掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究秦琼

掺合料对混凝土早期碳化深度影响的试验研究秦琼

秦琼

苏州混凝土水泥制品研究院检测中心有限公司江苏苏州215000

摘要：目前在混凝土应用方面碳化问题正在逐渐受到广泛重视，为了明确混凝土发生碳化的原因本篇文章通过对单一材料矿物质为研究对象关于掺合料混凝土碳化深度进行了一些研究和分析，下文将做出一一阐述。

关键词：掺合料；混凝土；早期碳化深度；试验研究

前言：自从上个世纪八十年代以来，水泥被广泛应用。商品化的混凝土材料在其建筑应用方面体现了良好的性能并且具有施工方便，价格低廉等各种优点。混凝土材质的建筑材料的应用时间大约为50年左右。由于其通常都是暴露在空气中会发生碳化作用，这就会导致其耐久性发生下降。在对一些建筑物的研究发现混凝土的碳化腐蚀是非常普遍的。为了尽可能减少混凝土碳化对建筑物造成的危害。下文将对于早期碳化的影响作出分析。

1不同掺合料应用影响

在实验中中选取的材料包括水泥，矿粉和煤灰等不同的材料。将这些不同的材料按照一定的比例进行配比。根据普通混凝土长期耐久性试验方法的标准型实验过程来进行这项操作。在进行碳化加速的相关实验中需要控制二氧化碳的浓度为百分之二十左右，温度在22摄氏度左右，并且湿度也需要控制在百分之75左右。在对掺合料混凝土材料碳化试验过程进行混凝土养护时，可以通过两种方法来进行。首先需要进行前期养护，在掺合料混凝土脱模之后，需要首先在标准条件下进行养护，养护的时间大约为26天左右，随后在60摄氏度的条件下烘烤48小时，在这之后再进行加速碳化试验过程。另外一种方法就是对掺合料混凝土进行前期的干燥方面养护。就是在脱模之后首先将混凝土材料放置在湿度为百分之六十的环境下进行养护工作，随后再进行高温烘烤，最后再进行加速碳化试验。根据试验结果我们可以知道不同掺合物，对混凝土早期碳化有着重要影响。在混凝土的生产过程中，通常根据它的坚硬程度和使用时间来衡量一种材料的好坏。在混凝土硬度达标的前提下，可以在其中掺夹一些其他的材料来减少水泥的使用量。并且在不同矿物质材料的应用方面也可以达到更好的使用性能，在降低工作生产成本上也有很大作用。如果在混凝土中加入矿粉和煤灰后，碳化深度明显大于单纯混凝土的碳化程度。在经过计算之后如果每立方米的混凝土中加入矿粉量的比例分别为百分之五十或者百分之六十在经过28天的深化后分别为3.5倍和3.7倍。因此在混凝土中加入矿粉和煤灰会导致抗碳化能力有着非常明显的降低。因此在混凝土中加入掺合料对于整体混凝土的应用来讲既有正面作用又有负面作用。所谓的正面作用就是在其中加入矿物质元素之后对于混凝土的缝隙可以进行细化，并且可以使空气中的二氧化碳很难进入到混凝土之中，减少了碳化的发生概率。就负面作用来讲，在混凝土中掺入矿粉或者煤灰可能产生火山灰效应，就是空气中的水蒸气可能与内部石灰混合发生二次反应，这样就会导致混凝土在应用过程中的抗碳化作用减弱。所以掺合料在混凝土中被应用之后，主要取决于其正面作用和负面作用的作用力哪一项占据主要作用。目前就我国混凝土应用来讲C40及以下的强度等级为主，这样的配比条件下睡你的应用较少但是缝隙较大为主要应用特点。

在搀合料在混凝土掺和过程中，虽然在一定程度上可以对其内在结构进行有效解决但是其内部空隙仍然较大，所以在矿料应用的过程中需要同时阻止二氧化碳的侵入。如果在混凝土的生产过程水泥用量减少，那么分解形成的氢氧化钙含量也将相对减少，发生的火山灰效应也将有所减少。氢氧化钙和二氧化碳可以反应生成碳酸钙这样就会导致混凝土体积发生膨胀，这样就可以有效减少混凝土内部的空隙。但是如果水泥混凝土碳化之后就有可能导致二氧化碳对硫氢碳进行解体而发生多孔硅胶的生成引起混凝土发生收缩，这些不同的作用都将导致混凝土的对侵蚀的阻抗作用减弱。有关学者研究表明，大掺量矿粉、粉煤灰都使得商品混凝土的碳化深度有大幅提高。Papadakis[6]的研究也表明，当掺合料以取代水泥方式掺入时，总的可碳化物质数量减少，且致密性不足以弥补碱度的降低，商品混凝土抗碳化性能降低。

