为是非常严重的暴露等级。Hime Mather[22]指出，硫酸盐侵蚀可以通过硫酸盐离子（作为侵蚀性物质）与硬化波特兰水泥的铝酸盐组分和硫酸盐离子、钙和羟基的化学反应来分类。含有硅酸盐水泥的混凝土会受到含有硫酸盐（硫酸钠或硫酸镁）的溶液的影响。Biricik、Aköz、Türker、Berktay[23]同意用火山灰材料代替波特兰水泥可以提高混凝土的强度。然而，暴露于硫酸盐溶液的混凝土结构通常会由于石膏和钙矾石的形成而劣化，并导致抗压强度降低、重量损失和体积变化[24]。Demir等人，[25]评价了OPC砂浆与粉煤灰、底灰和高炉矿渣组合作为部分水泥替代物在Na2 SO4溶液中长达360天的性能。结果表明，掺5%粉煤灰、5%底灰和5%粉煤灰的水泥砂浆的抗压强度比掺5%粉煤灰和5%底灰的水泥砂浆的抗压强度高，5%的高炉矿渣在Na2SO4中养护360天左右比普通水泥砂浆高2%。从他们的研究中还注意到，所有样本都倾向于下降或接近90天的强度性能。因此，本研究考虑了硫酸盐和氯化物溶液的90天暴露期。然而，混凝土中的硫酸盐侵蚀被认为是一个重要的问题，并且Aydin[26]验证了在混凝土中掺入CBA作为部分水泥替代物具有良好的性能，并建议作为混凝土施工的有益产品，以提高其强度和耐久性。在混凝土中使用火山灰材料可以减少水泥浆体中的氢氧化钙，降低混凝土的渗透性。这种改性增强了混凝土在硫酸盐和氯化物溶液下的耐受性[27]。表1中提供了先前在硫酸盐和氯化物溶液下对混凝土的研究总结。目前，人们越来越关注硫酸盐暴露条件下混凝土的强度变化[21]。之前，Jaturapitakkul和Cheerarot[8]一致认为，使用CBA作为混凝土中的部分水泥替代品，混凝土的抗压强度增加。随后，Kurama Kaya[9]也验证了使用10% CBA作为部分水泥替代品时，抗压强度增加6%Chaipanich和Wongkeo[35]也同意，用10%CBA代替 OPC 可以 将OPC 混凝 土的抗 压强度提 高13% 此外 ， Khan 和Ganesh[36]还证实，用10%CBA替代OPC可以提高14%的抗压强度，他们还发现，施工成本可以降低10%，并减少二氧化碳（CO2）排放。因此，CBA在混凝土生产中具有作为部分水泥替代材料的良好潜力，并且Cheriaf等人同意[37]粉磨工艺可以提高CBA的火山灰活性对CBA在混凝土中的应用进行了文献综述，并在表2中提供了关键发现的总结，这表明了CBA的潜力因此，本研究的重点是利用CBA作为混凝土中的辅助胶凝材料，在硫酸盐和氯化物暴露条件下。考虑到表1中引用的先前想法，大多数研究人员认为5%的硫酸钠（Na2SO4）和5%氯化钠（NaCl）用于长期实验和理论研究[42]。据观察，还没有任何研究报告的短期影响的硫酸盐和氯化物溶液的强度性能的混凝土含有地面CBA作为辅助胶凝材料。此外，考虑到表2中引用的早期输入，10%的最佳值表1混凝土在硫酸盐和氯化物溶液中的先前研究参考文献材料和方法na2so4干燥NaCl曝光周期[二]《中国日报》普通硅酸盐水泥（OPC）和掺20%粉煤灰的抗硫酸盐水泥（SRC）百分之十百分之五1年[3]第一章高炉矿渣在混凝土中的部分水泥替代材料百分之五百分之五497天[4]美国用硬硼钙石和重晶石部分取代细骨料，用玉米秸秆部分取代水泥的混凝土，百分之五180天小麦秸秆和向日葵秸秆灰。