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。     

粉煤灰掺量对混凝土碳化过程的影响试验研究

混凝土碳化会影响到混凝土建筑物的耐久性,粉煤灰掺量对混凝土碳化的影响对其合理使用有显著影响。开展了6组18个不同粉煤灰掺量的试件,研究粉煤灰的掺量变化对混凝土碳化程度的影响,结果表明:随着粉煤灰掺量的增大,抗碳化能力变得越弱;在碳化过程中,掺入粉煤灰的混凝土碳化速度随着时间逐渐减小;10%粉煤灰掺量与无粉煤灰掺量的混凝土,它们的碳化程度接近,表明少量掺加粉煤灰对碳化程度影响较小。     

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。     

粉煤灰高性能混凝土抗碳化性能研究

通过调节配合比设计制备了多种粉煤灰混凝土,系统研究了粉煤灰掺量、种类、水胶比和养护龄期对混凝土抗碳化性能的影响。结果表明:混凝土碳化深度值和碳化速率均随粉煤灰掺量增加而增加,碳化120 d后W35F60的碳化深度值约为W35F0的7倍;混凝土碳化深度值随水胶比增加而增大,当粉煤灰掺量为40%时,混凝土最佳水胶比为0.30,其120 d碳化深度值仅11.28 mm;混凝土抗碳化性能:Ⅱ级粉煤灰Ⅰ级粉煤灰;养护龄期越长,混凝土抗碳化性能越强,当养护龄期为90 d时,混凝土碳化深度值是养护龄期28 d的79.47%。     

粉煤灰混凝土抗碳化效率系数

本文提出用抗碳化效率系数Kx(Kx=x′/x,即粉煤灰混凝土的碳化深度与基准混凝土的碳化深度之比)作为耐久性指标之一,评定粉煤灰混凝土抗碳化性能,进行指定抗碳化性能的粉煤灰混凝土的配合比设计。本文认为,Kx也和近年发展的与粉煤灰混凝土强度相关联的“胶凝效率指数K”类似,采用它有利于发挥混凝土中的粉煤灰效应。并列举了大量人工碳化和自然碳化、短期和长期等不同条件下的Kx数值。混凝土强度可与Kx建立一定的关系,据此,就有可能根据混凝土的标号,简便地估算混凝土的抗碳化能力。     

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。     

基于理论模型粉煤灰混凝土碳化深度预测模型研究

混凝土碳化深度理论模型理论基础性强,但工程应用性较差。影响粉煤灰混凝土碳化性能的因素主要有水胶比、水泥种类、单位水泥用量、CO_2浓度、碳化时间和粉煤灰掺量等。根据粉煤灰混凝土的特点,基于理论模型建立了既有理论基础,又具有实际可操作性的粉煤灰混凝土碳化深度预测模型。     

28 d和90 d粉煤灰混凝土性能的对比分析

选取粉煤灰掺量为0、10%、20%和30%,混凝土强度为C30、C40和C50的粉煤灰混凝土为研究对象,通过试验得到了粉煤灰混凝土龄期28 d和90 d的力学性能指标和碳化深度,分析了粉煤灰掺量对早期力学性能和碳化深度的影响。结果表明:随着龄期的增长,粉煤灰混凝土力学性能和碳化深度均有一定程度的增长;粉煤灰掺量越高,粉煤灰混凝土标准立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、碳化深度增长程度越大,不同掺量的粉煤灰混凝土轴心抗压强度、弹性模量增长程度差异不大;混凝土强度越高,粉煤灰混凝土标准立方体抗压强度、碳化深度增长程度越小,劈裂抗拉强度增长程度越大,不同强度的粉煤灰混凝土轴心抗压强度、弹性模量增长程度差异不大。     

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。     

冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土试验研究

通过在含有100%再生粗骨料的混凝土中同时掺入20%的矿渣和0%,15%,30%掺量的粉煤灰,并进行碳化、冻融和冻融-碳化耦合试验,研究冻融和碳化环境对再生混凝土耐久性的影响,对比分析试件抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量、碳化深度的变化规律,建立冻融-碳化耦合作用下矿渣-粉煤灰再生混凝土抗压强度模型。结果表明:粉煤灰掺量为15%时,再生混凝土的抗冻性能最好,当冻融次数大于100次后,粉煤灰对再生混凝土抗冻性能的促进作用开始减弱;粉煤灰掺量越多,再生混凝土的抗碳化性能越弱,当粉煤灰掺量为30%时,其碳化深度是粉煤灰掺量为0试件的2倍以上;在冻融-碳化耦合环境中,冻融作用促进了碳化深度的增长,碳化作用加剧了矿渣-粉煤灰再生混凝土的冻融破坏;建立的矿渣-粉煤灰再生混凝土冻融-碳化耦合抗压强度模型能较好地反应冻融-碳化耦合环境下的抗压强度退化规律。     

高温对粉煤灰混凝土抗碳化性能影响研究

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.     

