大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能研究

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1、第41卷第6期人民长江Vo1．41．No．62010年3月YangtzeRiverMar．．2010文章编号：1001—4179(2010)06—0074—04大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能研究张小艳，许建民2，杜应吉(1．西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100；2．杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100)摘要：采用快速碳化试验方法研究了粉煤灰超量取代水泥量分别为0、20％、40％、60％、80％的粉煤灰混凝土在不同水胶比情况下的碳化性能。试验研究表明：粉煤灰掺量和水胶比是大掺量粉煤灰混凝土抗碳化的重要因素，其中水胶比是关键因素。在保证低水胶比的情况下，大掺量粉煤灰混凝

2、土的抗碳化性能可以满足工程要求；大掺量粉煤灰混凝土的碳化深度随龄期的延长而增加。关键词：粉煤灰掺量；水胶比；抗碳化性能；碳化深度中图分类号：TV42．3文献标识码：A混凝土是当今世界上最主要的建筑材料，我国是凝土的碳化性能。目前混凝土用量最大的国家。然而，国内外众多实例1混凝土的碳化机理表明，混凝土材料并不像期望的那样耐久，很多工程未达到设计寿命就出现耐久性劣化的现象，发生严重的混凝土的碳化是指：水泥石中的水化产物与环境工程事故，造成巨大的社会和经济损失¨J。混凝土的中的CO相互作用，生成碳酸盐或其他物质，降低pH强度和耐久性是混凝土结构质量的两个重要因素，混值，改变混凝土内部组成结构，

3、影响混凝土性能的一个凝土的耐久性劣化主要由两方面原因造成：①混凝土复杂的物理化学过程。混凝土是一个多孔体，在其内的劣化，包括热处理，化学和生物反应对性能的影响；部存在大小不同的毛细管、空隙、气泡，甚至缺陷。形②钢筋的锈蚀，混凝土的抗碳化性能是混凝土耐久性成了一个含固相、液相和气相的非均匀体。碳化是一的重要组成部分J。特别是对于钢筋混凝土，其碳化个由表及里，缓慢向内部发展的过程，所以碳化反应是最不利的影响就是使碱度降低，并使钢筋的钝化膜遭呈阶梯状进行的。混凝土的碳化可以用下列化学方程到破坏而引起钢筋锈蚀，最终导致结构破坏。式表示；用粉煤灰部分代替水泥，不仅降低了工程造价，而Ca(OH)2+

4、CO2_÷CaC03+H2O且改善和提高了混凝土的性能，也可节约水泥和处理C—S—H+CO2—}CaC03+H2O电厂废弃物，是高性能混凝土的理想掺和料。中国从理论上说，未碳化混凝土的pH值约为12．5，完是世界上最丰富的煤资源国家之一，火力发电是我国全碳化的混凝土的pH值为7，而7≤pH≤12．5的为部发电厂的主体，随着经济的发展，粉煤灰的排放量，利分碳化区。用量，利用率在同步增长。但目前对粉煤灰掺加到}昆影响混凝土碳化的因素有：①外界环境CO的浓凝土后对其抗碳化性能的影响争议颇多，有些试验结度。环境中的CO浓度越高，碳化越严重。②环境的论则是截然相反的，这对工程中大量使用粉煤灰有很湿

5、度。环境的湿度对混凝土的碳化影响很大，当相对大影响J。本文针对目前大掺量粉煤灰混凝土的研湿度为55％时，碳化收缩达到最大值。③内部的化究现状，采用快速碳化方法，试验分析大掺量粉煤灰混学因素。水泥石中ca(OH)数量越多，它与CO反收稿日期：2009—9—22基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重点项目(2006BAD11B03)作者简介：张小艳，女，硕士研究生，主要从事水工混凝土材料耐久性研究。E—mail：zhangxlaoyan198492@163．com通讯作者：杜应吉，男，教授，博士，主要从事水工材料耐久性研究。E—mail：dyj@nwsuaf．edu．cn第6期张小艳，等：大

6、掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能研究75应的数量也将越多，但碳化深度则越小。④混凝土的出然后在(60±2)oC温度下烘48h。试验在快速碳化孔结构。混凝土越密实，混凝土中的孔越细小，其抗碳试验箱中进行，箱内的二氧化碳浓度保持在化能力也越强。各因素问相互作用，相互制约，而且各(20±3)％。在整个试验期间可用去湿装置或放人硅因素又具有高度不确定性即随机性难以截然分胶，使箱内的相对湿度控制在(70±5)％的范围内。开一。碳化试验应在(20-4-5)℃的温度下进行。碳化至3、7、14d和28d时，取出试件，将棱柱体试件在压力试验2碳化试验机上用劈裂法从一端开始破型，将切下试件刷去断面2．1试验材料

7、上的粉末，随即喷上(或滴上)1％酚酞乙醇溶液。经30S后，测量试验数据，碳化深度测量精确至1mm。(1)水泥。宁夏“赛马”P．O42．5水泥(见表1)。(2)粉煤灰。采用I级粉煤灰(见表2)，宁夏大3试验结果及分析讨论坝电厂生产。(3)砂。宁夏中砂，细度模数2．8，砂率为38％。3．1水泥用量与碳化的关系(4)石。宁夏银川镇北堡碎石。粒径5～10mm由图1可以看出，在水泥用量相等的情况下，粉煤占45％，10～20mm占55％。灰掺量