[16个]含高炉矿渣、硅灰和粉煤灰的OPC1%、2.5%和4%百分之五4年[20个]含有RHA作为水泥替代物的百分之五百分之五180天[21日]密度为1000至1500 kg/m3的百分之五1年[25日]粉煤灰+底灰+矿渣OPC砂浆百分之十360天[27日]掺建筑石材废料0.15、0.90和1.35125天[28日]连续浸水和干湿循环条件下水灰比为0.35和0.45的混凝土百分之五百分之三点五150天[29日]含未处理粉煤灰（PFA）的OPC砂浆百分之五504天[30个]采用粉煤灰（FA）替代OPC制备自密实混凝土（SCC），百分之十400天炉渣（GBFS）、石灰石粉（LP）、玄武岩粉（BP）和大理石粉（MP）[三十一]混凝土在碳化和单一表面硫酸盐侵蚀百分之十360天[32个]砂浆与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）百分之五28天[33个]干湿循环作用下百分之五180天[34个]稻壳灰在混凝土中部分替代OPC的研究5%和10%28天S.A. 曼吉 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 22（2019）515517表2上一篇：关于煤炭底灰的主要发现参考文献方法建议受益结果[八]《中国日报》10，20 30%原始和接地百分之二十良好的强度研磨过程是必要的，以将原始CBA转化为火山灰CBA替代OPC表演材料强度在初始年龄没有增加，但观察到11%90天时[9]地面CBA在5，10，15，20 20%百分之十抗压和抗折火山灰反应没有在早期开始，因为强度不是1：3水泥置换强度增加10%，增加至28日56天[35]第三十五届10%、20%和30%水泥百分之十13%抗压强度CBA混凝土在没有硅灰的情况下强度较低，但由于添加了5%二氧化硅第28天硅灰，即使在早期也具有良好的强度性能。烟气[三十六]10%、20%和30%水泥百分之十14%抗压强度火山灰反应在前28天未开始但力量是水泥砂浆置换在56天内增加。56天后明显升高含有CBA的混凝土还提供良好的[38个]一比三20%和40%骨水泥置换，百分之二十强度未增加耐久性能方面的抗酸（H2SO4）的攻击。将CCBA研磨不同的研磨时间（4、15、30和45 min）燃煤底灰（CCBA）28日[39]第三十九章粉煤灰（10 - 25%）;底灰（10&百分之十减少氯化物研究发现，水泥粉CBA是一种新型的长效补充固井剂25%）作为SP 1混凝土迁移混凝土建筑材料。至1.3%[第四十届]粉煤灰（25 33%）;底灰（25&–两者都提供了FA和CBA降低了混凝土的和易性33%）作为骨水泥替代品抗FA和CBA表现出相当的抗压强度性能，环境行动给出了相似的氯化物扩散系数和抗碳化性[41]流化床燃烧（FBC）–足够的强度研究了非水泥、部分水泥和对照混凝土的3种混合物PCC粉煤灰比例为3：1长期以来的业绩非水泥和部分水泥混凝土term在早龄期观察到比对照混凝土但在90和180天其强度高于对照。建议采用粉煤灰替代普通硅酸盐水泥。因此，在这项研究中，10%的普通硅酸盐水泥取代地面CBA已被提名。此外，还考虑了将含CBA和不含CBA的混凝土在5%Na2SO4和5%NaCl溶液中短期浸泡90天，以评估重量变化、抗压强度变化和损伤程度。此外，粉碎混凝土样品进一步调查，通过先进的扫描电子显微镜分析技术，以支持实验结果。2. 材料和方法2.1. 材料在本研究中，使用了Tasek品牌的普通硅酸盐水泥（OPC），其符合马来西亚标准MS 522和BS EN 196-1的要求[43]。煤底灰（CBA）收集自马来西亚雪兰莪州的Sultan Salahuddin Abdul Aziz发电站。肉眼观察到，原始CBA大部分是较粗的，本质上是多孔的，并且在外观上像火山物质，如图所示。1.一、CBA的SEM图像，如图所示。 2、表明它具有不规则、尖锐、球形和多孔颗粒及混合物多纹理。将收集的CBA在烘箱中在110 ± 5 °C的温度下干燥24小时，之后将其在洛杉矶机器中研磨2小时的时间段，在通过300微米筛之后，将其在球磨机研磨机中进一步研磨20小时的时间段，以得到更细的颗粒，如波特兰水泥。