水胶比对混凝土碳化深度的影响实验研究 本文关键词：碳化，混凝土，比对，实验研究，深度
水胶比对混凝土碳化深度的影响实验研究 本文简介：摘要： 本文采用单因素试验方法，研究了水胶比对混凝土碳化性能的影响规律。结果表明：各混凝土试件的碳化深度随碳化龄期的变化呈递增趋势。在其他条件不变的情况下，随着水比胶为0比.5增0最大有，复利合于助混剂凝改土性的混碳凝化土，的而碳水化胶深比度为0逐.3渐0最增不大利。于水胶混凝土的碳化，即水胶比为0
水胶比对混凝土碳化深度的影响实验研究 本文内容：
摘 要： 本文采用单因素试验方法，研究了水胶比对混凝土碳化性能的影响规律。结果表明：各混凝土试件的碳化深度随碳化龄期的变化呈递增趋势。在其他条件不变的情况下，随着水比胶为0比.5增0最大有，复利合于助混剂凝改土性的混碳凝化土，的而碳水化胶深比度为0逐.3渐0最增不大利。于水胶混凝土的碳化，即水胶比为0.30的试样的抗碳化能力较强。
关键词： 复合助剂; 混凝土; 碳化; 水胶比;
1、 引言
碳化是混凝土中性化最常见的形式，它是混凝土中水化产物与空气中二氧化碳发生化学反应，使混凝土成分和结构产生变化，服役性能下降的一种复杂的物理化学过程。其中，水胶比是影响混凝土各性能的主要参数。就水胶比而言，水灰比能真实反映水泥的用量。如果混凝土中的水泥用量较少，不管水胶比多小，水泥在水化过程中生成的可碳化物质都不会增多，那么混凝土结构内部碱储备量的不足就会降低混凝土的抗碳化性能。所以，水胶比更适合评价混凝土的抗碳化性能。因此，深入了解水胶比对混凝土碳化性能的影响，对现代混凝土的耐久性设计十分重要。
本文将掺有胶粉、硅粉和消泡剂的混凝土定义为复合助剂改性混凝土。采用单因素试验方法，探讨了水胶比对混凝土碳化深度的影响规律，对研究和认识复合助剂改性混凝土的碳化性能具有重要意义。
2、 试验部分
2.1、 原材料
水泥：宁夏P.O42.5R水泥。
细砂：细度模数2.0，满足Ⅲ区级配，含泥量2.4%，泥块含量0.8%；碎石，连续级配，最大粒径16mm，含泥量0.45%，泥块含量0.3%，压碎值9.8%，针片状含量7.3%。
胶粉：可再分散醋酸乙烯-乙烯共聚物RE5044N，德国瓦克公司。
消泡剂：聚乙二醇基消泡剂P803，德国瓦克公司。
硅粉：挪威埃肯公司，比表面积18000m[2]/kg,SiO2含量为91.36%。
减水剂：聚羧酸高效减水剂，掺量一般为胶凝材料的2%～2.2%。
2.2、 试验方案
采用单因素试验方案。胶凝材料质量为水泥与硅粉质量之和。水胶比是水与胶凝材料的质量比，胶粉掺量、硅粉掺量、消泡剂掺量分别是指胶粉、硅粉、消泡剂的质量占胶凝材料的质量分数。
通过改变水胶比来测定不同龄期混凝土的碳化深度，分析水胶比对碳化深度的影响。选定水胶比分别为0.30、0.34、0.38、0.42、0.46、0.50共6组，在砂率为36%，胶粉掺量为4.0%，消泡剂掺量为0.4%，硅粉掺量为3.0%，水泥用量为534kg/m[3]的条件下进行试验，测定不同水胶比混凝土的碳化深度，试验编号分别为1、2、3、4、5、6。
2.3、 试验方法
依据GB/T 5082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》的碳化试验方法进行，试件为100mm×100mm×400mm棱柱体，在碳化箱内的二氧化碳体积分数保持在（20士3)%，相对湿度控制在（70士5)%，温度控制在（20士2)℃的稳定条件下，分别测定混凝土试件3d,7d,14d,28d,60d的碳化深度。
3、 结果与讨论
3.1、 碳化龄期的影响
表1列出了各试样编号不同碳化龄期的碳化深度测定结果。
表1 不同碳化龄期混凝土的碳化深度
图1是水胶比单因素试验的不同碳化龄期的碳化深度变化曲线。
从图1可以看出，混凝土碳化深度随碳化龄期的变化呈递增趋势。水胶比单因素试验中，在碳化龄期14d以前，碳化深度较小且增长速度较快；而14d以后，碳化深度较大但增长速度缓慢。并且，试样6在各龄期的碳化深度最大，试样1在各龄期的碳化深度最小。这表明水胶比为0.30的试样抗碳化性最好，而水胶比为0.50的试样抗碳化性最差。7d14d28d
图1 不同水胶比条件下碳化龄期对碳化深度的影响
图2 不同水胶比对碳化深度的影响
此时，对7d、14d、28d龄期的碳化深度与水胶比的关系绘制曲线图如图2所示。由图2可以发现，各龄期的碳化深度随水胶比的增加而逐渐增大。在其他条件不变的情况下，复合助剂改性混凝土的碳化过程取决于一次水化反应的结果；因此，水胶比也是影响混凝土碳化深度的一个重要因素。由此可知，最高点即水胶比为0.50最有利于混凝土的碳化，而最低点即水胶比为0.30最不利于混凝土的碳化。这恰好与图1的分析结果是一致的。
3.2、 碳化机理分析
混凝土的碳化进程主要受两个因素的制约，分别是混凝土吸收CO2的能力和CO2向混凝土内部扩散的能力。在混凝土配合比中其他掺加成分相同的条件下，当水胶比不同时，在理论上可以认为水泥水化生成的氢氧化钙量是一样的，这也就说明，混凝土吸收二氧化碳的能力是一样的。这时，只有CO2向混凝土内部扩散的能力决定了混凝土抗碳化性能的优劣。由于水胶比对混凝土水泥浆体内部结构的影响比较显着，所以，当水胶比越大，混凝土内部的孔隙结构就愈多，混凝土的密实性就越差，二氧化碳在混凝土内部结构就越容易扩散，以致其碳化反应随之加速，于是混凝土的抗碳化性能也就得不到相应的保证。因此，在仅考虑水胶比这一因素对混凝土碳化的影响来看，水胶比是不易过大的。这正好与方璟、李春晖等人的结论以及本试验结果相一致，水灰比与混凝土碳化深度存在明显的相关性，即水灰比越小，混凝土的碳化深度越小。
4、 结束语
水胶比单因素试验中各混凝土试件碳化深度随碳化龄期的变化趋势基本一致，即碳化深度随碳化龄期的变化呈递增趋势。在其他条件不变的情况下，随着水胶比增大，复合助剂改性混凝土的碳化深度逐渐增大。其中，水胶比为0.50最有利于混凝土的碳化，而水胶比为0.30最不利于混凝土的碳化，即水胶比为0.30的试样的抗碳化能力较强。
参考文献
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