现代混凝土碳化及收缩试验研究资料
混凝土碳化模型及其参数研究共3篇
混凝土碳化模型及其参数研究共3篇混凝土碳化模型及其参数研究1混凝土碳化模型及其参数研究混凝土碳化是指混凝土中的碱性氧化物与二氧化碳发生反应，产生碳酸根离子，进而引起混凝土中金属钢筋锈蚀的现象。
混凝土碳化是混凝土中最为重要的一种耐久性问题，因为它直接关系到混凝土结构的安全性、使用寿命和经济效益。
因此，对混凝土碳化模型及其参数进行研究，有助于理解混凝土碳化的机制、提高混凝土结构的耐久性和减少对环境的负面影响。
1. 混凝土碳化模型混凝土碳化模型的建立是基于保守性和经验性原则，其中包括实验观测、数学规律和理论机理等方面的内容。
常用的混凝土碳化模型有以下几种：（1）化学动力学模型化学动力学模型是将混凝土碳化过程看做是一个自发性的化学反应，其中涉及到碱性氧化物的反应动力学规律和相应气体的扩散系数等。
由于其较强的实验基础和预测精度，该模型被广泛应用于混凝土碳化现象的研究中。
（2）物理模型物理模型是基于混凝土碳化过程中的物理变化效应进行建模的。
这些物理变化效应包括水分迁移、碳酸根离子浓度梯度和孔隙结构演变等。
与化学动力学模型相比，物理模型的预测精度较低，但可以提供更为直观的混凝土碳化过程演变情况。
（3）现象学模型现象学模型是通过实验观察和统计分析构建的，从而预测混凝土结构的寿命。
它主要依赖于混凝土碳化的已知特征的观察，往往需要进行大量的实验。
2. 混凝土碳化参数的研究混凝土碳化参数表征了混凝土碳化过程中的各种物理和化学特征，包括碳酸根离子浓度、水平均速度、天气条件和温度等。
混凝土碳化参数的研究可以有效地帮助我们理解混凝土碳化的机理和规律，并进而规划和执行防止混凝土碳化的实际操作。
（1）混凝土碱度参数混凝土碳化发生的主要原因是钢筋搭接处的低碱度环境，因此混凝土碱度参数是影响混凝土碳化的重要因素之一。
混凝土碱度可以通过pH 值来度量，现场测试中可以采用广泛使用的碱度指数来对混凝土碱性进行测量。
（2）混凝土温度参数混凝土的温度对混凝土碳化起着重要作用，因为温度会影响到钢筋和混凝土之间的化学反应。
混凝土碳化性能的试验研究
表 ３ 矿渣粉的主要性能 ｌ 表面积ｆ 比 烧失量Ｊ 含水量ｌ 流动度ｌ 活性指数 ｉ ｄ ７ ｄ ２ 活性指数Ｉ ８
８％ ３ ｌ ｌ １ ０％ Ｉ
混凝 ｍ／ ｇ ０ １ ｌ０ ２ ｌ ０ ％ ｌ ８ ｋ ．％ ．％ １ ５ ４
（）￣ Ｎ 使 用深 圳 科 隆 产 的 Ｓ Ｈ ６缓 凝 型 高 效 减 ６＃ Ｊ 剂 ｊ Ｔ一 水 剂 ， 有 引气 、 塑 化 、 具 超 高效 减 水和 增 强 等 功 能 （ 表 见
４。 ）
表 ４ 外加剂主 要性能
Ｉ 同体含量 ｌ 砂浆减水率ｌ密度 ＪＨ Ｉ 值 净浆流动度Ｉ Ｐ 氯离了含量Ｉ
广东 建材 ２１ 年第 １ 期 ００ １
研究与探讨
混凝 土碳 化 性 能 的试 验研 究
范 永 法 赵 俊 奎
（ １深圳 市建筑 科学研究 院有 限公司； ２深 圳市金众混凝土有 限公 司）