化学性质表明，CBA主要由SiO2 + Al 2O3 + Fe 2O3组成，其含量之和大于70%，按ASTM标准属于F级灰C618[44]. CBA和OPC的化学和物理性质分别在表3和4中提供。2.2. 配合比制备两种类型的混凝土混合物;第一混合物与100%普通硅酸盐水泥（OPC）混合，第二混合物与90%OPC和10%煤底灰（CBA）混合。使细骨料（砂）通过4.75 mm筛，并使用标称最大尺寸为10 mm的粗骨料。混凝土配合比采用ACI Mix法，材料用量计算见表5。Fig. 1. 原始煤底灰。图二、煤底灰的SEM图像518S.A. Mangi等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）515表3OPC和CBA的化学组成。氧化物（%）的sio2了al2o3Fe2 O3曹MgO所以3的tio2LOIOPC20.613.953.4663.951.933.620.202.18CBA52.5017.658.304.720.580.842.174.01表4OPC和CBA的物理性质性能OPC CBA表6标本的细节样本详细信息固化时间沉浸在粒度范围（mm）3.81-21.154.03-47.78比表面积（cm2/g）4870.813835.75比重（g/cm3）3.102.41水泥浆体100% OPC90% OPC + 10% CBA标准用水量3032稠度（%）初凝时间（分钟）90110最终凝固时间（分钟）2702802.3. 浇注和固化制备了尺寸为100 mm的混凝土立方体，并测定了其抗压强度。共制备了54个试件，其中27个为对照混合物，27个为含10%CBA的混凝土作为部分水泥替代物。混凝土立方体脱模后，24小时的铸造，然后所有的标本浸泡在水箱中的时间为28天，以获得设计/目标强度。然后将M1和M2各9个试件分别在5%Na2SO4和5%NaCl溶液中移动，其余试件在水中分别养护28、56和90天。将样本浸入三种不同的暴露条件下;如图3所示，浸入水中、5% Na2 SO4和5% NaCl溶液中，样本详情见表6。3. 结果和讨论3.1. 加工性根据ASTM C143[45]，采用坍落度筒法评价混凝土的和易性。测量了金属锥顶与混凝土锥顶之间的距离混凝土混合物M1（对照混合物）和M2（含有10%研磨CBA的混凝土）在表7中提供。结果表明，与对照混合物相比，在混凝土中含有10%的煤底灰时，坍落度减少了10%。和易性的降低是由于混凝土中存在CBA，其吸收了混合物中的额外水，这也被Khan Ganesh证实[36]。3.2. 重量变化在硫酸钠和氯化钠条件下暴露之前和之后，对混凝土试样进行称重。在28、56和90天的养护下，对照混合物（M1）、含有10%研磨CBA的混凝土（M2）的重量变化结果见图11。 四、据观察，这两种类型的表7混凝土的工作性混凝土拌合物坍落度值（mm）备注对照混合物（M1）56混合10% CBA（M2）50 10%还原混凝土的可加工性 详细的工作性结果，表5混凝土配合比设计（kg/m3）。描述符号%重复性水泥CBA细骨料粗骨料水控制混合混凝土M104400805828220混凝土与CBAM2百分之十39644805828220图三.用于不同暴露条件的固化罐。（天）水5%Na2SO4百分之五NaCl对照混合物（M1）283335633390333含10%的28333CBA（M2）5633390333小计181818的标本54S.A. 曼吉 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 22（2019）515519见图4。 硫酸盐和氯化物暴露下混凝土重量的变化。混凝土在正常的水养护中不改变其重量怎么-在5%Na2SO4和5%NaCl溶液中，所有混合物的重量均发生显著变化。