高性能混凝土碳化因素与控制措施

混凝土抗碳化能力是衡量混凝土结构耐久性非常重要的一个指标。过去由于在设计和施工时对混凝土碳化问题重视不够,导致混凝土抗碳化能力较低,造成不少结构构件发生破坏,降低了结构的使用寿命。本文分析了混凝土碳化的机理和影响因素,提出了在设计和施工时对混凝土防碳化处理的措施,从而提高了混凝土的耐久性能。     

商品混凝土抗碳化性能的研究进展

商品混凝土抗碳化性能是混凝土耐久性的一个重要方面。商品混凝土的配制技术、养护条件及其所处的服役环境是影响商品混凝土抗碳化性能的三个主要因素。本文首先简要阐述了混凝土碳化的机理及腐蚀破坏;然后详细介绍了影响商品混凝土抗碳化性能的三个主要因素的研究进展。为了保证商品混凝士的抗碳化性能,我们必须根据混凝土结构物所处的服役环境及适合的配制技术来设计商品混凝土,并采用与之相配套的施工养护条件。     

混凝土工程中碳化问题的研究现状

混凝土技术发展的一个最终目标是最大限度地延长其使用寿命,即提高其耐久性。由于混凝土的碳化会使混凝土中的钢筋产生锈蚀从而破坏钢筋混凝土结构,而成为影响混凝土耐久性的一个重要因素。本文从混凝土碳化性能的国内外研究现状、碳化机理及影响因素三个方面阐述了与碳化相关的问题,对混凝土实际工程具有一定的指导意义。     

约束条件对补偿收缩混凝土碳化速率的影响

在混凝土材料受约束的条件下,掺人一定量的膨胀剂对其密实度有较大影响,从而改变其碳化性能.对比研究了无约束条件下和单向约束条件下补偿收缩混凝土的抗碳化性能,并对其影响机理进行了探讨.研究结果表明:单向约束条件下补偿收缩混凝土的结构更为密实,抗碳化能力得到增强,膨胀剂掺量对混凝土的抗碳化性能影响并不明显.     

混凝土抗碳化性能影响因素试验研究

为了探究不同影响因素对混凝土抗碳化性能的影响,用快速碳化试验方法对11组试块进行了不同的试验。试验结果表明,随着水胶比的增大混凝土抗碳化性能降低;粉煤灰掺量在30%以内对混凝土的抗碳化性能有提升作用;河砂和机制砂共同拌制的混凝土抗碳化性能好于单一砂拌制的混凝土;随着温度的升高混凝土的抗碳化性能降低;湿度在75%以内时混凝土抗碳化性能随湿度的增加而降低。     

轴压荷载下混凝土碳化深度预测模型

为研究轴压荷载作用下混凝土的抗碳化性能,利用自主设计的装置,对普通混凝土以及掺量为30%的粉煤灰混凝土进行轴压荷载-碳化耦合试验。基于试验数据,建立了考虑多因素影响的混凝土碳化深度预测模型,定量地分析了不同应力比下轴压荷载对混凝土碳化深度的影响。结果表明：相同条件下,随着碳化龄期的增长,混凝土碳化深度也在增加,但增长速率会逐渐下降;不同应力比对混凝土抗碳化性能影响也不尽相同,应力比为0.3时混凝土的抗碳化性能最优,应力比为0.6时抗碳化性能最差;相同环境条件下粉煤灰混凝土的抗碳化性能普遍弱于普通混凝土;碳化模型预测值与试验值相对误差小于3%,二者较为吻合。该碳化模型可用于预测混凝土在轴压荷载作用下的碳化深度,为后续不同材料混凝土结构的寿命预测提供参考依据。     

寒冷地区混凝土抗碳化性能的研究

通过对C30和C50混凝土试件进行冻融、碳化、冻融-碳化交替作用试验研究,结果表明,混凝土水胶比越小、强度越高,抗冻融与抗碳化性能越好;在混凝土中掺入适量(10％～20％)粉煤灰可以提高混凝土的抗冻融性能,大掺量粉煤灰(≥30％)对混凝土的抗冻融性能与抗碳化性能都不利;混凝土经冻融与碳化交替作用后,其抗冻融性能有所改善,但对混凝土抗碳化性能极为不利.     

