长期湿养护与荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响

摘要

混凝土的抗碳化性能是关系到其耐久性的一个经典问题。近年来，随着混凝土技术的不断革新，粉煤灰已成为现代混凝土的主要组成部分。粉煤灰掺量较大时，混凝土抗碳化性能显著下降，严重影响其耐久性，因此，粉煤灰混凝土的抗碳化性能成为制约其工程应用的关键因素。
　　现阶段关于粉煤灰混凝土抗碳化性能影响因素的研究主要集中于水胶比、粉煤灰掺量、养护条件等方面，而在实际工程中，粉煤灰混凝土的抗碳化性能除受上述因素影响外还受到养护龄期、长期荷载作用等因素的影响，因此，研究长期湿养护与荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响十分必要。
　　长龄期湿养护可以提高粉煤灰颗粒的活性，促进其与水泥水化产物 Ca(OH)2的反应，其结果必将影响粉煤灰混凝土中粗骨料界面过渡区微观结构及体系中Ca(OH)2的含量，进而影响粉煤灰混凝土的抗碳化性能。为分析长期湿养护与荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响，在CO2浓度为(20±3)％（体积分数），相对湿度为(70±5)%，温度为(20±2)℃环境中，研究了在温度(20±2)℃，相对湿度≥95%（以下称为湿养护）条件下养护28 d后在相对湿度(60±5)%，温度(20±2)℃(以下称为干养护)条件下放置3 a(A条件)与长龄期湿养护90 d(B条件)两种养护条件下，水胶比为0.37、0.45、0.53，粉煤灰等质量替代水泥为0%、30%、60%，100 mm×100 mm×400 mm的混凝土试件以及相同水胶比与粉煤灰掺量的40 mm×40 mm×160 mm的混凝土试件经标准养护28 d后，在相对湿度(60±5)%，温度(20±2)℃条件下，放置3 a的空载试件、加载试件(压应力水平为33%)以及加载3 a后卸载试件的快速碳化规律，并结合水泥-粉煤灰体系非蒸发水含量、混凝土粗骨料界面过渡区扫描电镜（SEM）图像、混凝土水化产物的X射线衍射分析(XRD)、混凝土超声波声速剖析了长龄期湿养护及荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能影响的机理。
　　结果表明：长龄期湿养护对粉煤灰混凝土抗碳化性能产生界面过渡区密实和Ca(OH)2消耗的正负效应；高粉煤灰掺量低水胶比和低粉煤灰掺量高水胶比时，混凝土粗骨料界面过渡区密实效应占主导，90 d湿养护使其抗碳化性能显著提高，此时， B条件养护下的各组粉煤灰混凝土平均碳化深度增加值较A条件养护的混凝土降低53.5%；水胶比和粉煤灰掺量均较高或均较低时，混凝土粗骨料界面过渡区密实和Ca(OH)2消耗的正负效应对混凝土抗碳化性能的影响相差不大，90 d湿养护对提高粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响不明显，此时，B条件养护下的各组粉煤灰混凝土平均碳化深度增加值较 A条件养护的混凝土降低仅为11.5%；长期荷载作用可减缓粉煤灰混凝土的碳化进程，压应力作用3a后超声波声速平均值较3a龄期空载试件增大0.8%，表明其内部结构更为致密，各组粉煤灰混凝土的平均碳化深度增加值较3 a龄期空载试件降低19.2%；压应力作用3 a后卸载，混凝土超声波声速平均值较空载试件降低1.1%，内部可能产生了微损伤，加速了其碳化速率，各组粉煤灰混凝土的平均碳化深度增加值较3 a龄期空载试件增大14.5%。超声波声速测试结果佐证了长期荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响规律。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题及主要研究内容

第2章 原材料、配合比与试验方法

2.1 前言

2.1 原材料

2.3 配合比设计

2.4 试验方法

2.5 本章小结

第3章 长龄期湿养护对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响及其机理分析

3.1 前言

3.2快速碳化试验分析方法

3.3 试验结果分析

3.4 长龄期湿养护对粉煤灰混凝土抗碳化性能影响的机理分析

3.5 本章小结

第4章 长期荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响及其机理分析

4.1 前言

4.2 试验分析方法

4.3 碳化试验结果分析

4.4 长期荷载作用对粉煤灰混凝土抗碳化性能影响的机理浅析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