在56天时，在Na2SO4下观察到M1的增重最高，这表明，含有研磨CBA的混凝土降低了盐的渗透性，并且与对照混合物相比记录了较低的值。Xu等人也同意，[46]掺30%粉煤灰高强混凝土在10%Na2SO4溶液中浸泡后，由于水化产物增多，硫酸根离子和反应产物钙矾石、石膏含量增加，试件重量增加。这表明，CBA的存在可以减少混凝土（M2）的水化过程，降低混凝土中盐的渗透性，从而减少M2混凝土的增重。它确保了在混凝土中添加辅助胶凝材料可以降低侵蚀性盐溶液的渗透性[47，48]因此，在5% Na2- SO4和5% NaCl条件下，CBA混凝土的综合性能是足够的。3.3. 抗压强度表8中提供了含和不含CBA的混凝土的抗压强度结果，并在图中以图形方式显示。 五、在水养护条件下，M2（43.5MPa）的抗压强度在28天前低于M1（46.8MPa）但在后期，M2的抗压强度在56天和90天时分别比M1高出4.7%和11.32%。据观察，火山灰反应，由于存在地面CBA发生后56天，并不断增加与混凝土的年龄。除此之外，在5%硫酸钠（Na2SO4）暴露条件下，图5显示，发现含研磨CBA的混凝土（M2）和不含CBA的混凝土（M1）在28天和90天的龄期的性能相当据观察，短期暴露条件下，硫酸钠溶液对含和不含CBA的混凝土没有任何显著影响图五、在硫酸盐和氯化物暴露下，不同养护龄期下有和没有CBA的混凝土的抗压强度选择。Demir等人也报告了类似的发现[25]他们研究了在Na2SO4溶液中，用粉煤灰、底灰和高炉矿渣作为部分水泥替代物的OPC砂浆，暴露时间长达360天，他们宣布，在Na2SO4溶液中暴露360天的混合水泥砂浆的抗压强度比OPC砂浆高2%左右Akoz[49]还提到，较低比例的Na2 SO4（0.27-此外，早期已知Na2SO4反应的机理是硫酸根离子在混凝土孔隙中扩散，水泥水化和硫酸根离子之间可能发生化学反应，Na2 SO4与Ca（OH）2和单硫酸根反应，在混凝土孔隙中形成石膏和钙矾石（结晶针）[49，50]。虽然钙矾石的形成对长期不利，但由于CBA的加入，混凝土的孔径减小，可以减少钙矾石的形成此外，在M2混凝土的强度发展被认为是缓慢的5%氯化钠（NaCl）暴露条件下相比，M1混凝土。在含有5% RHA的混凝土中，在5% Na2SO4溶液中也发现了类似的强度发展问题[34]。然而，孔径分布在硬化混凝土中非常重要，并且由于氯离子的存在，其受到影响[51]。氯铝酸盐在氯化物溶液中产生，并通过脱钙作用发生劣化，在后期更加明显[52，53]。NaCl的去钙化作用、多孔C-S-H凝胶的形成和氢氧化钙的浸出发生在混凝土中[34]。氢氧化钙（Ca（OH）2）的浸出现象在混凝土中是值得重视的，但由于添加了含有无定形二氧化硅的研磨CBA，与水泥水化形成的Ca（OH）2反应，从而减少了存在于混凝土中的总Ca（OH）2。因此，氯化物的存在影响了水化过程中的孔隙尺寸和氯化物扰动，最终影响了混凝土的物理外观。考虑到氯离子对混凝土的影响，通过试验结果观察到，M1（控制配合比）混凝土在5%NaCl溶液中，表8抗压强度（MPa）试验结果。曝光条件水5%硫酸钠5%的NaCl固化（天）M1M2M1M2M1M22846.8（2.05）43.5（2.18）45.5（1.94）45.2（0.76）49.8（2.85）42.1（5.01）5650.8（2.35）53.2（2.25）49.1（1.81）57.2（3.03）51.0（0.75）46.9（5.20）9052.1（1.30）58.0（1.93）51.0（2.45）58.1（0.84）50.9（1.31）47.4（2.25）括号中的值表示三个样本的标准偏差。520S.A. Mangi等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）515¼ --一种M1在暴露期90天后强度下降。