废弃矿物掺合料水工混凝土抗碳化性能试验研究

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发布时间：2021-09-11

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废弃矿物掺合料水工混凝土抗碳化性能试验研究
赵井辉，刘福胜，周广发，武义馨，程明，刘栋梁
(山东农业大学水利土木工程学院，泰安271018)
摘要：通过加速碳化方法，研究了水工混凝土单掺花岗岩石粉、单掺粉煤灰及双掺花岗岩石粉及粉煤灰时的
抗碳化性能。结果表明，水工混凝土双掺矿物掺合料时的抗碳化性能优于单掺矿物掺合料时的抗碳化性能．且混凝
土抗碳化性能随着矿物掺合料掺量及细度的变化，呈现规律性变化。
关键词：花岗岩石粉；粉煤灰；掺合料；碳化；水工混凝土
Abstract：The earhonation resistances of hydraulic concrete mixed with granitic powder or fly ash and hydraulic con．
crete double mixed with granitic powder and fly ash are studied through the method of accelerated carbonation．And the
results show that the carbonation resistance of hydraulic concrete double mixed with granitic powder and fly ash is better
than that of hydraulic concrete sin~e mixed with admixture，and the carbonation resistance is changed regularly with the
change of content and fineness of mineral admixtures．
Key words：Granitic powder；Fly ash；Admixture；Carbonation；Hydraulic concrete
中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1000—4637(2014)12—91一O4
0 前言
在恶劣环境(如碳化、氯离子渗透等)条件下，
钢筋混凝土结构的耐久性问题十分突出。侵蚀介质
的侵入造成钢筋脱钝失去保护，从而产生锈蚀，并
造成巨大的经济损失『l1。钢筋的锈蚀产物体积是未
锈蚀钢筋体积的3倍左右，锈蚀产物增大的体积使
钢筋四周的混凝土产生膨胀力，当膨胀力大于混凝
土的抗拉强度时，保护层混凝土将会产生顺筋方向
的裂缝．随着钢筋的不断锈蚀及锈蚀产物的不断增
加．保护层混凝土开始剥落，导致构件截面面积降
低。另外，锈蚀后的钢筋截面面积变小、力学性能下
降，构件的承载能力降低，严重影响结构的安全性。
本试验以花岗岩石粉、粉煤灰为掺合料，研究
了不同矿物掺合料在不同掺量及不同细度条件下
对混凝土抗碳化性能的影响，在一定程度上实现花
岗岩石粉、粉煤灰的再生利用，以节约自然资源。
1 试验概况
1．1 试验目的
试验通过水工混凝土抗碳化性能试验，研究不
同掺合料在混凝土相同荷载条件下的碳化机理，探
究混凝土抗碳化性能与掺合料掺量之间的关系，可
为水工混凝土结构耐久性设计、确定掺合料水工混
凝土的最优配合比提供试验依据。
基金项目：山东省重大水利科研及技术推广项目(SD
SLKY201209)O
1．2 试验用原材料
水泥：P·0 42．5水泥：花岗岩石粉：掺量10％、
20％和30％，细度O-801xm和O~1501xm；粉煤灰：11
级灰，掺量10％、20％和30％；砂：河砂，过4．75mm
孑L筛，细度模数2．67；石：粒径5~25mm连续级配碎
石；减水剂：萘系高效减水剂，掺量为水泥和矿物掺
合料总量的0．6％；1％酚酞乙醇溶液(含20％蒸馏
水)。
1-3 配合比设计
本试验设计了16组配合比，具体见表1，其中
J0为基准组，每组配合比制作lOOmmx100mmX
300mm的试件3个。
1．4 试验仪器设备
碳化箱，气体分析仪，CO 供气装置，变色硅胶，
钢尺。喷雾器等。
1．5 试验依据
混凝土碳化试验严格按照SL 352—2006《水工
混凝土试验规程》要求进行。
2 试验结果及分析
混凝土碳化深度与碳化龄期之间的关系可用
幂函数d=Ot· 来进行曲线回归分析。其中：d表示
混凝土碳化深度，mm；为碳化龄期，d；or表示混凝
土早期碳化性能影响系数(o／越大，表示混凝土越易
被碳化)；表示混凝土后期碳化速率影响系数
越大．表示混凝土碳化速率越快)。