大掺量矿物掺和料混凝土的碳化评价方法及影响因素研究

论文摘要

现如今，矿物掺和料在我国的应用越来越广泛。实际应用中，一方面希望混凝土中矿物掺和料的掺量尽可能大，以便节约能源、保护环境和提高经济效益；另一方面，这种“贫水泥熟料胶凝材料”配制的混凝土在碱储备很少的情况下更容易被碳化，混凝土一旦被碳化，钢筋极易遭到锈蚀，致使结构构件的承载力下降，从而严重影响其可靠性，甚至会引起严重的工程事故，需要予以充分的关注。因此对混凝土进行碳化耐久性分析是混凝土结构耐久性分析的一个重要部分。本文主要研究对象为大掺量矿物掺和料混凝土，研究内容有如下几个方面：（1）自然碳化和加速碳化两种试验条件下，混凝土抗碳化性能之间的区别与联系；（2）不同条件(水胶比、掺和料掺量、粉煤灰与矿渣粉比例、胶凝材料总量)下混凝土碳化反应程度的测定；（3）确定不同粉煤灰掺量混凝土在同强度等级条件下，不同的养护时间及养护条件对混凝土抗碳化性能的综合影响。结果显示：加速碳化试验在多数情况下能够较好地反映混凝土实际碳化的情况，但在评价大掺量矿物掺和料混凝土长期碳化性能时，加速碳化试验结果不能直接应用，尤其在研究同强度等级混凝土的抗碳化性能时，两种试验方法得到的结论不相一致。碳化影响因素方面，养护时间越短，水胶比越大，矿物掺和料掺量越多，混凝土越易碳化。胶凝材料总量及粉煤灰/矿渣粉比例对碳化深度的影响较小，但同等条件下单掺矿渣粉的混凝土抗碳化性能要优于单掺粉煤灰的混凝土。为深入探讨混凝土碳化的宏观表象的微观机理，本文还进行了胶凝材料净浆热重实验，进一步验证了对宏观试验结果解释的合理性。论文最后对试验方法和试验过程进行了总结，提出了一些今后研究工作的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 复合胶凝材料体系碳化的机理研究
• 1.2.2 复合胶凝材料体系碳化的影响因素及其作用机理
• 1.2.3 复合胶凝材料水化产物的变化对抗碳化性的影响
• 1.2.4 小结
• 1.3 主要研究内容及论文结构
• 第2章 研究内容与实验方案
• 2.1 试验原材料、设备及试验方法
• 2.1.1 试验原材料
• 2.1.2 主要试验设备及试验方法
• 2.2 技术路线
• 2.3 试验主要研究内容及实现途径
• 2.3.1 大掺量矿物掺和料混凝土碳化影响因素的研究
• 2.3.2 大掺量矿物掺和料混凝土同强度等级下抗碳化性能的研究
• 2含量与矿物掺和料二次水化程度的关系'>2.3.3 复合胶凝材料浆体中 Ca（OH）₂含量与矿物掺和料二次水化程度的关系
• 第3章 混凝土碳化影响因素及评价方法研究
• 3.1 四因素三水平混凝土碳化正交试验
• 3.1.1 试验方案
• 3.1.2 碳化深度
• 3.1.3 结论及分析
• 3.1.4 混凝土抗压强度试验结果及分析
• 3.2 不同粉煤灰掺量混凝土碳化试验
• 3.2.1 试验方案
• 3.2.2 碳化深度
• 3.2.3 结论及分析
• 3.2.4 混凝土抗压强度试验结果及分析
• 3.3 胶凝材料净浆热重试验结果及分析
• 3.3.1 试验方案
• 3.3.2 热分析结果
• 2含量的影响'>3.3.3 掺和料掺量及龄期对浆体中 Ca（OH）₂含量的影响
• 2量的影响'>3.3.4 矿物掺和料种类对浆体中 Ca（OH）₂量的影响
• 2含量的影响'>3.3.5 水胶比对浆体中 Ca（OH）₂含量的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 混凝土碳化单因素分析
• 4.1 不同养护方式的影响
• 4.1.1 试验方案及试验结果
• 4.1.2 结论及分析
• 4.2 矿物掺和料掺量和种类的影响
• 4.2.1 试验方案及试验结果
• 4.2.2 结论及分析
• 4.3 水灰比对碳化的影响
• 4.3.1 试验方案及试验结果
• 4.3.2 结论及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 同强度等级混凝土抗碳化能力的比较与分析
• 5.1 试验方案
• 5.2 碳化深度
• 5.3 结论及分析
• 5.3.1 早期养护时间的影响分析
• 5.3.2 加速碳化结果分析
• 5.3.3 自然碳化结果分析
• 5.3.4 加速碳化与自然碳化结果的比较与分析
• 5.4 净浆热重试验结果及分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.2 需要进一步开展的工作
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果