然而，发现M2（CBA混凝土）的性能低于M1，但在M2中注意到强度的持续增长。因此，以前认为火山灰反应消耗氢氧化钙，使混凝土更致密，而硫酸盐侵蚀的产物钙矾石难以形成[51，54，56]。而煤底灰（CBA）中氧化钙的含量较少，这是因为它可以减轻硫酸盐侵蚀。因此，它是实验发现，混凝土含有CBA提供了足够的抗压强度，并发现不受影响下Na2SO4溶液。但在5%NaCl溶液中，其火山灰反应变慢，需要较长时间才能恢复。3.4. 抗压强度在这项研究中，抗压强度的变化，通过M2（混凝土与地面CBA）的强度比较，参考M1（混凝土没有地面CBA）在不同的暴露条件下，在28，56和90天的年龄。试验结果表明，掺细粉CBA的混凝土在28天早期抗压强度没有增加，但在56天和90天抗压强度显著增加，但在NaCl暴露条件下除外。在水和Na2SO4溶液中观察到CBA混凝土的优越性能.在水和Na2SO4暴露条件下，90天的强度比对照混合料分别提高了11.32%和13.92%。随后，在5%NaCl溶液中的强度变化的减少，注意到在混凝土中含有CBA。含CBA的混凝土在硫酸钠和氯化钠暴露下不同养护龄期抗压强度变化百分比的结果分析如图所示。 六、3.5. 损伤程度损伤度可以定义为混凝土劣化的标志，根据损伤度的定义，使用以下公式计算损伤度，该公式先前由Niu[57]获得：见图7。含CBA的混凝土在硫酸盐和氯离子暴露下不同养护龄期的损伤程度。变成硫酸盐和氯化物溶液。通过上述公式评估了暴露于硫酸盐和氯化物条件下的含和不含CBA的混凝土损坏程度。结果如图7所示。结果表明，在所有条件下，在对照混合物（M1）中观察到较高程度的损坏。除此之外，与对照混合物（M1）相比，含有研磨CBA的混凝土（M2）具有较小程度的损坏。Ming等人也同意，[33]损伤程度的增加使混凝土结构的承载力降低，损伤达到一定程度后，混凝土结构将完全破坏。而M1混凝土在NaCl、Na 2SO4和水的作用下，其抗压强度分别为-0.14、-0.15和-0.17。M2混凝土在NaCl、Na 2SO4和水的作用下，其抗压强度值分别为-0.21、-0.48和-0.48。因此，在这里，它被指定为损伤程度越低，混凝土的强度和耐久性越高3.6. 扫描电子显微镜混凝土的扫描电镜分析第1个riroð1Þ在水、5%硫酸钠（Na2SO4）和5%氯化钠（NaCl）暴露条件下，其中Di为一定浸泡时间后的损伤程度;ri为一定浸泡时间后混凝土的抗压强度;ro为混凝土的初始抗压强度。在本研究中，ro值代表了M1和M2在28天龄期时的抗压强度值，即在移动之前见图6。含CBA的混凝土在硫酸盐和氯化物暴露下不同养护龄期抗压强度的变化。总年龄为56天，在马来西亚敦胡先翁大学环境分析实验室（UTHM）进行，见图8。水环境下含CBA的混凝土。S.A. 曼吉 et 其他/工程 科学和 技术，国际期刊 22（2019）515521图9.第九条。在5%Na2SO4溶液中加入CBA的混凝土见图10。 含CBA的混凝土在5%NaCl溶液中。图像在图1A和1B中示出。如图8-10所示，可以清楚地观察到火山灰反应在56天时开始，并且注意到氢氧化钙和CBA之间的反应形成良好形状的C-S-H。在掺细粉CBA的混凝土中也发现了C-S-H凝胶的形成当暴露在Na2 SO4溶液中时，在混凝土中形成少量钙矾石（白色针状晶体），其可部分填充混凝土中的空隙并导致强度发展[34，55]。同样地，在NaCl溶液下的CBA混凝土中也注意到C-S-H的形成，但是这里注意到裂缝发展的迹象，这是抗压强度降低的重要情况4. 结论通过实验研究，可以得出以下结论：i. 本研究表明了煤底灰部分替代普通硅酸盐水泥的潜力在正常和腐蚀性环境下的混凝土中。ii. 