如果混凝土中掺合料的比例达到百分之五十时，经过28天的标准化养护之后碳化深度大约为12毫米，这样的程度小于钢筋的保护厚度，并且如果预先混合的材料在现场施工过程中状况良好时具有的抗碳化能力也将会有一定程度的增强。但是在实际操作的过程中，由于混凝土的浇筑过程不能满足整体需求标准，因此有一些工程在进行过程中并没有对混凝土碳化防护进行维修和保养。这样所生产的混凝土在具体应用过程中仅仅能勉强达到设计标准要求。但是在具体应用过程中的抗碳化能力差，在以后建筑物的使用过程中也会出现碳化的现象。所以在对掺合料混凝土对早期碳化深度影响进行研究时需要首先对其进行养护来保证抗碳化的能力。这样才可能更加科学的对掺合料的配比进行研究和分析，重视这项工作对于整体混凝土的抗碳化功能有着重要意义。对比不同掺合料对碳化深度的影响研究过程中，需要对于首先经过干燥养护的混凝土进行分析，在经过这项处理之后的混凝土对于抗碳化能力深度来讲有着非常重要这样的掺合材料在经过干燥之后，抗碳化能力将会下降，这是因为干燥的环境下水分较少很难形成膨胀性，这样早期经过干燥的材料碳化将会十分迅速。

2掺合料对混凝土性能的影响

如果在混凝土掺入硅粉，硅粉在应用的过程中由于其自身的独特性以及具有的不定形性可以对混凝土混合的材料进行替代。这样的小颗粒物质可以渗透在水泥颗粒中间这样可以使内部混合更为合理，这样的填充作用可以降低需要用水的量。另一方面来讲，硅粉的直径和表面积的比例很大因此可以吸收多余的水分，而增加用水量的方面主要取决于几个重要的因素，尤其是在掺水的方面。而对于掺入硅粉对于混凝土硬度方面来讲，可以有效填充缝隙，并且也可以与水泥中的氢氧化钙发生反应，结构更加致密，对于整体强度的调整来讲也更加重要。铁道科学研究院用不同硅粉量取代混凝土中的混合材料成分，随后再改变水的应用，来保证混凝土的坍落度为固定数值。不同硅粉掺量的混凝土抗压强度也有一定的发展规律。混凝土强度均比基准混凝土低取代量越大强度降低越多。这是因为在材料的选择方面取代量越大，W/（C+SF）增大，造成强度降低。如果外掺高效减水剂，混凝土的坍落度一致，掺sF的混凝土强度高于基准混凝土。有研究翻认为水胶比低于19%时，混凝土28d强度有降低的趋向。使用现场浇注的混凝土水胶比的界限为百分之二十左右。研究发现sF取代率为20%的混凝土由于

火山灰反应从水化初期就开始掺SF的混凝土7天龄期强度与基准混凝土（1sF取代率为0）具有相近的强度中长期强度发展随sF取代率增大而提高取代率为20%时，取代率对抗压强度影响较小。这样的掺合料对混凝土应用来讲有着重要作用。

结语：本篇文章对于掺合料对混凝土早期碳化的影响做出了一些具体分析和讨论，分别从几个不同的方面分别做出了阐述，通过对这些内容做出的分析，希望对未来我国混凝土建筑工程应用方面的研究有积极影响作用。

参考文献：

[1]张琦.掺合料混凝土泵送技术研究[J]建筑机械化，2015，86.

[2]张良.超高度高性能泵送混凝土施工技术[J]广西城镇建设，2014，23.

[3]曹霞.上海金茂大厦混凝土工程施工技术[J]施工技术，2013，29.

[4]陈林.超高层混凝土技术研究[J]建筑机械化，2016，28.

[5]任军.高空回形布管法进行高性能泵送技术[J]广西建设，2016，02.