關(guān)于普通混凝土碳化性能的若干問題研究.pdf

1、混凝土內(nèi)部堿性物質(zhì)的碳化反應(yīng)是影響混凝土耐久性的主要原因之一，為了更好的對混凝土實際構(gòu)件耐久性進(jìn)行預(yù)測和分析，有必要對混凝上碳化的影響因素和碳化前后的微觀結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)行深入分析和試驗驗證。本文重點(diǎn)研究了混凝土碳化性能及其影響因素，碳化對混凝土材料微結(jié)構(gòu)的影響。
　　 現(xiàn)實環(huán)境中，雖然碳化和凍融循環(huán)無法同時進(jìn)行，但是它們之間存在著相互影響，所以本文試驗研究了碳化混凝土的抗凍性、不同凍融循環(huán)次數(shù)后混凝土碳化性能的改變。結(jié)果表明，對于

2、普通混凝土其受凍融破壞后抗碳化性能顯著降低；碳化初期的普通混凝土抗凍性有所提高，隨著碳化深度的增加，抗凍性顯著降低。通過分析和試驗，證明：在飽水狀態(tài)下，碳化和凍融循環(huán)均不存在耦合作用，但是它們可以通過影響混凝土微結(jié)構(gòu)而相互影響。
　　 本文研究了碳化前后氣體滲透性能的改變。其中著重研究了混凝上不同碳化程度下氣體滲透性能的差異，進(jìn)而評價碳化對混凝土性能的影響，以及加速碳化深度隨時間發(fā)展趨勢的變化機(jī)理。試驗表明，碳化混凝土的氣體滲透

3、性能顯著降低。
　　 凈漿、砂漿和混凝土碳化速率存在明顯差異，這使凈漿相關(guān)預(yù)測模型不能直接應(yīng)用于混凝土。因此本文分析了集料分布和粒徑的變化對混凝土、砂漿碳化反應(yīng)速率和內(nèi)部CO2傳輸?shù)挠绊懀?yīng)用逾滲理論進(jìn)行了簡要分析。結(jié)果表明，在本文試驗條件下粗骨料含量越多，碳化速率越慢，粒徑越大，碳化越慢。粗骨料分布邊界效應(yīng)和界面過渡區(qū)對碳化均產(chǎn)生一定影響，其中骨料界面過渡區(qū)對碳化速率的影響小于粗骨料粒徑和粗骨料含量不同產(chǎn)生的邊界效應(yīng)。細(xì)骨料

4、含量對碳化速率的影響存在一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即隨著細(xì)骨料的增加，碳化速率減小，當(dāng)細(xì)骨料含量達(dá)到一定值時（體積率0.48），碳化速率反而急劇增加，這是由于細(xì)骨料含量超過了ITZ逾滲閾值。
　　 由于碳化反應(yīng)前后水泥石微結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化，這些影響包括孔隙率和孔隙分布改變，孔隙水飽和度變化，產(chǎn)生碳化收縮裂紋等。所以本文重點(diǎn)對碳化前后的水泥石微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析，分析過程中引入了Kelvin孔直徑的概念，并計算了加速碳化條件下的水泥石的水飽和

5、孔和未水飽和孔的體積百分率，其中水飽和孔由于被水填滿，CO2無法進(jìn)入，不能發(fā)生碳化反應(yīng)。對于碳化反應(yīng)中起決定作用的CO2傳輸過程，本文按傳輸機(jī)理把CO2擴(kuò)散分成Fick擴(kuò)散、過渡區(qū)擴(kuò)散和Knudsen擴(kuò)散，并按發(fā)生擴(kuò)散種類的不同將孔隙劃分為Fick擴(kuò)散的孔，過渡區(qū)擴(kuò)散的孔和Knudsen擴(kuò)散的孔。微觀測試和分析表明，碳化主要發(fā)生在過渡區(qū)擴(kuò)散的孔，即孔徑范圍是幾十納米至幾百納米的孔，且小于Kelvin直徑的孔比例明顯增加。因碳化細(xì)化了孔徑