基于气体渗透性的混凝土碳化性能研究

通过研究不同配合比混凝土的碳化深度以及气体渗透系数,发现粉煤灰可以减小碳化,并且碳化后混凝土的气体渗透性也会提高。同时分析了高性能混凝土气体渗透性与碳化性能之间的关系。结果表明混凝土的气体渗透性对碳化深度的控制程度是受粉煤灰掺量的影响,且粉煤灰掺量越高,气体渗透性对碳化的贡献作用越小。     

粘土砖再生粗骨料混凝土抗碳化性能研究

试验研究了再生粘土粗骨料取代率、水灰比及粉煤灰、硅灰单掺和复掺对粘土砖再生粗骨料混凝土抗碳化性能的影响,结果表明水灰比依然是影响再生混凝土抗碳化性能的关键因素之一,随着水灰比增大其抗碳化性能够迅速降低,随着再生骨料替代率的增加,再生混凝土抗碳化性能增加,抗氯离子渗透性能降低。粉煤灰和硅灰单掺和复掺均会降低再生混凝土的抗碳化性能,掺量10%以下与普通混凝土差别不大。     

利用气体渗透性评价高性能混凝土的碳化性能

通过就矿渣、粉煤灰高性能混凝土单位气体渗透系数对碳化深度的贡献率的分析，研究了高性能混凝土气体渗透性与碳化性能之间的关系；在上述基础上，构建了评价高性能混凝土碳化性能的模型；通过检验，可知该模型有较好的准确性。     

大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能

系统的研究了掺入磨细二级粉煤灰混凝土的抗碳化性能。试验所用原料皆来源于现场工地，混凝土配合比中从0－60％均匀的改变了粉煤灰掺量及水泥品种。并按国际GBJ82－85对试件进行了快速碳化。大掺量粉煤灰混凝土的碳化深度随时间的延长而加深。早期的碳化深度增长速度较快，后期的增长速度相对较慢，方程X＝at^1/2可以较好的表述碳化深度和碳化时间的关系（其中X为碳化深度），t为碳化时间，a为常数），以此函数为基础，可以对混凝土的长期抗碳化性能进行预测。从试验结果也可看出混凝土的抗碳化性能随着粉煤灰掺量的上升而下降，掺量越大其下降速度越快。水灰比同碳化深度的关系配此相类似。这大概是因为随着粉煤灰的加入，混凝土中的氢氧化钙的含量变小（尤其是粉煤灰掺入量超过50％）导致二次水化速度缓慢，密实度下降的结果。空隙率上升其碳化深度就会加大。所以一定存在最佳的配料方案供实际使用。     

掺粉煤灰混凝土及砂浆碳化性能的研究

采用不同钙离子含量的粉煤灰对掺粉煤灰混凝土和掺粉煤灰砂浆的碳化性能影响进行了研究。研究表明水灰比和粉煤灰掺量的降低会使混凝土和砂浆表现出较好的碳化性。将相同条件的碳化结果进行比较时,发现砂浆的碳化系数与混凝土相似。当粉煤灰一定时,水灰比较小时,掺粉煤灰混凝土及砂浆碳化系数也较小。     

混凝土气体渗透性的评价方法研究

采用多孔介质扩散机制推导出混凝土的气体渗透系数,并比较了CO2和O2两种气体在混凝土中扩散能力。通过加速碳化试验研究了气体渗透系数与碳化深度的关系。试验结果发现CO2气体在粉煤灰混凝土中的扩散能力较O2气体差,并且混凝土试件的28d碳化深度随着粉煤灰掺量的增加均呈现减小的趋势。采用多孔介质扩散机制推导出来的气体扩散系数不能完全表征混凝土的碳化性能。     

再生细骨料混凝土抗碳化性能试验研究

混凝土碳化是混凝土耐久性研究的重要内容,通过开展正交试验,分别采用极差分析法和层次分析法分析水灰比、再生细骨料取代率和粉煤灰取代率3个因素对再生细骨料混凝土碳化深度的影响规律。使用层次分析法与使用极差分析法得到的分析结果基本吻合,分析结果表明:水灰比是影响再生细骨料混凝土碳化的主要因素,其次为粉煤灰取代率、最后为再生细骨料取代率;再生细骨料混凝土碳化深度随时间的增加而增大,随水灰比的增大以及再生细骨料取代率、粉煤灰取代率的增加而增大。另外,层次分析法可以得到影响因素各水平对碳化深度的影响权重,实现了再生细骨料混凝土抗碳化性能的量化分析。     