据观察，有和没有CBA的混凝土不改变其重量在正常的水养护。然而，当它们暴露于5%Na2SO4和5%NaCl溶液中时，在所有混合物中观察到显著的重量变化。在对照组中观察到最高的增重混合（M1）。然而，CBA在混凝土（M2）中的存在可以减少水化过程，降低盐的渗透性，因此在M2中观察到较少的重量增加。iii. 在水养护条件下，掺CBA的M2混凝土的强度性能低于不掺CBA的M1混凝土在28天的早期。结果表明，火山灰反应尚未开始，但在后期，M2的抗压强度在56天和90天时分别比M1iv. 在5%硫酸钠（Na2SO4）作用下，含CBA的混凝土（M2）和不含CBA的混凝土（M1）的性能Na2SO4溶液短期暴露对CBA和未CBA的混凝土无明显影响v. 在5%氯化钠溶液中，M1混凝土（不含CBA的混凝土）的强度在56天内缓慢增加然而，发现M2（含CBA的混凝土）的性能低于M1，但在M2中注意到强度的持续增长。vi. CBA部分替代水泥对混凝土的强度性能无不利影响然而，它在正常水以及硫酸盐和氯化物暴露条件下具有足够的强度性能vii. 用工业废料（如CBA）替代普通水泥的可能性提供了技术和环境效益，这在当前的可持续发展形势下至关重要。因此，建议将地面CBA作为火山灰质材料，并建议未来的研究需要扩展其在硫酸盐和氯化物以及海水暴露的综合影响下的长期强度和耐久性性能的研究范围。致谢作者衷心感谢马来西亚敦胡先翁大学（UTHM）研究管理中心（RMC）在资助Tier-1 Vot No. U838下提供的主要财务支持，作者还感谢巴基斯坦贾姆肖罗Meh- ran工程技术大学在FDP奖学金No.MUET/PD/211，29-11-2016方面的支持。引用[1] P. Kumar Mehta，R.W.张文龙，建筑结构耐久性研究，中国土木工程学会，2001年第7期，第437-443页。[2] K.J. 在，Y.R.姜世豪Jung，M.K.Lee，S.W.Yoo，B. H.哦，混凝土在氯化物和硫酸盐混合暴露条件下的耐久性，关键工程材料。711（2016年9月）319-326。[3] M. Maes，N. De Belie，混凝土和砂浆抗氯化物和硫酸钠联合侵蚀的能力，Cem。混凝土成分53（2014年10月）59-72。[4] O. Aksogelan ，H. Binici，E. Ortlek，用硬硼钙石和重晶石部分取代细骨料和用玉米秸秆、小麦秸秆和向日葵秸秆灰部分取代水泥制成的混凝土的耐久性，Constr.Build. Mater. 106（2016年3月）253-263。[5] X.- Y. Wang，K.- B.高掺量粉煤灰混凝土抗压强度发展分析，工程应用。Build.Mater. 98（2015）810- 819。[6] B. Balakrishnan，A.S.M.A. Awal，含有大量马来西亚粉煤灰的混凝土的耐久性特性，Int. J. Res. Eng. Technol. 03（04）（2014）529- 533。[7] C.H.黄世基Lin，C.S.张宏俊，陈宏俊，高掺量F级粉煤灰混凝土配合比与力学性能之研究，土木工程。Build. Mater. 46（2013）71-78。[8] C.贾图拉皮塔库尔河陈晓，底灰作为火山灰材料的开发，J。Mater. Civ. Eng.15（February）（2003）48-53.522S.A. Mangi等人/工程科学与技术，国际期刊22（2019）515[9] H. 库拉马湾 煤燃烧底灰在混凝土混合料中的应用。Build. Mater. 22（ 9）（2008）1922-1928。[10] S.A. Mangi等人，甘蔗渣灰在混凝土中部分替代水泥的应用。序列号：Mater. Sci.Eng. 卷 271（1）（2017）。[11] A.