无机盐类外加剂对混凝土碳化性能的影响及机理探讨

摘要

混凝土是目前被广泛使用的建筑材料,但在实际环境中会由于多种因素的综合作用遭到一定程度的破坏,其中碳化问题比较常见,损失也较为严重。目前,许多混凝土搅拌站与现场搅拌施工中常常使用无机系早强剂,以此缩短混凝土的养护时间,快速提高其早期强度。然而,无机盐对混凝土碳化性能的影响却少有报道。
　　本文选择了目前国内外常用的四种无机盐,包括硫酸盐、氯盐、碳酸盐以及亚硝酸盐。采用快速碳化的方法,较为系统地研究了无机盐对水泥砂浆和混凝土碳化性能的影响。研究规律为:(1)掺入四种无机盐与基准试件相比均可以减小试件的碳化深度,提升抗碳化性能。掺NaCl试件的抗碳化性能提升最大,掺Na2CO3试件的抗碳化性能提升最小。(2)随着盐掺量增大,掺Na2SO4试件碳化深度越来越大;掺NaCl和Na2CO3试件的碳化深度有所减小;掺NaNO2试件的碳化深度在1.0％掺量下最小。(3)四种无机盐对混凝土的碳化深度的降低明显大于水泥砂浆。(4)所有试件的碳化速度都随龄期增长而不断降低。
　　通过测定抗压强度以及抗渗性来分析无机盐对试件密实性的影响,并通过氢氧化钙饱和溶解度来分析无机盐对孔溶液的碳化反应物Ca2+含量的影响,综合两方面原因,探讨无机盐对混凝土抗碳化性能的影响机理,结果表明:
　　(1)掺入Na2SO4生成产物AFt,掺入NaCl生成Friedel复盐,两者均增大试件的密实性,提高抗压强度与抗渗性,有利于试件抗碳化性能的提升,但会造成氢氧化钙饱和溶解度的增大,对试件抗碳化性有一定降低,最终在两方面综合作用下,掺入Na2SO4及NaCl均可以提高试件抗碳化性能。
　　(2)掺入Na2CO3反应生成CaCO3沉淀增大试件密实性,提高试件的抗压强度及抗渗性,且氢氧化钙饱和溶解度随Na2CO3掺量的增大而剧烈减小,两方面原因皆有利于混凝土碳化性能的提升。但最终对试件抗碳化性的提升却为最小,考虑密实度是影响无机盐对混凝土碳化性能的主要因素,掺入Na2CO3的试件抗压强度及抗渗性的提高均为最小,因此对密实度的提高最小,所以最终对试件抗碳化性的提升最小。
　　(3)掺入NaNO2可以促进水化产物快速形成,增大试件密实性,提高抗压强度与抗渗性,有利于试件抗碳化性能的提升,同时造成氢氧化钙饱和溶解度的增大,对试件抗碳化性有一定降低,最终在两方面综合作用下,掺入NaNO2可以提高试件抗碳化性能,且在1.0%NaNO2掺量下效果最好,考虑是在该掺量下对孔结构的改善作用最好,试件密实性最好。

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目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 研究目的及意义

1.4 研究内容

2 原材料、仪器设备与试验方法

2.1 原材料

2.2 主要仪器设备

2.3 试验方法

3 无机盐对混凝土及水泥砂浆碳化性能的影响规律

3.1 配合比设计

3.2 碳化试验结果

3.3 碳化规律分析

3.4 本章小结

4 无机盐对混凝土碳化性能的影响机理探讨

4.1 试验结果与分析

4.2 试验结果与分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文