再生高性能混凝土抗碳化性能试验探究

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1、再生高性能混凝土抗碳化性能试验探究　　摘要：抗碳化性能是衡量再生高性能混凝土耐久性的一项重要指标。本文设计一正交试验，研究水胶比、矿物掺合料、再生粗细骨料取代率以及应力水平对再生混凝土碳化深度的影响规律。试验结果表明：（1）再生混凝土的水胶比以及粗骨料的取代率对混凝土的碳化深度影响很大。（2）再生混凝土的碳化深度和碳化时间的平方根基本成一直线关系。（3）再生混凝土在拉应力状态下其碳化深度会随着应力的增大而增大。关键词：高性能混凝土；抗碳化性能；水胶比；粉煤灰；矿渣1.引言5混凝土结构是建筑工程中最常见的结构形式，在结构使用寿命期间内，由于受到环境和

2、荷载的双重作用，引起结构的老化、腐蚀，从而导致结构性能的降低，因此建筑工程结构的耐久性问题已引起工程界和学术界关注。再生混凝土的微观结构由于再生骨料的加入而变得比普通混凝土更为复杂。在再生混凝土中至少存在两种界面：再生粗骨料中天然骨料和附着老砂浆之间的界面、再生粗骨料的老砂浆与新砂浆之间的界面。这种复杂的微观结构给分析再生混凝土的耐久性带来了困难。关于再生混凝土抗碳化性能国内外已有不少学者作了初步探讨[1-2]，但他们研究结果可比性较差，还存在不一致、甚至相互矛盾的结论，并且未考虑应力状态的影响，而在外加应力作用下产生的微观裂纹使得CO2在再生混凝

3、土中扩散的渠道增多加速了CO2的扩散。因此，为研究裂缝的影响，开展拉应力状态下再生混凝土的抗碳化性能研究很有必要[3-5]。2.试验原材料及主要设备2.1试验原材料废弃混凝土样品取自某检测中心提供的废弃混凝土试块（原始强度等级为C40，粗骨料为卵石），试验前再生骨料采用高温强化。粉煤灰，采用扬州亨威热电厂提供的Ⅰ级粉煤灰，实测细度　　（4）再生混凝土碳化深度随着时间的变化规律研究在不同水胶比下再生混凝土的碳化深度随碳化时间的关系（图7）。由图7可以看出，不同的试件在不同的水胶比情况下，再生混凝土的碳化深度跟碳化时间的平方根基本呈线性关系，也就是说碳

4、化深度与碳化时间的平方根成正比关系。可用近似式X=Kct1/2来表示（X为碳化深度，Kc为碳化速率，t为碳化时间），这与雷斌等[1]的结论是一致的。（5）应力水平对碳化深度的影响5本试验考虑荷载和碳化的耦合作用。由于实际工程中轴向受拉的情况较少，绝大多数为弯曲受拉情况，因此设计如图1所示的受力示意图。由于是素混凝土试块，受到混凝土的抗拉强度的限制，故加载不大，用简单的重物加载和螺栓加载即可满足要求。图8为不同龄期下应力水平与碳化深度的关系，可见，在拉应力状态下再生混凝土的碳化深度会增大，在应力水平为1.2ft时，碳化深度增大到最大，这是因为在拉应力

5、状态下再生混凝土内部产生了微裂缝，从而加速了碳化的进行。5.结论本文采用试验的研究不同再生骨料的取代率对再生混凝土碳化深度的影响规律，找出一合理的再生骨料取代率；研究粉煤灰与矿渣双掺对再生混凝土抗碳化性能的影响；研究在各种应力水平作用下，再生混凝土试块碳化深度的规律；以及再生混凝土碳化深度与碳化时间的关系。通过试验分析，总结如下：5.1试验研究表明：再生混凝土的粗骨料的取代率对混凝土的影响很大。取代率RRC=60%时，骨料级配处在一个相对合理的状态，使得再生混凝土的孔隙得到有效填充，提高了再生混凝土的致密性，从而减缓了CO2扩散速度，减少了再生混凝

6、土的碳化深度进而提高了再生混凝土的抗碳化性能。55.2通过试分析，再生粗骨料取代率在60%时，水胶比为0.36时，再生混凝土抗碳化性能相对较好，混凝土几乎无碳化现象。此时，混凝土拌合物的坍落度为60mm左右，具备一定的流动性，混凝土的保水性和流动性都比较好，使再生混凝土的水化反应比较充分，提高了再生混凝土的密实度，从而降低了CO2在混凝土中的扩散速度，提高了再生混凝土的抗碳化性能。5.3再生混凝土在拉应力状态下其碳化深度会增大，在应力水平为1.2ft时，碳化深度增大到最大。可见碳化和荷载的耦合作用会加剧碳化的发生。这是因为在拉应力状态下再生混凝土内

7、部产生了微裂缝，从而加速了碳化的进行。致谢本论文获得“江苏省建筑新材料新技术研发中心”资助，在此表示感谢。参考文献[1]雷斌、肖建庄.再生混凝土抗碳化性能的研究[J].混凝土，2006.（9）：48-50.[2]孙浩、王培铭、孙家瑛.再生混凝土抗气渗性及抗碳化性能研究[J].建筑材料学报，2006.（2）：86-91.[3]王思源、杨力远、朱平华.改进的高性能混凝土配合比优化设计的三功能准则[J].混凝土，2006.205（11）：80-81.[4]毋雪梅等.浸渍法强化再生骨料配制再生混凝土的试验[J].河南建材，2009.（1）：56-57.5[

8、5]梁家权.粉煤灰材料在混凝土中的应用[J].混凝土技术，2008.（4）：3-5.[6]徐亦冬、沈建生.再生混凝土高性能