巴胡鲁湾Wani，文学硕士巴西特湾Santhanam，甘蔗渣灰的火山灰性能的评估，J.Mater. Civ. Eng.28（2001）（2015）04015095。[12] ASMA Awal，I.A. Shehu，包含高体积棕榈油燃料灰的混凝土的水化热的评估，燃料105（2013）728-731。[13] A.S. M Abdul Awal，M.胡华，棕榈油燃料灰在控制混凝土水化热中的作用。Eng. 14（2011）2650-2657。[14] M. Safiuddin，M.A. M.Z.萨拉姆Jumaat，“包括棕榈油燃料灰在内的高强度自固结混凝土的不同硬化性能之间的相关性，Mater。Comput. Mech. Pts（2012）.1-3，117-119，pp. 1215- 1222。[15] M.F. Nuruddin，S.A. Qazi，A. Kusbiantoro，N. Shafiq，废弃材料在地质聚合物混凝土中的利用，Proc. Inst. Civ.工程-施工Mater. 164（6）（2011）315-327。[16] H.A. F Dehwah，硫酸盐浓度和相关阳离子类型对水泥水合物中混凝土劣化和形态变化的影响，Constr. Build. Mater. 21（1）（2007年1月）29-39。[17] M.D. 科恩湾马瑟，硫酸盐侵蚀混凝土：研究需要，ACI材料。 J. 88（1）（1991）62-69。[18] M.I.汗河，巴西-地徐志华，混凝土中硅灰的应用：耐久性性能的评价，北京：材料科学出版社，2004。保存。循环使用57（2011）30-35。[19] O.A. Hodhod ， G.Salama ， Developing an ANN model to simulate ASTMC1012-95 test considering different cement types and different pozzolanicadditives，HBRC J. 9（1）（2013）1-14.[20] S.J. Dewi ，P.J. Ramadhansyah ，A.H. Norhidayah，A.A.M. Maniruzzaman ，M.R. C.W.海宁陈志华，水泥混凝土的抗渗性能研究，硕士论文。554（2014）106-110。[21] G. Indu Siva Ranjani，K.泡沫混凝土在硫酸盐环境下的性能，Cem。混凝土成分34（7）（2012）825-834。[22] W.G.姬湾马瑟，“硫酸盐攻击”，还是？Cem Concr.Res.29（5）（1999）789-791。[23] H. Biricik，F. Aköz，F.蒂尔克岛黄文，含麦草灰砂浆的抗硫酸镁和硫酸钠侵蚀性能，中国水泥工业出版社。浓缩液30（8）（2000）1189-1197。[24] A. M. Diab，H.E. Elyamany，A.E.M. Abd Elmoaty，A.H.张文龙，基于神经网络的混凝土抗压强度预测方法，北京：机械工程出版社。 J. 53（3）（2014）627-642。[25] I_. Demir，S.Güzelkücük，德国硫 酸 盐对水泥砂浆的 影响杂合火山灰取代，Eng. Sci.Technol. an Int. J. 21（3）（2018）275283.[26] E. Aydin，用于可持续建筑的新型煤底灰废弃物复合材料，Constr. Build. Mater.124（2016）582-588。[27] E. Sancak，S，. Özkan，硫酸钠对用建筑石材废料生产的水泥的影响，J. Mater。2015（2015）1-12.[28] Z. Jin，W.太阳，Y。张俊江，混凝土在硫酸盐及氯离子溶液中之破坏，桂宣仁学报/中华民国水利工程研究所。