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:T 4 . 文献标识码:A V 23 混凝土是当今世界上最主要的建筑材料, 我国是 目前混凝土用量的国家。 然而, 国内外众多实例 表明, 混凝土材料并不像期望的那样耐久, 很多工程未 达到设计寿命出现耐久性劣化的现象, 发生严重的 工程事故, 造成巨大的社会和经济损失[] 1凝土的碳化性能。 1 混凝土的碳化机理混凝土的碳化是指: 水泥石中的水化产物与环境 O 生成碳酸盐或其他物质, 降低 p H 中的 C 2 相互作用, 值, 改变混凝土内部组成结构, 影响混凝土性能的一个 复杂的物理化学过程。
混凝土是一个多孔体, 在其内 部存在大小不同的毛细管、 空隙、 气泡, 甚至缺陷。
形 成了一个含固相、 液相和气相的非均匀体。 碳化是一 个由表及里, 缓慢向内部发展的过程, 所以碳化反应是 呈阶梯状进行的。 影响混凝土碳化的因素有: 外界环境 C 2 的浓 O ① 度。 环境中的 C 2 浓度越高, O 碳化越严重。 环境的湿度对混凝土的碳化影响很大, 当相对 湿度为 5 5%时, 碳化收缩达到值。 水泥石中 C ( H 2 数量越多, aO ) 它与 C 2 反 O。
特别是对于钢筋混凝土, 其碳化 最不利的影响是使碱度降低, 并使钢筋的钝化膜遭3 到破坏而引起钢筋锈蚀, 最终导致结构破坏 [ ]。 用粉煤灰部分代替水泥, 不仅降低了工程造价, 而 且改善和提高了混凝土的性能, 也可节约水泥和处理 电厂废弃物, 是高性能混凝土的理想掺和料[] 4。 中国是世界上最丰富的煤资源国家之一, 火力发电是我国 发电厂的主体, 随着经济的发展, 粉煤灰的排放量, 利 用量, 利用率在同步增长。 但目前对粉煤灰掺加到混 凝土后对其抗碳化性能的影响争议颇多, 有些试验结 论则是截然相反的, 这对工程中大量使用粉煤灰有很 大影响[] 5。 E- a:zagi yn942 6 .o m i hnx oa189 @13 cm l a 通讯作者: 杜应吉, 教授, 男, 博士, 主要从事水工材料耐久性研究。 E- a:y wufeuc m i dj sa d.n l @n . 第 6期 张小艳, 大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能研究 等:7 5应的数量也将越多, 但碳化深度则越小。 混凝土越密实, 混凝土中的孔越细小, 其抗碳 化能力也越强。 各因素间相互作用, 相互制约, 而且各 因素 又 具 有 高 度 不 确 定 性 即 随 机 性 难 以 截 然 分 开[ -] 6 76 2 ℃温度下烘 4。
试验在快速碳化 8h 出然后在( 0± ) 试验 箱 中 进 行,箱 内 的 二 氧 化 碳 浓 度 保 持 在 ( 0± %。 在整个试验期间可用去湿装置或放入硅 2 3) 胶, 使箱内的相对湿度控制在( 0± %的范围内。
7 5) 碳化试验应在( 0± ℃的温度下进行。 碳化至 3、 2 5) 7 、4d和 2 1 8d时, 取出试件, 将棱柱体试件在压力试验 机上用劈裂法从一端开始破型, 将切下试件刷去断面 上的粉末, 随即喷上( 或滴上) 1%酚酞乙醇溶液。
经 3 后, 0s 测量试验数据, 碳化深度测量精确至 1m。
2 碳化试验 21 试验材料 . ( )水泥。 宁夏“ 1 赛马” . 25水泥( P O4 . 见表 1。 采用 Ⅰ 级粉煤灰( 2 见表 2 , ) 宁夏大 坝电厂生产。 宁夏中砂, 3 细度模数 28 砂率为 3 ., 8%。
粒径 5~ 0m 4 1 m 占4 5%,0~ 0m 1 2 m占 5 5%。 ;图1 粉煤灰和水胶比不同时的试件碳化关系曲线32 . 水胶比与碳化的关系由图 2可以看出, 在粉煤灰掺量相同的情况( 均 为 6 %) 无论在 7d 0 下, 还是在 2 , 8d 水胶比越大, 碳化 越严重。 混凝土的碱度与渗透性是影响其碳化速度 的两个本质因素, 由于它们二者直接关联的两个工艺试验23 试验配合比 . 混凝土碳化试验配合比见表 3。