海洋潮汐环境下混凝土碳化行为模拟试验研究

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1、铁道建筑2014年第1期RailwayEngineering125文章编号：1003—1995(2014)ol一0125—04海洋潮汐环境下混凝土碳化行为模拟试验研究徐文冰，邓波，王婵，房艳伟，占文(1．中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉430040；2．长大桥梁建设施工技术交通行业重点实验室，湖北武汉430040)摘要：混凝土的抗碳化性能是混凝土耐久性的重要指标。在海洋潮汐环境下的干湿循环条件直接影响混凝土内部的孔结构，进而影响混凝土的碳化行为。本文模拟海工工程中的海洋潮汐环境，研究不同配合比混凝土在干湿循环条件下的碳化行为，并探究其作用机理

2、。研究结果表明：干湿循环条件加速了混凝土的碳化过程，但粉煤灰和矿粉的掺入可降低干湿循环对混凝土抗碳化性能的影响。关键词：干湿循环碳化行为孔结构矿物掺合料中图分类号：TU528．57文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2014．01．36海洋混凝土工程极易受到海洋自然环境的影响，土碳化行为的影响机理。试验设计4组不同的混凝土如海洋生物、海洋腐蚀介质、海洋潮汐循环等，其中海配合比，分析不同的矿物掺合料组成及掺量在干湿循洋潮汐环境造成的干湿循环对混凝土耐久性的影响显环条件下对混凝土碳化行为的影响，并采用孔结构分著，尤其是高浓

3、氯盐环境下的海洋潮汐作用对混凝土析和微观形貌分析对其影响碳化过程的机理进行性能的影响更为明显。大量研究表明，干湿循环探讨。条件对混凝土内部的氯离子侵蚀和硫酸盐侵蚀均有显著影响。袁晓露等认为干湿循环易使混凝土内部1试验产生裂缝，加剧混凝土的硫酸盐侵蚀。丁平华等的研究表明干湿循环加速了自由氯离子在混凝土内部的1．1试验原材料积累，降低了混凝土的抗氯离子渗透性能。试验所用水泥为安徽海螺P．Ⅱ42．5水泥，粉煤混凝土在干湿循环条件下的氯离子侵蚀和硫酸盐灰为厦门嵩屿电厂粉煤灰，矿粉为泉州国道建材有限侵蚀已有了较为完善的研究，而对干湿循环条件下的公司的$95矿粉，其

4、化学成分见表1。试验所用集料混凝土碳化性能研究较少。本文在实验室利用混凝土分别为漳州龙海的河砂和玉峰采石场的凝灰质碎石，加速碳化试验箱和水槽组成干湿循环系统，模拟海洋减水剂为武汉港湾新材料公司生产的LN—SP型聚羧潮汐环境下的混凝土碳化过程，探究干湿循环对混凝酸高效减水剂，减水率为29．1％。表1试验用原材料化学成分％1．2试验配合比灰、单掺20％矿粉和复掺20％粉煤灰+20％矿粉，通试验所用的混凝土配合比及工作性能如表2所过调整外加剂掺量使得各组混凝土具有相同或相近的示。混凝土水灰比固定为0．36，并分别单掺20％粉煤工作性能，研究不同配比混凝土在干湿

5、循环条件下的碳化行为。收稿日期：2013—05-20；修回日期：2013—10—251．3试验步骤与测试方法作者简介：徐文冰(1985一)，男，湖北武汉人，工程师，硕士。混凝土碳化性能测试参考《普通混凝土长期性能126铁道建筑January，2014和耐久性能试验方法》(GB／T50082-2009)进行，混凝土拌合后成型100mmx100mmx100mm的立方体试块，在温度(20±3)℃，相对湿度≥90％条件下养护26d，并置于60℃的烘箱里干燥48h后取出。混凝土g试块进行碳化前使用环氧树脂进行密封(保留2个相对暴露面，密封其余4个面)，并将模拟试块

6、置于加速繇碳化试验箱(温度(20±3)℃、相对湿度(70±5)％、CO浓度(20±3)％)中的水槽内，水槽内水深约为试块高度的一半，试块暴露面为上下相对的表面，并且每隔24h将试块取出擦干后翻转继续碳化，每24h视为一次干湿循环。同时在碳化箱中放置不进行干湿循环的标准对比试块(标准加速碳化条件下养护)。混凝土碳化深度测试分别在干湿循环碳化7d和28d进行，测试方法为酚酞指示剂法，即在碳化7d和28d将宣试块从碳化箱中取出擦干，在压力机上劈裂后将1％隧的酚酞酒精溶液喷至断面，测试其碳化深度。混凝土谨孑L结构分析试样取白经过28d碳化后?昆凝土试块内部的未碳

7、化部分，使用AutoPore1V9500压汞仪测试在干湿循环条件下混凝土未碳化部位的孑L隙结构分布，并使用扫描电镜观察混凝土内部的微观形貌。根据孑L结构和形貌分析结果，结合测试的混凝土碳化深度对图1不同条件下的混凝土碳化深度对比其影响碳化机理进行探讨。入掺合料显著增加了混凝土的碳化深度，原因是掺人2结果与分析的掺合料进行二次水化反应减少了混凝土内部的可碳化物质数量，加速了混凝土的碳化过程。2．2孔结构分析2．1碳化结果分析为了研究不同碳化条件下混凝土内部的碳化机干湿循环条件下与标准加速碳化条件(以下简称为标准条件)下混凝土的碳化深度测试结果见图1。理，针

8、对复掺粉煤灰和矿粉的C4试样与未掺加掺合料的c1试样，分别对其在标准条件和干湿循