自密实混凝土抗碳化性能试验研究

论文摘要

随着低碳经济和环境保护成为人类社会发展的共识，混凝土的耐久性问题逐渐受到重视。自密实混凝土由于胶结料总量大、添加矿物掺合料、水胶比小等特点，与普通混凝土在耐久性上有较多区别，相关耐久性研究亟待展开。碳化是导致混凝土中钢筋锈蚀造成耐久性问题进而导致混凝土结构丧失功能的重要因素。本文结合自密实混凝土的主要特点即进行了以下研究工作：1、采用混凝土吸水性试验并结合电镜扫描图像(SEM)，研究矿物掺合料掺量、养护龄期、水胶比和碳化对自密实混凝土毛细孔结构的影响。试验结果表明自密实混凝土的连通毛细孔隙率随粉煤灰掺量的增加呈“V”形变化，并在粉煤灰掺量为40%时取得最小值。采用粉煤灰与矿渣复掺、降低水胶比都能有效降低自密实混凝土的连通毛细孔隙率。延长养护龄期和掺入少量粉煤灰使自密实混凝土更加密实。2、进行了碳化后自密实混凝土吸水性试验，研究了碳化对自密实混凝土毛细孔结构的影响。试验结果表明掺入矿物掺合料增大了碳化后自密实混凝土连通毛细孔隙率。3、进行了单掺粉煤灰、粉煤灰和矿渣复掺、不同水胶比、养护龄期下的自密实混凝土碳化试验。试验结果表明：粉煤灰掺量提高，混凝土的碳化深度随之增大，当粉煤灰掺量超过40%时，碳化深度有跳跃式发展。复掺减少了自密实混凝土的碳化深度，并且当粉煤灰与矿渣以1:1对掺时混凝土抗碳化性能最佳。碳化深度对水胶比变化比较敏感；延长养护龄期降低了自密实混凝土的碳化深度。4、通过自行设计的应力加载装置进行了应力作用下自密实混凝土碳化试验。试验结果表明：弯拉应力增加了混凝土碳化深度；弯压应力在应力比小于0.4时抑制了混凝土的碳化，但当应力比超过0.4时，增加了混凝土的碳化深度。与粉煤灰混凝土和普通混凝土相比，自密实混凝土有优越的抗碳化性能。5、结合本文自密实混凝土碳化试验结果，考虑粉煤灰掺量、养护龄期、应力水平对自密实混凝土碳化深度的影响，通过数据拟合提出了自密实混凝土碳化深度预测模型。结果表明自密实混凝土碳化系数与粉煤灰掺量之间成二次函数关系；与弯拉应力比成指数函数关系；与弯压应力比成二次函数关系。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及意义
• 1.2 国内外研究综述
• 1.2.1 混凝土碳化机理
• 1.2.2 混凝土碳化影响因素
• 1.2.3 混凝土的微观结构
• 1.2.4 混凝土碳化深度预测模型
• 1.2.4.1 经验模型
• 1.2.4.2 理论模型
• 1.2.4.3 经验理论模型
• 1.3 本文研究目的和主要内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究的主要内容
• 第二章 试验配合比与力学性能
• 2.1 试验原材料
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 矿物掺合料
• 2.1.3 骨料、水、外加剂
• 2.2 自密实混凝土配合比及工作性能
• 2.3 自密实混凝土的力学性能
• 第三章 自密实混凝土的毛细孔结构
• 3.1 引言
• 3.2 吸水试验方法
• 3.3 吸水试验结果
• 3.4 毛细吸水性影响因素分析
• 3.4.1 粉煤灰掺量对毛细吸水性的影响
• 3.4.2 粉煤灰矿渣复掺和水胶比对毛细吸水性的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 自密实混凝土碳化试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 试验采用的碳化箱
• 4.2.2 未受应力试件的制作和试验方法
• 4.2.3 承受应力试件的制作和试验方法
• 4.3 未受应力试件养护 28d 碳化深度测定结果
• 4.3.1 粉煤灰掺量对碳化深度影响
• 4.3.2 复掺以及水胶比对碳化深度的影响
• 4.4 未受应力试件养护 56d 碳化深度测定结果
• 4.5 承受应力试件碳化深度测定结果
• 4.5.1 弯拉应力作用下试件碳化深度测定结果
• 4.5.2 弯压应力作用下碳化深度测定结果
• 4.6 碳化对自密实混凝土渗透性的影响
• 4.7 自密实混凝土与其他混凝土抗碳化性能比较
• 4.8 本章小结
• 第五章 自密实混凝土碳化深度预测模型
• 5.1 引言
• 5.2 多因素下自密实混凝土碳化深度预测模型
• 5.2.1 考虑粉煤灰因素影响
• 5.2.2 考虑养护龄期因素影响
• 5.2.3 考虑弯拉应力因素影响
• 5.2.4 考虑弯压应力因素影响
• 5.2.5 预测模型
• 5.3 本章小结
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历