冻融与碳化交替作用下的混凝土性能试验.pdf
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1、第 3 2卷第 4 期 V0 1 3 2 No 4 水 利 水 电 科 技 进 展 A d v a n c e s i n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r R e s o u r c e s 2 0 1 2年 8 月 Au g20 1 2 D OI : 1 0 3 8 8 o j i s s n 1 0 0 6 7 6 4 7 2 0 1 2 0 4 0 0 8 冻融与碳化交替作用下的混凝土性能试验 蒋林华, 那彬彬, 周晓明, 王 涛 , 胡 杰, 熊传胜 ( 河海大学力学 与材料学 院 , 江苏 南京2 1 0 0
2、9 8 ) 摘要 : 为了研 究冻融与碳化 同时作用下混凝土的耐久性 , 采用冻融和碳化交替作用的方法对不同水 胶 比、 不同粉煤灰掺量的混凝土进行抗冻性能和抗碳化性能试验。试验结果表明: 冻融与碳化 交替 作用下混凝土碳化深度不再服从 时间的二次方根 的发展趋势, 而是随着交替次数 的增加发展得更 快 ; 冻融作 用所 占比例 越 大 , 混 凝土损 伤越 快 , 碳 化也越 严 重 。 关键 词 : 混凝 土 ; 冻 融 ; 碳化 ; 耐 久性 中图分类号: T V 4 3 1 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 6 7 6 4 7 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 0 3 3
3、 04 T e s t s f o r p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e u n d e r a l t e r n a t e f r e e z e - t h a w a n d c a r b o n a t i o n a c t i o n s J I A NG L i n - h u a ,N A B i n - b i n ,Z HOU X i a o m i n g ,WA N G T a 0 , H U J i e , X I O N G C h u a n - s h e n g( C o Z l e g o f Me c h
4、 a n ic s a n dM a t e r i a ls , H o h a i U n i v e r s i t y , 2 1 0 0 9 8 , C h i n a ) Ab s t r a c t :I n o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e c o n c r e t e d ura b i l i t y u n d e r c o m b i n e d f r e e z e tha w a n d c a r b o n a t i o n a c t i o n s ,c o n c r e t e t e s t s
5、 wi th d i ff e r e m w a t e r - c e me n t r a t i o s and n v a s h c o n t e n t s w e r e p e r f o r me d u n d e r the a h e ma t e f r e e z e t h a w a n d c arbo n a t i o n a c t i o n s T h e r e s u l t s s h o w t h a t t 1 e c a r b o fi a t i 0 n d e p t 1 u n d e r the a l t e ma t
6、e a c t i o n s d o e s n o t f o l l o w a s q u are - r o o t - o f - t i me t r e n d 。b u t i n e r e a s e s f a s t e r w i t h a l t e r n a t e t i me s Wi t h the i n c r e a s e o f t h e f r e e tha w p e r c e n t a g e the c o n c r e t e i s d a m a g e d f ast e r a n d i t s c arb o
