化学外加剂对水泥石碳化影响的研究

发布时间：2017-11-04 23:05

  本文关键词：化学外加剂对水泥石碳化影响的研究

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【摘要】：钢筋混凝土是结构混凝土最重要以及最普遍的使用形式。但是由于耐久性问题导致的钢筋混凝土结构破坏的案例频繁发生,给国家和社会造成巨大损失。钢筋混凝土的耐久性问题主要包括钢筋锈蚀、冻融破坏以及疲劳破坏等。其中由于碳化引起的钢筋锈蚀最易发生且普遍存在。此外,随着CO2浓度上升、气候变暖等环境变化又加剧混凝土的碳化。因此,掌握混凝土碳化机理和本质规律,从而真正实现按耐久性设计钢筋混凝土具有重要的科学意义。引气剂、膨胀剂、减水剂这三种化学外加剂对混凝土的孔结构都有一定的影响,而孔结构是影响碳化的重要因素。因此研究化学外加剂对碳化的影响具有重要的现实意义。水泥石是发生碳化的唯一组分,研究水泥石的碳化可以为混凝土碳化提供更多理论基础。本论文通过化学分析法研究引气剂、减水剂以及膨胀剂这三种常用外加剂对水泥石碳化的影响并探索其作用机理。引气剂对水泥石碳化性的影响与水灰比有关。水灰比为0.4时,引气剂引入封闭气泡可提高水泥石的抗渗透性,因此两种引气剂都能在不同程度上改善水泥石的抗碳化性。但是当水灰比较大时(0.4),掺引气剂的水泥石碳化程度增加。当水灰比较高时,孔隙率增加对抗碳化不利。引气剂对不同湿度下水泥石的碳化产生的作用不同。掺入引气剂之后,碳化湿度较高时,延长碳化时间,水泥石碳化程度没有明显改变;当相对湿度低于54%,掺入引气剂之后完全碳化区缩短,水泥石的抗碳化性增强。膨胀剂对水泥石碳化的影响受可碳化物质和孔结构两因素的制约。当水灰比为0.4,掺入膨胀剂之后虽然碳化产生的碳酸钙更多,但是水泥石碳化深度没有显著增加,所以膨胀剂不会降低水泥石的总体抗碳化性,可碳化物质增加对抗碳化有利占主导。而当水灰比为0.5时,掺入膨胀剂之后水泥石完全碳化区延长,碳化程度增加,此时孔结构的劣化对碳化的影响占主导。当水灰比小于或等于0.4,掺入减水剂可以增大水泥浆的流动性,但是与空白组相比水泥石碳化程度没有明显差异,减水剂对水泥石的碳化性没有很大影响。而当水灰比为0.45,减水剂掺量为0.8%水泥石碳化程度增加。减水剂掺量较高会使水泥水化实际所需的水减少,多余的水分蒸发会在水泥石内部形成更多的孔,为CO2在内部扩散提供通道,因此碳化速率提高。从孔结构分析,两种引气剂都会增加水泥石孔隙率,但是掺入两种引气剂以后水泥石内部的气泡参数存在差异,这导致水泥石抗碳化性不同。在无约束条件下掺膨胀剂水泥石孔隙率也会增加,但是增加的可能是连通孔和宏观孔,对水泥石抗碳化性不利。三种外加剂对砂浆强度影响不同。引气剂增加了孔隙率导致砂浆强度下降明显;在水灰比为0.4时,掺入减水剂导致砂浆轻微泌水,对强度有不利影响;加入膨胀剂砂浆后期强度略有增加,可能是掺入膨胀剂之后砂浆后期结构更密实强度提高。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528

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本文编号：1141503