粉煤灰粉磨前后制备混凝土的碳化行为对比

磨细粉煤灰具有较大的比表面积和良好的火山灰活性,掺入水泥混凝土中能有效改善水泥混凝土内部密实度,从而提高水泥混凝土的抗碳化性能。试验使用碳化深度法和碳酸钙含量测试法对粉磨前后粉煤灰制备混凝土的抗碳化性能进行了研究,并对其进行了对比分析。研究结果表明:相比于掺加未粉磨粉煤灰的混凝土,磨细粉煤灰制备的混凝土抗压强度和抗碳化性能均有明显提高,当粉煤灰掺量为20%时,混凝土的7 d碳化深度下降了30%左右。     

基于多元非线性分析的粉煤灰混凝土碳化模型研究

随着粉煤灰混凝土技术的不断推广,对粉煤灰混凝土耐久性的研究也在不断的深入。为了研究粉煤灰混凝土自然碳化与快速碳化之间的数学关系,基于混凝土碳化试验,对影响粉煤灰混凝土碳化的主要因素水灰比、混凝土抗压强度、粉煤灰掺量、CO2浓度、温度、湿度和碳化时间进行了多元非线性分析,分别建立了粉煤灰混凝土快速碳化条件下和自然碳化条件下的多元非线性模型,并对模型准确性进行了检验。根据所建碳化模型,建立了在粉煤灰掺量和水灰比相同的条件下,混凝土自然碳化与快速碳化之间关于碳化时间的数学模型。研究结果和方法可对混凝土碳化预测提供借鉴。     

HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能影响

本文研究了自然条件下,不同膨胀剂掺量对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响,并研究了早期养护时间对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的影响。结果表明,在自然碳化条件下,70d龄期之前,碳化深度增长较快,而后随着龄期的逐渐延长,碳化速率逐渐变缓,180d到360d龄期之间,碳化深度已出现下降趋势;适量的HCSA膨胀剂对大掺量粉煤灰混凝土的早期抗碳化能力的改善有一定的作用;与未掺加膨胀剂的大掺量粉煤灰混凝土相比,6%HCSA膨胀剂掺量的混凝土抗碳化能力最好,8%的次之;对于大掺量粉煤灰混凝土7d的湿养护是必要的。     

原状机制砂混凝土的氯离子渗透与碳化性能试验研究

试验研究了机制砂原料形态、石粉含量对原状机制砂混凝土氯离子渗透和碳化性能的影响,同时测定了相应的新拌混凝土工作性能和硬化混凝土的立方体抗压强度,机制砂原料形态为碎石和卵石,石粉含量为5％、9％和13％,混凝土强度等级为C30、C40、C50和C60.结果表明:新拌混凝土工作性能良好,硬化混凝土抗压强度均达到了设计强度等级的配制要求;氯离子扩散系数和碳化深度均随着混凝土强度的提高、水灰比的降低而减小,碎石破碎的原状机制砂配制的混凝土具有更好的抗氯离子扩散和抗碳化能力;石粉含量增加对原状机制砂混凝土的氯离子扩散和碳化性能影响较小,不同机制砂原料形态时的影响与水灰比和用水量相关.     

矿渣钢渣复合超量替代水泥的高性能混凝土性能研究

研究矿渣钢渣复合超量替代水泥对混凝土抗压强度、氯离子渗透性、气体渗透性、抗碳化和干燥收缩性能的影响：研究发现．矿渣钢渣复合超量替代技术能有效提高大掺量矿渣混凝土早期与后期强度，而且更能改善混凝土抗碳化能力和气体渗透性．同时还能大幅度减小混凝土的干燥收缩。     

粉煤灰细度对混凝土劣化性能的影响

研究了粉煤灰细度对混凝土初始坍落度、抗压强度、碳化性能、干湿循环损伤的影响。结果表明粉煤灰细度提高,混凝土初始坍落度降低,抗压强度增大;碳化时间相同时,随着粉煤灰细度的增加。混凝土碳化深度不断减小;粉煤灰细度的提高加剧了混凝土干湿循环损伤的程度。     

再生混凝土抗碳化性能试验研究

为了研究再生混凝土的抗碳化性能,系统分析了水灰比、水泥用量、再生骨料取代率、原始混凝土强度及矿物掺合料等对再生混凝土碳化深度的影响规律,并采用有限元方法对再生混凝土的碳化进行了数值模拟。研究结果表明：再生混凝土的抗碳化性能在相同水灰比的条件下略低于普通混凝土,再生混凝土的抗碳化性能不仅受水灰比和水泥用量的影响,还受到再生粗骨料取代率及其强度的影响,再生混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比,在一定范围内添加矿物掺和料可降低再生混凝土的碳化深度。     