中国陶瓷Soc. 34（5）（2006）。[29] 丹吉Snelson，J.M. Kinuthia，含未加工粉煤灰（PFA）的砂浆对硫酸盐侵蚀的抵抗力，Cem。浓缩液合成物32（7）（Aug.2010）523-531。[30] M.乌伊萨尔湾张文忠，不同矿物掺合料自密实混凝土的性能，工程应用。Build.Mater. 25（11）（Nov.2011）4112- 4120。[31] F. Li，C. Li，S. Zhao，C.施，混凝土碳化和硫酸盐侵蚀交替作用下的劣化，Res. J.Appl. Sci.工程技术6（20）（11月2013）3736-3740。[32] N. Kazi Tani，A.S. Benosman，Y. Senhadji，H.泰比湾Mouli，M. Belbachir，硫酸钠侵蚀介质中PET砂浆复合材料力学性能的预测模型，MATEC Web Conf. 149（Feb. 2018）01051.[33] P.J. Ramadhansyah ，M.Z.M. Salwa ，A.W. Mahyun ， B.H. Abu Bakar ，硕 士MegatJohari，C.W. Che Norazman，在氯化钠下含有稻壳灰的混凝土经受润湿和干燥的性质，Proc.Eng.50（2012）305-313。[34] A.E. Abalaka，A.D. Babalaga，氯化钠溶液对含稻壳灰混凝土抗压强度发展的 影响 ，ATBU J. Environ。1（2011）33-40。[35] A. Chaipanich，W.王桂，硅酸盐水泥、底灰和硅灰的三元混合物：砂浆的抗压强度和相表征，清迈J。Sci. 清迈J.Sci. 41（412）（2014）424-434。[36] R.A.汗，A.杨文，煤底灰对混凝土力学性能和耐久性的影响，北京：建筑材料研究院。Mater. Struct.3（2016）31-42.[37] M. Cheriaf，J.C. Rocha，J. Péra，煤粉燃烧底灰的火山灰性质，Cem. 浓缩液Res.29（9）（1999）1387-1391。[38] D. Bajare湾布马尼斯湖Upeniece，燃煤底灰作为传统混凝土的火山灰性质的微填料，Proc. Eng. 57（2013）149- 158。[39] C. Argiz，A. Moragues，E. Menéndez，使用磨碎的炉底灰作为暴露于氯化物环境的混凝土中的水泥成分，J. Clean。Prod. 170（2018年1月）25-33。[40] I.M. Martins，A. Gonçalves，含煤底灰混凝土的耐久性和强度特性，国际。RILEM会议Mater. Sci. 283（9）（2010）6-10。[41] N. Ghafoori，M. Najimi，冲击压实非水泥混凝土和振动浇筑非水泥/部分水泥混凝土，含流化床和煤粉燃烧残渣，J. Mater. Civ. Eng. 27（7）（Jul.2 0 1 5 ）B4014003。[42] Y. Zhou， H.蒂安湖，澳-地Sui，F. Xing，中国北方的一个新发现。韩，硫酸盐环境中混凝土强度劣化：试验研究和理论模型，Adv. Mater. Sci. Eng. 2015（2015）1-13.[43] B.标准，BS EN 196-1：测试水泥的方法-强度测定，2005年。[44] ASTM，《粉煤灰和未加工或煅烧天然火山灰的使用标准规范》，2010年。[45]ASTM C143/C143 M，水硬性水泥混凝土坍落度的标准试验方法，ASTM C143（1）（2015）1-4。[46] H. Xu，Y.赵湖，加-地崔湾，澳-地徐，高性能混凝土受压抗硫酸盐侵蚀性能研究，浙江大学学报。 A 14（7）（2013）459- 468。[47]