大掺量掺合料混凝土抗碳化性能的评估分析.pdf

2 0 1 1N O 3粉煤灰综合利用F L YA S HC o M P R E H E N S I V EU T I L I Z A T I o N大掺量掺合料混凝土抗碳化性能的评估分析A p p r a i s a lA n a l y s i so nC a r b o n a t i o nR e s i s t a n c eo fC o n c r e t ew i t hH i g h-v o l u m eA d m i x t u r e甘昌成，麦锐，李建庭，何昌斌(鹤山市建力混凝土有限公司，广东鹤山5 2 9 7 2 1)摘要：混凝土的抗碳化性能取决于混凝土的碱度和抗渗性，关键是抗渗性。自然碳化试验结果表明，如果混凝土的抗渗性能差，大掺量掺合料混凝土3 9 d 的自然碳化深度可达5 m m 一6 m m，而抗渗等级 P 3 0 级的高抗渗大掺量掺合料混凝土，1 3 6 d 的自然碳化深度为0。讨论了高抗渗高性能是大掺量掺合料混凝土的发展方向，大掺量掺合料混凝土对于发展低碳可循环经济的重要性，以及推广应用大掺量掺合料混凝土一些应该解决的问题。关键词：掺合料；大掺量；碳化；高抗渗；高性能中图分类号：T U 5 2 8 3 3文献标识码：A文章编号：1 0 0 5-8 2 4 9(2 0 1 1)0 3-0 0 1 0-0 7混凝土掺合料是由粉煤灰，矿渣，磷渣，煤矸石等有一定活性的废渣单一或复合磨细后的粉状物料，与水泥一起组成混凝土的胶凝材料。混凝土中掺合料掺量越大，水泥用量越少，绿色化程度越高。加强对大掺量掺合料混凝土性能的研究，提高应用技术水平，对于推动节能减排、促进低碳可循环经济的持续发展，有着深远的意义。减水剂的应用及其性能的提高，使混凝土技术得到快速发展，也为大掺量掺合料混凝土的发展提供了有利的技术条件。要使大掺量掺合料混凝土得到大的发展，还有一些问题需要研究和解决。例如混凝土的抗碳化性能问题，影响混凝土的护筋性和耐久性。这些问题不解决，将制约大掺量掺合料混凝土的发展。本文根据自然碳化试验的初步结果，利用高抗渗防裂的原理，对大掺量掺合料混凝土的抗碳化性能，作简要的评估分析。1混凝土的抗碳化性能与耐久性的关系混凝土与钢筋复合使用，利用钢筋承受拉力，使混凝土在建筑工程中得到广泛应用。混凝土保护钢筋不生锈的能力也就成为钢筋混凝土应具备的重要性能。钢筋在混凝土中能够长期不生锈，是因为钢筋表面有纯化膜的存在。这层纯化膜只有在碱性环境中才能稳定存在，而水泥水化反应生成大量的C a(O H)：就为混收稿日期：2 0 1 1 讲-2 l1 0 凝土提供了保护钢筋不生锈的碱性环境。大掺量掺合料混凝土中，水泥用量少，掺合料掺量高，混凝土中水泥水化生成的C a(O H)：因之也少。另一方面，掺合料的活性是靠水泥的碱性激发的，掺合料中的活性S i O：和A 1：O，要吸收大量的C a(O H)：才能生成水化胶凝物质，发挥掺合料的胶凝材料作用。掺合料在混凝土中的二次反应既是耐久性的有利条件，也是不利条件，涉及配合比的合理性。通过二次反应，混凝土中的水化产物由高碱性转变为低碱性，强度更高，稳定性更好，提高了混凝土的抗蚀能力。但二次反应要消耗混凝土中的C a(O H)：，进一步降低混凝土中的C a(O H)：浓度。这种混凝土碱度低，如果抗渗性能差，C O：等环境有害介质容易进入混凝土内部，使混凝土很容易碳化，钢筋锈蚀，水化产物受有害介质侵蚀，混凝土耐久性降低。游宝坤教授通过理论计算得出结论障：当混凝土中的掺合料(包括水泥中的混合材)达到5 0 时，混凝土的抗碳化性能与护筋性能是有保障的；当超过6 0 时，混凝土中的C a(O H)：浓度0，远低于c a(O H)：的饱和浓度1 3 9 L，对混凝土的抗碳化性能和护筋性能不利，将降低钢筋混凝土结构的耐久性，故掺合料最大掺量约为6 0。大掺量掺合料混凝土在发展过程中是有教训的。无熟料水泥混凝土和少熟料水泥混凝土可看作是大掺粉煤灰综合利用F L YA S HC o M P R E H E N S I V EU T I L I Z A T I o N2 0 11N O 3量掺合料混凝土的前身，上世纪5 0 年代的研究成果，工程应用中发现混凝土存在钢筋锈蚀和严重碳化，后禁止生产引。作者也曾作过低熟料矿渣水泥混凝土的抗碳化性能与护筋性能的研究。3J，按照混凝土长期性能和耐久性能试验中碳化试验和钢筋锈蚀试验的方法，测定低熟料水泥混凝土的碳化深度和钢筋失重率。水泥组成及试验结果见表1、表2。表1用于混凝土碳化与钢筋锈蚀试验的水泥配合比表2矿渣水泥与低熟料矿渣水泥混凝土的碳化试验与钢筋锈蚀试验结果3 1变誓混雩嚣比妻警嚣盏罢篙嚣序号C：S：G：w比m m s M P am m注：1 C：S：G：W=水