高温对粉煤灰混凝土抗碳化性能影响研究

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发布时间：2021-09-15

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高温对粉煤灰混凝土抗碳化性能影噙研究
贾福萍a,b。李奔奔
(中国矿业大学a土木工程环境灾变与结构可靠性实验室；b．力学与建筑工程学院，江苏徐州221 1 16)
摘要：研究了高温对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响，考虑了粉煤灰掺量、高温温度、碳化时间等影响因素。结果表明：粉煤灰掺量的
增加及温度的升高都导致混凝土抗碳化性能的降低，两因素共同作用起到叠加的效果。掺量超过30％时，粉煤灰加速碳化的作用尤其明
显，而当粉煤灰掺量达到50％时，混凝土抗碳化性能急剧下降。温度较高(达到450℃)时，即使粉煤灰掺量较低，混凝土也完全丧失抗碳
化性能。粉煤灰掺量越低，高温加速碳化作用越显著。
关键词：高温；粉煤灰混凝土；碳化
中图分类号： TU528．041 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)l1—0080—03
Study on the efect of high temperature on the carbonization resistance property of fly ash concrete
JIA Fu a,b LIBen—ben
(a．Laboratory ofEnvironmental Impact and Structural Safety in Civil Engineering；
b．School ofMechanics andCivilEngineering，ChinaUniversityofMining andTechnology，Xuzhou 221116，China)
Abstract： Efects of high temperature on the carbonization resistance property of fly ash concrete have been studied．Fly ash replacements and
high temperature an d carbonization time were considered in the experiment．The results indicated that the increase of fly ash an d temperature rising
both resulted in lower carbonization resistance property．When the two factors were considered together the results showed a superposition．Fly ash
had an obvious accelerated efect on carbonization when the replacements were more than 30％．When the replacements were more than 50％ the
carbonization resistance property showed a sharply degradation．The concrete lost carbonization resistance absolutely under quite high temperature
(／>450℃ )even when the replacements were low．The lower the replacements of fly ash were the more obvious accelerated efect ofhigh tem—
perature on carbonization was observed．
Key words： hi曲temperature；fly ash concrete；carbonization
0 引言
近年来，建筑物火灾频发，给人类带来生命威胁及经济损
失，如2010年11月15日上海市静安区胶州路住宅楼发生的
重大火灾事故造成58人伤亡的严重后果。经受火灾高温后的
建筑物也将受到一定程度的损伤。建筑物的主体材料为混凝
土，目前国内外对于灾后混凝土性能的研究主要集中在强度、
弹性模量、本构关系等力学性能_l_2_及钢筋与混凝土黏结性能
方面。文献[4】分析了高温后混凝土内部微观结构的变化，对于
高强混凝土，进行了高温爆裂机理的探讨[51。耐久性也是评价混
凝土性能的重要指标。姜福香等学者从吸水性嘲、渗透性7j、抗氯
离子侵蚀性[8-91等方面，进行了灾后混凝土耐久性的研究。张奕
提出火灾中产生的酸性气体引起混凝土的中性化【引。火灾引起
的中性化降低混凝土的碱度，影响混凝土的抗碳化性能。抗碳化
性能是耐久性研究的一个极其重要的内容。大气中的CO：与水
泥水化产物(主要为Ca(OH)：)的中和反应降低混凝土的pH值，
使钢筋失去碱性保护，更易锈蚀。而目前国内尚没有高温后混凝
土抗碳化性能的研究成果。近年来，粉煤灰作为一种电厂废弃物，
变废为宝，掺入到混凝土中，不仅降低了生产成本，而且提高了
混凝土的和易性、流动性、泵送性，改善了混凝土的泌水性，降
低了混凝土水化热，在混凝土工程中得到广泛应用。随着粉煤
灰混凝土的快速发展，对粉煤灰混凝土的灾后耐久性研究显得
迫切而重要。本文通过试验研究了粉煤灰混凝土经历不同高温
后的抗碳化性能变化规律，分析了粉煤灰掺量、温度、碳化时间
等因素对混凝土抗碳化性能的影响，并得出相应结论。
1 原材料及试验方法
1．1 原材料与试件制作
水泥：淮海水泥厂生产的P·O42．5R级水泥；粉煤灰：II级；
水泥和粉煤灰化学组成见表1。
粗骨料：最大粒径为16mm的碎石；细骨料：河砂(中砂)，
细度模数为2-3；水：自来水。
配合比为m胶凝：m水：m砂：m ：1：0．49：1．3：2．3。
混凝土试件尺寸为100 mmxlO0 mmxlO0㈣。粉煤灰掺量
分别为10％，20％，30％，40％，50％，60％；每级粉煤灰掺量下浇筑
多组试块，以满足不同温度(常温、150、250、350、450、650℃)及