涂料及表面打磨对混凝土碳化影响的研究

碳化是影响混凝土耐久性的一个重要因素。对比研究了表面未处理混凝土、表面打磨处理及表面刷涂料处理的混凝土的抗碳化能力。针对上述样品,本研究还利用电子扫描显微镜(SEM)进行混凝土微观结构观察和EDX元素分析,研究了混凝土碳化后其微观结构的变化。试验结果表明:①表面刷涂料能有效地提高混凝土的抗碳化能力,且以渗透力强的涂料作底漆的组合的抗碳化效果比以表面覆盖性强的涂料作底漆的组合好;②表面打磨能提高混凝土的抗碳化能力;③碳化能改变混凝土内部的微观结构,使混凝土内部的微孔隙减少,提高混凝土密实度,且碳化龄期越长,混凝土变得越密实。     

不同强度等级混凝土的碳化行为分析

混凝土的抗碳化性能是其耐久性的重要指标,而混凝土的强度对其碳化行为有较为明显的影响.这里针对不同强度等级的混凝土,通过分析其水灰比和水泥用量的差别,对其碳化行为及机理进行研究.研究结果表明,强度等级更高的混凝土试样,基于其内部相对较为密实的孔结构和可碳化物质储备,表现出更强的抗碳化性能.     

长沙地铁混凝土抗碳化性能及使用寿命预测研究

研究多种因素对长沙地铁混凝土的抗碳化性能的影响,试验结果表明混凝土抗碳化性能随混凝土强度等级增加而增强;采用聚羧酸减水剂混凝土的抗碳化性能优于采用萘系减水剂的混凝土的抗碳化性能。依据Fick第二定律及相似理论,建立了长沙地铁混凝土抗碳化耐久性预测方法。混凝土抗碳化耐久性预测结果表明所设计的不同强度等级的长沙地铁混凝土抗碳化耐久寿命均超过了100年的设计使用寿命。     

膨胀剂对粉煤灰混凝土显微结构及抗碳化性能的影响

在水泥混凝土中加入膨胀剂将改变水化产物的数量和孔结构,进而影响其抗碳化性能.对掺膨胀剂水泥混凝土的显微结构及抗碳化性能进行了研究,分析了膨胀剂用量和碳化过程对混凝土中Ca(OH)<,2>含量和孔结构特性的改变规律.研究结果表明:膨胀剂虽然增加了混凝土内Ca(OH)<,2>的数量,但同时劣化了混凝土内部的孔结构,使CO<...     

矿物掺合料对混凝土抗碳化性能试验研究

本文利用加速碳化试验研究了矿物掺合料种类及掺量对混凝土碳化深度的影响,并采用X射线衍射技术、压汞法和X射线计算机断层扫描技术对其碳化前后的孔结构变化进行研究。结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,混凝土抗碳化能力降低,碳化深度增长迅速;矿渣对混凝土的抗碳化性能优于粉煤灰对混凝土的抗碳化性能;碳化之后,矿物掺合料混凝土的孔数量减小,孔径被细化。     

石灰石粉混凝土抗碳化性能因素分析

利用正交试验,对影响石灰石粉混凝土抗碳化性能的因素进行分析,并对这些因素的重要性进行判定。选定碳化时间、石灰石粉掺量以及混凝土的水胶比这三个因素进行正交试验。结果表明,石灰石粉的掺量越多、水胶比越大、碳化时间越长,混凝土的抗碳化性能越弱,同时石灰石粉混凝土的水胶比对碳化深度的影响较为显著。     

湿热环境下SAP内养生混凝土抗碳化性能及机理研究

为解决湿热地区混凝土碳化破坏严重的问题,在室内模拟湿热环境,通过碳化试验研究了超吸水性树脂(SAP)粒径和掺量对混凝土抗碳化性能的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)对碳化前后混凝土的微观形貌进行分析;采用压汞仪(MIP)对混凝土不同层位的孔结构进行剖析.结果表明:SAP材料可有效提高混凝土的抗碳化性能,且随着碳化龄期的增长,混凝土的抗碳化性能显著提升;虽然SAP的掺入增大了混凝土的孔隙率,但可以细化各层位之间的孔结构,降低孔隙间的连通性;SAP释水后在孔隙外部形成较为致密的环形层,且SAP促进水化可以较好地填充孔隙,减少裂缝数量和尺寸,从而抑制CO₂的扩散,改善了混凝土的抗碳化性能.     