摘 要 ：混凝土的碳化 （ 中性化） 是引起钏筋锈蚀、 混凝土耐久性降低的原因之 ， 为提高混凝上的
（ 粉 煤灰 为 Ｆ类 Ｉ级 ， ４ ） Ｉ 其主 要 性能 见表 ２所 示 ：
表 ２ 粉煤灰的主要性能
Ｃ （Ｈ 。 空气 中 的 ｃ 。 一 定湿 度 的 范 围 内发牛 化 学 ｌ 细度 ｉ需水量比 Ｊ 烧夫量 Ｊ 二 ａ０ ）与 ０在 ｒ氧化硫 ｊ 含水量 ｊ ８ ｌ ０ ９ ％ ｌ １ ４ ％ ｌ ０ １ ｌ ． ２ ． ３ ．％ 反应 ， 成 Ｃ Ｃ ： 生 ａ Ｏ 等物 质 ， 碱 性逐 渐 降低 ， 至 消 失 ， ｌ ２ ． ％ ｌ ９ ％ 其 甚 ２３ 这 种 化 学 反应 称 为 混 凝 土 的碳 化 。 当环 境 处 于 ５ ％ ０ ～ （ 矿 渣 粉 ： 用 柳 钢 ￥ ５矿 渣 粉 ， 性 能 指标 见 表 ５ ） 采 ９ 其 ７％ ０ 湿度 时碳化 速度 最快 。 个碳 化过 程是 由表 及里 、 这 由 ３所 示 ： 浅入 深 ， 逐渐 向混凝 土 内部扩 散 的过 程 。表 层 的混凝 土
混凝土干燥收缩实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在研究混凝土在干燥条件下的收缩性能，了解不同混凝土配合比、骨料种类、养护条件等因素对混凝土干燥收缩的影响，为混凝土工程设计和施工提供理论依据。
二、实验材料1. 水泥：普通硅酸盐水泥，强度等级42.5。
2. 砂：河砂，细度模数2.8。
3. 骨料：碎石，粒径5-20mm。
4. 外加剂：减水剂、引气剂。
5. 水：自来水。
6. 标准养护箱、电子天平、收缩仪、量筒等。
三、实验方法1. 混凝土配合比设计：根据实验要求，设计不同水胶比、骨料种类、外加剂用量等混凝土配合比。
2. 混凝土试件制作：按照设计好的配合比，称取相应材料，搅拌均匀后，浇筑成标准试件（150mm×150mm×150mm）。
3. 混凝土试件养护：将试件置于标准养护箱中，养护至规定龄期。
4. 干燥收缩测试：将养护好的试件取出，置于干燥箱中，设定不同干燥温度和时间，进行干燥收缩测试。
5. 数据处理：记录试件在干燥过程中的收缩值，计算收缩率。
四、实验结果与分析1. 不同水胶比对混凝土干燥收缩的影响实验结果表明，随着水胶比的增大，混凝土干燥收缩率逐渐增大。
这是因为水胶比越高，混凝土内部孔隙率越大，水分蒸发越容易，从而导致干燥收缩率增大。
2. 不同骨料种类对混凝土干燥收缩的影响实验结果表明，不同骨料种类对混凝土干燥收缩的影响较大。
河砂混凝土的干燥收缩率明显高于碎石混凝土，这是因为河砂的颗粒级配较差，孔隙率较大，水分蒸发越容易。
3. 外加剂对混凝土干燥收缩的影响实验结果表明，减水剂和引气剂可以降低混凝土干燥收缩率。
这是因为减水剂可以减少混凝土内部孔隙率，引气剂可以增加混凝土内部孔隙率，从而降低水分蒸发速度。
4. 养护条件对混凝土干燥收缩的影响实验结果表明，养护条件对混凝土干燥收缩的影响较大。
高温、高湿条件下养护的混凝土干燥收缩率较低，低温、低湿条件下养护的混凝土干燥收缩率较高。
