学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

掺粉煤灰和矿渣粉混凝土的碳化行为及其影响因素的研究

作　者: 胡建军
导　师: 廉慧珍；徐永模
学　校: 清华大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 混凝土碳化矿物掺和料体积法测孔孔隙率
分类号: TU528
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 168次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前结构工程验收时广泛采用回弹法,由于混凝土中大掺量矿物掺和料的使用,碳化深度较大,根据碳化深度进行强度修正后,得出的强度结果往往比混凝土的实际强度低。这往往使混凝土供需双方纠纷不止,并使人们认为“掺和料混凝土不耐久（抗碳化性能差）”,极大地限制了其在混凝土中的广泛使用,这不符合可持续发展的战略要求。对于碳化性能的测定,以往多采用标准快速碳化方法,与工程实际相差很大;对碳化机理,多数人认为矿物掺和料稀释了混凝土的碱度,并因二次水化消耗Ca（OH）₂,进一步降低碱度,因而加速矿物掺和料混凝土的碳化。这些可能都是误区。本课题采用自然条件下碳化,检测不同水胶比、不同掺和料掺量的混凝土和砂浆的碳化深度,研究了矿物掺和料掺量、养护龄期、水胶比和骨料对碳化行为的影响;使用体积法和压汞法对与混凝土相同的水胶比、胶材比的净浆试样进行孔隙测定。分析掺和料混凝土中孔与其碳化性能的关系。试验表明,在28天以内,掺入矿渣粉或粉煤灰的混凝土,其内部孔隙率的变化可以反映出碳化速率的变化。掺粉煤灰混凝土的孔隙率随掺量的增加而增大,同时抗碳化性能下降;掺矿渣粉混凝土14天内孔隙率随着掺量增加逐步提高,抗碳化性能下降,但是,至28天龄期时,孔隙率随掺量增加逐步下降,抗碳化性能提高;随着水灰比的降低,孔隙率下降,抗碳化性能提高;早期标准养护时间的延长,有利于混凝土抗碳化性能的提高。砂浆的碳化行为均能代表相同配合比参数的混凝土的碳化行为。对22.5个月试件的分析得出:混凝土内部的孔隙率和孔细化程度都能影响混凝土碳化速率。在此龄期下,水胶比0.4、粉煤灰掺量20%的混凝土碳化速率和空白混凝土的一致,此时平均孔径下降、孔隙率增加,孔径细化对碳化速度的影响作用更明显。高掺量矿渣粉对降低混凝土后期的碳化速率是有益的,0.5水胶比时,30%矿渣粉掺量的混凝土抗碳化性能最好,其平均孔径和孔隙率均低于空白混凝土,掺量60%时其碳化速率仍低于空白混凝土。对7-10年的老混凝土钻芯样分析表明,混凝土碳化层对进一步碳化起着巨大的阻碍作用。随着服役龄期的增加,粉煤灰混凝土密实度和抗碳化能力明显提高。只要正确使用,在自然条件下掺和料混凝土碳化问题并没有想象的严重。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-10
第1章绪论  10-23
  1.1 环境负荷问题及混凝土发展方向  10-13
    1.1.1 日趋严峻的环境负荷问题  10-11
    1.1.2 高环境负荷下混凝土的发展方向：矿物掺和料的应用  11-13
  1.2 本课题立题背景  13-20
    1.2.1 不同矿物掺和料的特性及其在混凝土应用中的作用  13-14
    1.2.2 混凝土的耐久性和矿物掺和料混凝土目前存在的问题  14-15
    1.2.3 关于混凝土碳化的机理  15-17
    1.2.4 矿物掺和料混凝土碳化性能研究的现状  17-19
    1.2.5 矿物掺和料混凝土碳化性能与其孔结构关系研究的现状  19-20
  1.3 本课题研究目的及主要思路和内容  20-23
    1.3.1 本课题研究的意义  20-21
    1.3.2 本课题研究的思路、技术路线和内容  21-23
      1.3.2.1 关于掺加矿物掺和料对混凝土碳化的影响机理的科学推理  21-22
      1.3.2.2 技术路线  22
      1.3.2.3 实验内容  22-23
第2章原材料、试验方法及配合比  23-32
  2.1 试验原材料  23-25
    2.1.1 水泥  23
    2.1.2 矿物掺和料  23-24
    2.1.3 粗集料  24
    2.1.4 细集料  24
    2.1.5 外加剂  24
    2.1.6 拌和水  24-25
  2.2 试验方法  25-29
    2.2.1 试样制备、成型方法  25
    2.2.2 试样的养护  25
    2.2.3 试样工作性试验  25-26
    2.2.4 试样力学性能试验  26
    2.2.5 试样抗碳化试验  26-27