普通混凝土抗碳化性能技术改进研究

混凝土发生碳化及由此引起的钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土结构发生耐久性破坏的主要原因之一。本文系统性地研究了养护方式、外加剂、脱模时间及二次振动对混凝土抗碳化性能的影响。研究表明:成膜型涂膜养护能够显著改善混凝土的抗碳化性能,渗透型涂膜养护效果不明显;掺入膨胀剂的混凝土延期脱模可以改善其抗碳化性能;二次振动对改善混凝土抗碳化性能效果取决于水胶比和二次振动的时间间隔。     

混凝土碳化的影响因素及应对措施

针对混凝土抗碳化能力是衡量混凝土结构耐久性的一个重要指标,分析了混凝土的碳化机理,从混凝土自身、环境条件、施工三方面研究了混凝土碳化的影响因素,给出了相应的防碳化措施,从而提高混凝土结构的耐久性。     

煤矸石粗集料混凝土抗碳化性能研究

探究了水灰比(质量比)、煤矸石粗集料掺量(质量分数)、碳化时间以及煤矸石粗集料是否煅烧等对煤矸石粗集料混凝土抗碳化性能的影响规律,借助扫描电镜分析了煅烧与未煅烧煤矸石粗集料混凝土微观结构对其抗碳化性能的影响机理,建立了适用于不同水灰比、煤矸石粗集料掺量以及碳化时间下的多参数混凝土碳化模型,并将碳化模型在隧道工程结构的耐久性设计中进行了应用.结果显示:煅烧与未煅烧煤矸石粗集料混凝土的碳化深度均随煤矸石粗集料掺量增加而增大,且均与煤矸石粗集料掺量和碳化时间的平方根呈线性正相关;在低水灰比(0.35)时,煅烧煤矸石粗集料混凝土抗碳化性能明显优于未煅烧煤矸石粗集料混凝土.扫描电镜显示,煅烧煤矸石粗集料混凝土内部结构比未煅烧煤矸石粗集料混凝土更密实,二氧化碳的渗入通道减少;在进行隧道工程结构耐久性设计时泵送混凝土中未煅烧煤矸石粗集料的掺量不应大于25%.研究结果为煤矸石粗集料混凝土的抗碳化性能分析及其工程应用提供了理论依据.     

关于轻集料混凝土抗碳化耐久性指标的规定

近十多年来,混凝土耐久性的研究越来越引起人们的重视。混凝土的抗碳化性能是耐久性中的一个重要问题。由于轻集料的多孔性,其混凝土与普通混凝土相比抗碳化耐久性较差。虽然,有很多国家的科研人员对轻集料混凝土的抗碳化耐久性曾有不少研究,但至今尚未见有一个国家将它列入有关标准或规程。     

合成纤维对水工混凝土抗裂性能和抗碳化性能的影响

为了提高水工混凝土的耐久性、增强其抗裂性能,本文通过掺入聚丙烯腈纤维,测定了混凝土的物理力学性能,并根据混凝土综合抗裂模型,分析比较了纤维混凝土和基准混凝土的抗裂指标的差异。通过压汞和快速碳化试验,研究了纤维对混凝土孔结构的改变和对混凝土抗碳化性能的影响。研究结果表明,适量掺入聚丙烯腈纤维,可以大幅度提高水工混凝土的抗裂性能和抗碳化耐久性。     

铁路隧道衬砌机制砂混凝土耐久性能试验研究

目前天然河砂资源紧缺,基于叙毕铁路川滇段某标段隧道工程大量采用机制砂施作隧道衬砌混凝土的现状,为揭示铁路隧道衬砌机制砂与河砂混凝土耐久性能方面的差异,考虑细骨料、混凝土强度等级、养护条件等因素的影响,进行电通量与碳化试验,研究不同因素对混凝土抗氯离子渗透性能和抗碳化性能的影响。试验结果表明:相同强度等级的机制砂混凝土耐久性能指标高于河砂混凝土约6%~10%,且混凝土耐久性能随强度等级的提高得到不同程度的提升;标准养护条件下混凝土耐久性能明显优于隧道内自然养护条件下混凝土,其抗氯离子渗透性能和抗碳化性能分别提升约43%、37%。根据试验结果,在隧道施工过程中需加强衬砌混凝土养护以增强其耐久性能。