五、结论1. 混凝土干燥收缩受水胶比、骨料种类、外加剂、养护条件等因素的影响。
混凝土的收缩性能及检测方法
混凝土的收缩性能及检测方法一、背景介绍混凝土是建筑工程中应用最广泛的一种材料，但由于其在固化过程中存在收缩现象，会对混凝土结构的稳定性和耐久性造成影响。
因此，了解混凝土的收缩性能及检测方法，对于确保混凝土结构的安全性和可靠性具有重要意义。
二、混凝土的收缩性能1.概念：混凝土收缩是指混凝土在固化过程中，由于水分蒸发和水泥胶凝反应引起的体积减小现象。
2.种类：混凝土的收缩性能可以分为干缩、自由收缩、碳化收缩等。
3.影响因素：（1）水胶比：水胶比越大，混凝土的干缩和自由收缩量也越大。
（2）气候环境：气温、湿度等气候因素会影响混凝土的收缩性能。
（3）混凝土配合比：混凝土配合比的变化也会对混凝土的收缩性能产生影响。
三、混凝土收缩性能的检测方法1.测量干缩系数：干缩系数是指混凝土在干燥环境下的收缩量，可以通过测量混凝土的长度、宽度和厚度等尺寸参数来计算。
2.测量自由收缩系数：自由收缩系数是指混凝土在没有受到任何约束情况下的收缩量，可以通过在混凝土表面涂上一层薄膜，然后对薄膜上的标记点进行测量来计算。
3.碳化收缩系数的测量：碳化收缩系数是指混凝土在受到二氧化碳等化学物质的影响下产生的收缩量，可以通过测量混凝土长度、宽度和厚度等尺寸参数来计算。
四、混凝土收缩性能的控制措施1.控制水胶比：通过控制混凝土的水胶比，可以减少混凝土的收缩量。
2.添加收缩剂：在混凝土中加入适量的收缩剂，可以减少混凝土的收缩量。
3.增加钢筋和预应力：通过在混凝土中增加钢筋和预应力，可以减少混凝土的收缩量。
4.保持湿度：在混凝土固化过程中，保持湿度可以减少混凝土的收缩量。
五、结论混凝土的收缩性能对于混凝土结构的稳定性和耐久性具有重要影响，因此需要采取有效的控制措施来减少混凝土的收缩量。
在检测混凝土收缩性能时，应选择合适的检测方法，确保检测结果的准确性和可靠性。
混凝土碳化控制的研究
２ 碳化 的检测 方法
碳化 深度 测试 时 ，先 用钎 子在 混 凝土 结构 表 面 凿几 个
无 外加 剂 引气 剂 减水 剂 掺 掺
硅酸 盐水 泥 普通 硅 酸盐水 泥 矿渣硅酸盐水泥（ 矿渣掺量 ３％一 ０ Ｏ ４％） 矿渣 硅 酸盐 水泥 （ 矿渣 掺量 ６ ％） Ｏ Ｏ６ ． Ｉ ＿ ０ １ ． ４ ２２ ． Ｏ ９
弹 法 检 测 混 凝 土 抗 压 强 度 技 术 规 程 》 ＪＪ ３ ２ ０ ）回 （Ｇ／ ２－ ０ １ ， Ｔ 弹值 要根 据碳 化 深度 进行 折减 ， 随碳 化 的 增大 ， 且 混凝 土 孔
３ 影 响碳化 的因素及控制措施
３１ 材料 ．
混 凝土 的碳 化速 度 首先 与材 料本 身 有 关 ， 一般 说 来 ， 普 通硅 酸 盐水 泥要 比早强 硅酸 盐水 泥碳 化 稍快 ，掺 用 减水 剂 或 加气 剂 ， 改 善混 凝 土 的和 易 性 ， 小 水 灰 比 ， 可 减 制成 密 实 的混凝 土 ， 使碳 化减 慢 。从 混凝 土材 料本 身 来说 ， 制好 其 控 粉煤 灰 的掺 量 ， 化 有相 当重 要 的影 响 ， 南 京市 颁布 的 对碳 在