7、na t i o n i s mo r e s i g n i fic an t Ke y wo r d s :c o n c r e t e ;f r e e z e t h a w;c arbo n a t i o n ;d u r a b i l i t y 冻融和碳化是引起钢筋混凝土耐久性不 良的主 要因素 1 - 3 。 目前 , 学术界对冻融 、 碳化单一因素作 用下混凝土的耐久性研究 已经较为成熟 , 对混凝 土 在冻融和碳化 同时作用下 的耐久性研究较少 , 而 北方的一些混凝土工程通常处在冻融交替的气候中 并且直接暴露于大气 中, 因此经受冻融和碳化的同 时作用。本文采用冻融
8、和碳化交替作用 的方法来研 究冻融和碳化同时作用下混凝土的耐久性。 1 原材料与试验方法 1 1 原材 料 a 水泥。南京浦 口海螺水泥厂生产 的 4 2 5级 普通硅酸盐水泥 , 性能指标如下: 8 0 t a n 筛筛余 1 6 ; 初凝 时 间 1 5 0 m i n , 终凝 时 间 2 4 0 m i n ; 3 d抗 压 强度 2 5 1 M P a , 3 d抗折强度 5 5 M P a , 2 8 d 抗压强度 4 3 8 MP a , 2 8 d抗折强度 8 4 M P a ; 安定性合格。所检项 目符合 G B 1 7 5 2 0 0 7 通用硅酸盐水泥 标准要求。 b 粗
9、骨料 。粗骨料为 52 5 m l n连续级 配 类 碎石 , 最大 粒径 2 5 ra i n , 含 泥 量 ( 质 量 分数 , 下 同) 0 6 , 泥块含量 0 4 , 针片状 颗粒含量 4 7 , 压 碎指标 8 8 , 所检项 目符合 G B T 1 4 6 8 5 -2 0 0 1 建 筑用卵石 、 碎石 标准要求 。 c 细骨料。细骨料为 区 类河砂 , 细度模数 2 8 , 含 泥量 1 3 , 泥块 含 量 0 8 , 氯 离子 含 量 0 0 0 6 , 所检 项 目符合 G B T 1 4 6 8 5 -2 0 0 1 建 筑用 卵石 、 碎石 标准要求。 d 掺和料
10、 。粉煤灰掺和料采用南 京热电厂生 产的 F类 级粉煤灰 , 4 5 m方孔筛筛余 1 5 5 , 蓄 水量 比 1 04 , 强度比 6 1 , 烧失量 1 1 , 所检项 目 符合 D L T 5 0 5 5 -2 0 0 7 ( 水工混凝土掺用粉煤灰技术 规范 标准的要求。 e 外加剂 、 水。南京瑞迪高新技术公 司生产的 H L C N A F高效减水剂。南京市自来水总公司供应的饮 用水, 满足 J G J 6 3 - - - 2 0 0 6 ( 混凝土用水标准 标准要求。 1 2 配合比 参考南水北调中线工程 中在建渡槽的配合 比, 基金项 目: “ 十一五” 国家科技支撑计划 (
11、2 0 0 6 B A B 0 4 A 0 5 ) ; 国家 自然科学基金 ( 5 0 9 7 8 o 8 5 , 5 0 8 0 8 0 6 6 ) 作者简介 : 蒋林华( 1 9 6 3 一 ) , 男 , 江苏苏州人 , 教 授, 博士 , 主要从事新材料及材料 耐久性研究 。l h j i a n g h h u e d u a n 水利水电科技进展 , 2 0 1 2 , 3 2 ( 4 )ir e : 0 2 5 8 3 7 8 6 3 3 5 E - m a i l : j z h h u e d u c a h t tp: k k b h h u e d u c n 33 水胶
12、 比采用 0 4 , 0 5和 0 6 。粉煤灰对混凝 土耐久 性影响较为显著 , 粉煤灰掺量 ( 质量分数 , 下同) 超过 3 0 , 其强度和耐久性将急剧下降。故本试验 采用 1 0 , 2 0 和 3 0 共 3 组不同粉煤灰掺量 。具 体配合 比见表 1 。 表 1 混凝土配合 比 1 3 试 验 方法 1 3 1 冻融与碳化交替作用的组合方案 试验采用冻融和碳化交替作用的方法。将不同 的冻融循环次数和碳化条件进行组合应尽量与实际 环境相似。一般而言, 无污染大气 中二氧化碳质量 分数为 0 0 3 , 另外 根据统计 资料_ 8 J , 我国不 同区 域可能 出现 的年 平均冻 融
13、循 环次数 为: 东 北地 区 1 2 0次, 华北 8 4次, 西北 1 1 8次, 华中 l 8次 , 华东介 于华北和华中之 间, 华南基本为无冻 区。以年平均 冻融循环次数 6 0 、 无大气污染 的地区为例。1 a内混 凝土遭受冻融循环次数为 6 0 次 , 相当于实验室快速 冻融循环 5次, 而 1 a的碳化作用等效于在质量分数 为 1 0 的 C O , 下快速碳化 1 d 。综合考虑各种因素, 试验主要采用快速冻融 1 5 次和碳化 3 d交替作用。 为研究在不 同的冻融循环次数和碳化条件组合 下混凝 土的耐久性 , 设计 了 5种冻融与碳化组合方 案 , 见表 2 。 表 2
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- 碳化 交替 作用 混凝土 性能 试验
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