    2.2.6 试样测孔试验  27-29
  2.3 试验用配合比  29-32
    2.3.1 净浆配合比  29-30
    2.3.2 砂浆配合比  30
    2.3.3 混凝土配合比  30-32
第3章掺和料对混凝土碳化性能的影响  32-44
  3.1 粉煤灰对砂浆碳化性能的影响  32-34
    3.1.1 不同水胶比下粉煤灰掺量对砂浆碳化性能的影响  32-33
    3.1.2 不同龄期下粉煤灰掺量对砂浆碳化性能的影响  33
    3.1.3 不同早期养护条件下粉煤灰掺量对砂浆碳化性能的影响  33-34
  3.2 矿渣粉对砂浆碳化性能的影响  34-36
    3.2.1 不同水胶比下矿渣粉掺量对砂浆碳化性能的影响  34-35
    3.2.2 不同龄期下矿渣粉掺量对砂浆碳化性能的影响  35-36
    3.2.3 不同早期养护条件下矿渣粉掺量对砂浆碳化性能的影响  36
  3.3 粉煤灰和矿渣粉复掺对砂浆碳化性能的影响  36-39
    3.3.1 不同水胶比下固定掺粉煤灰2096后矿渣粉对砂浆碳化性能的影响  36-37
    3.3.2 不同龄期下固定掺粉煤灰2096后矿渣粉对砂浆碳化性能的影响  37-38
    3.3.3 不同早期养护条件固定掺粉煤灰2096后矿渣粉对砂浆碳化性能的影响  38-39
  3.4 砂浆碳化与混凝土碳化的关系  39-42
    3.4.1 单掺入粉煤灰后砂浆和混凝土碳化的关系  39-40
    3.4.2 单掺入矿渣粉后砂浆和混凝土碳化的关系  40
    3.4.3 复掺入粉煤灰和矿渣粉后砂浆和混凝土碳化的关系  40-41
    3.4.4 不同养护条件下砂浆和混凝土碳化的关系  41-42
  3.5 本章小结  42-44
第4章掺和料品种、掺量与混凝土孔隙率的关系  44-58
  4.1 粉煤灰对孔隙率的影响  44-47
    4.1.1 不同水胶比下粉煤灰掺量对孔隙率的影响  44-46
    4.1.2 不同龄期下粉煤灰掺量对孔隙率的影响  46-47
  4.2 矿渣粉对孔隙率的影响  47-49
    4.2.1 不同水胶比下矿渣粉掺量对孔隙率的影响  47-48
    4.2.2 不同养护龄期下矿渣粉掺量对孔隙率的影响  48-49
  4.3 粉煤灰矿渣粉复掺对孔隙率的影响  49-52
    4.3.1 不同水胶比下固定掺粉煤灰2096后矿渣粉对孔隙率的影响  49-51
    4.3.2 不同龄期下固定掺粉煤灰2096后矿渣粉对孔隙率的影响  51-52
  4.4 矿物掺和料对孔结构的影响  52-57
    4.4.1 矿物掺和料对龄期3 天混凝土孔结构的影响  52-54
    4.4.2 掺和料对22.5 个月混凝土孔结构的影响  54-57
  4.5 本章小结  57-58
第5章掺和料混凝土孔与碳化的关系  58-74
  5.1 掺加粉煤灰的混凝土孔与碳化的关系  58-66
    5.1.1 掺加粉煤灰的混凝土28 天内孔和碳化的关系  58-60
      5.1.1.1 粉煤灰掺量不同时混凝土孔和碳化的关系  58-59
      5.1.1.2 水胶比不同时混凝土孔和碳化的关系  59-60
    5.1.2 掺入粉煤灰的混凝土28 天后孔和碳化的关系  60-63
    5.1.3 掺入大掺量粉煤灰的混凝土工程后期的抗碳化性能  63-66
      5.1.3.1 工程中粉煤灰混凝土自然条件下的抗碳化性能  63-64
      5.1.3.2 工程芯样快速碳化的研究  64-66
  5.2 矿渣粉混凝土孔与碳化的关系  66-70
    5.2.1 掺入矿渣粉混凝土28 天内孔和碳化的关系  66-68
      5.2.1.1 矿渣粉掺量不同时混凝土孔和碳化的关系  66-67
      5.2.1.2 水胶比不同时混凝土孔和碳化的关系  67-68
    5.2.2 掺入矿渣粉混凝土28 天后孔和碳化的关系  68-70
  5.3 碳化层（中性化层）对混凝土抗碳化性能的影响  70-72
  5.4 本章小结  72-74
第6章结论与建议  74-76
  6.1 结论  74
  6.2 建议  74-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
附录A 强度数据  80-86
附录B 碳化数据  86-92
附录C 测孔隙率数据  92-95
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  95

掺粉煤灰和矿渣粉混凝土的碳化行为及其影响因素的研究

内容摘要

全文目录

相似论文