混凝土暴露于自然环境的介质渗透性演变规律研究

将不同水胶比(0.38、0.42、0.46和0.50)和不同粉煤灰掺量(0%、12.5%、25.0%和37.5%)的7组混凝土试件暴露于自然环境中,研究了碳化深度和电通量等介质渗透性能随暴露时间的演变规律.结果表明:D=atb表达式能很好的表征暴露于自然环境中混凝土碳化深度随暴露时间的变化规律,Qt=Q0(t0/t)m公式能很好的描述暴露于自然环境中混凝士的电通量随暴露时间的变化规律;随着水胶比的增加,暴露于自然环境下混凝土的碳化深度和电通量均逐渐增大;而随着粉煤灰掺量的提高,碳化深度逐渐增加,电通量却逐渐降低;水胶比不会影响混凝土碳化和电通量随暴露时间的变化速率,粉煤灰却减缓了后期碳化发展速率,加快了电通量随时间的变化速率.     

钢纤维再生混凝土碳化的无重复双因素试验

为了研究钢纤维体积率、再生粗骨料取代率、水灰比及龄期等因素对混凝土碳化性能的影响,采用室内试验方法对钢纤维再生混凝土进行碳化深度研究,利用无重复的双因素试验方法,并结合方差分析,全面的研究了钢纤维体积率、再生粗骨料取代率、水灰比及龄期对混凝土碳化深度的影响和变化规律。研究结果表明,钢纤维体积率与龄期、再生粗骨料取代率与龄期及水灰比与龄期均对混凝土碳化有非常显著的影响;再生粗骨料取代率为50%,水灰比为0.4时,随着钢纤维体积率的增加,碳化深度先是减小后又增加,当钢纤维体积率为1%时,再生混凝土碳化深度最小,这些变化规律均给了相应的拟合公式。     

荷载作用下双掺混凝土碳化机理的试验与数值研究

围绕着含有两种矿物掺合料混凝土(粉煤灰和矿渣)在碳化和静力荷载耦合作用下的劣化过程和机理,揭示了掺合料对混凝土碳化深度、抗折强度的影响规律,同时分析了不同弯曲荷载应力对混凝土碳化深度的影响,并应用多物理场耦合有限元软件COMSOL Multiphysics进行求解。研究结果表明:对于单掺粉煤灰的试件,其抗碳化性能随着掺量的增加而降低;而对于单掺矿渣的试件,矿渣含量为10%时,其抗碳化性能最好,然而当矿渣含量达到40%时,其抗碳化能力大幅降低;对于双掺试件,在任一掺合料取代率达到40%时,抗碳化能力有着显著的降低;在一定应力范围内,弯曲拉应力能显著提高混凝土的碳化深度,而弯曲压应力改善了混凝土的抗碳化能力;COMSOL模拟显示碳化深度试验值和模拟值较为吻合。     

不同强度等级的混凝土碳化特性研究

采用加速碳化试验,研究了不同强度等级、不同矿物掺合料的混凝土碳化规律,并采用扫描电镜(SEM)、综合热分析法(TG-DSC)、压汞法(MIP)对浆体中的微观形貌、水化产物和孔结构进行了研究。结果表明,水灰比对混凝土的碳化深度影响较大,14d龄期时0.35水灰比混凝土的碳化深度仅为0.57水灰比混凝土碳化深度的25%;掺加30%粉煤灰混凝土抗碳化能力最小,不掺加矿物掺合料混凝土抗碳化能力最大;碳化后浆体密实度增加,孔径细化,孔隙率分别降低21.8%和40.1%。     

引气剂对掺有粉煤灰混凝土性能的影响

以100 mm×100 mm×100 mm的混凝土试件为研究对象,研究了粉煤灰对混凝土抗压强度、劈拉强度、坍落度、渗透性与碳化深度性能的影响,得出了粉煤灰作用于混凝土试件的作用规律。研究结果可为高性能混凝土试件的制作提供必要的参考。     

影响混凝土抗渗透性因素的试验研究

水泥混凝土抗渗透性是影响其耐久性的关键指标,此次采用电通量法研究了养护龄期、水灰比、含气量、掺合料的种类和掺量对水泥混凝土抗渗透性的影响。研究表明：混凝土的抗渗透性随养护龄期的延长逐渐提高;随着水灰比的降低抗渗性呈上升趋势;随着含气量的增加在5．6％附近呈特异性规律,先降低后提高,含气量控制在5．3％～5．8％范围内时,混凝土具有较低的渗透性;混凝土中添加粉煤灰和磨细矿渣都可降低其渗透性,并且在一定范围内随掺量的增加而降低,粉煤灰的效果好于磨细矿渣粉。