粉煤灰混凝土的碳化性能

粉煤灰作为一种火山灰质材料在混凝土中的应用日益增加,因此,掺粉煤灰混凝土的碳化速率如何,正引起有关人员的关注。本文主要研究掺粉煤灰混凝土的碳化性能,在对碳化试验结果进行综合分析的基础上,着重探讨掺粉煤灰混凝土碳化性能的影响因素。     

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。     

粉煤灰加气混凝土的耐久性研究

研究了不同环境条件对粉煤灰加气混凝土耐久性的影响,认为碳化、冻融循环和干湿循环是引起粉煤灰加气混凝土长期性能劣化的主要原因。粉煤灰加气混凝土抗冻融循环能力较差,在碳化和干湿循环作用下,抗压、抗拉和抗折强度有不断降低的趋势;无论自然碳化还是人工碳化,碳化后的粉煤灰加气混凝土试件的抗压强度与未碳化试件的相比均有不同程度的降低,碳化系数小于1。     

提高粉煤灰水泥石碳化稳定性措施的探讨

混凝土的碳化国内外学者研究的较多,而对掺粉煤灰水泥石碳化的研究甚少,由于在混凝土中掺入粉煤灰后其碳化速度较普通混凝土快2～3倍,所以近年来国内外学者对掺粉煤灰混凝土的耐久性十分关注,它直接影响着钢筋的锈蚀和建筑物的寿命,因而各国从耐久性出发对粉煤灰的掺量作了限制。我们为制定西安地区粉煤灰掺量的限度,开展了人工快速碳化     

大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能研究

根据影响混凝土碳化的主要因素和粉煤灰混凝土的特点,研究了对粉煤灰进行磨细和增加适量熟石灰的措施,在不降低粉煤灰混凝土强度前提下,探讨改善大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能的可行性。     

粉煤灰掺量对混凝土的抗碳化性能的影响

本文研究了不同掺量的粉煤灰对混凝土抗碳化性能的影响,试验结果表明,掺入一定量的粉煤灰后,混凝土的抗碳化性能有所下降,随着粉煤灰掺量的增大,混凝土的抗碳化深度越大,碳化速度越快。     

大掺量矿物掺合料自密实混凝土抗碳化性能研究

设计了单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉的3个系列自密实混凝土试件.通过快速碳化试验、吸水试验,研究单掺粉煤灰和复掺粉煤灰与矿渣微粉对自密实混凝土抗碳化性能的影响.结果表明:当粉煤灰单掺掺量大于40%(质量分数)后,随着粉煤灰掺量的增大,自密实混凝土抗碳化能力迅速下降;粉煤灰与矿渣微粉复掺可显著缓和大掺量粉煤灰自密实混凝土抗碳化性能的下降.矿物掺合料对自密实混凝土抗碳化性能的影响存在正负效应.     

粉煤灰混凝土碳化理论模型参数研究

在水泥水化、粉煤灰二次水化机理以及传统的混凝土碳化理论模型的基础上,对混凝土碳化理论模型中的重要参数——完全碳化时单位体积混凝土吸收二氧化碳的量m0进行了分析,提出了粉煤灰混凝土碳化深度计算所用模型参数m0的计算公式,该公式对进一步研究粉煤灰混凝土中钢筋的锈蚀具有重要意义.     

媒体重头文章概览

正《粉煤灰综合利用》05/2019掺粉煤灰建筑混凝土在冻融-干湿循环作用下的碳化性能研究为了探究复杂环境下粉煤灰混凝土的碳化性能,对掺0、10%、20%以及30%粉煤灰混凝土进行了基准碳化、冻融-碳化、干湿-碳化和冻融-干湿-碳化耦合损伤试验。研究结果表明:动弹性模量随循环次数的增加逐渐减小,相同环境和循环次数下,20%粉煤灰掺量时的动弹性模量最大;干湿循环对粉煤灰动弹性模量的影响大于冻