芝 趟簸
混凝 土碳 化控制 的研 究
Ｓ ｕｄ ｎ Ｃｏ ｃ ｅ ｅＣａ ｂ ｎ ｔｏ ｎ ｒ ｌ ｔ ｙｏ ｎ ｒ ｔ ｒ ｏ ａ ｉ ｎ Ｃｏ ｔｏ
郭 晓 亮 尚 宁 洲 彭 军 五 冶集 团上 海有 限公 司 上海 ２ １０ ０９ ０ 摘 要： 混凝 土的 强度 和耐久 性是 混凝 土结构 的两 个重要 指标 ，其 中混 凝土 抗碳 化能 力 是衡 量混 凝土 结构 耐久 性非 常 重 要 的一个 指标 。 由此 ，通 过对 混凝 土碳 化反应 机理 的探 讨 ，分 析 导致 混凝 土碳 化 的各 种 因素 ，提 出施工 时对 混凝 土 减 缓碳 化处 理 的建 议 。 ・ 关键 词 ： 凝土碳 化 反应机 理 影 响 因素 控制措 施 混 中图分类号 ： Ｕ ５ Ｔ ７５ ／ 文献标识码 Ｂ 【 文章编号】１０ —０ １２ １ ） —５ ９０ ０４ １０ （０ ２０ ０６ — ２ ６
混凝土材料抗碳化性能研究
混凝土材料抗碳化性能研究混凝土作为一种常见的建筑材料，在现代建筑中扮演着重要角色。
然而，随着环境污染的加剧和气候变化的全球性影响，混凝土材料的抗碳化性能变得越来越重要。
本文将探讨混凝土材料抗碳化性能的研究以及目前取得的成果。
一、碳化的原因在混凝土结构中，碳化是指二氧化碳在混凝土中与钙氢质反应，形成碳酸钙和水的过程。
碳酸钙形成后继续溶解并扩散，导致混凝土内部pH值下降，进而降低混凝土的抗碱性能，加速钢筋锈蚀。
主要的碳化原因可以归结为以下几点：1. 环境中二氧化碳含量的增加；2. 混凝土自身孔隙结构；3. 混凝土配合比的不合理。
二、混凝土材料抗碳化性能的研究方法为了提升混凝土材料的抗碳化性能，研究人员采用了多种方法进行深入探索。
以下是几种常用的研究方法：1. 实验室试验：通过制备混凝土试件，在不同的条件下进行碳化试验，评估混凝土的抗碳化性能。
2. 材料改性：通过添加掺合料和化学添加剂等材料，改善混凝土的抗碳化性能。
常用的改性材料包括矿渣粉、硅灰、高性能混凝土掺合料等。
3. 性能评估：利用技术手段对混凝土的抗碳化性能进行评估，如电阻率测定、碳化深度测量等。
三、混凝土材料抗碳化性能的影响因素研究发现，混凝土材料的抗碳化性能受多种因素的影响。
以下是一些重要的因素：1. 混凝土配合比：混凝土中水胶比、氯离子含量、水泥用量等配合比参数对抗碳化性能有显著影响。
2. 掺合料的应用：添加适量的掺合料如矿渣粉、粉煤灰等，能够降低混凝土的温度应力和环境二氧化碳的渗透速率。
3. 化学添加剂的使用：使用抗碳化剂如硅酸盐和钙基添加剂等，能够显著改善混凝土的抗碳化性能。
4. 混凝土的密实性：混凝土的孔隙率和孔径分布直接影响二氧化碳的渗透速率，因此混凝土的密实性对抗碳化性能起着至关重要的作用。
四、混凝土材料抗碳化性能的研究进展近年来，针对混凝土材料抗碳化性能的研究取得了一定的进展，以下是一些研究成果的总结：1. 掺合料的应用：研究表明，适量添加矿渣粉和粉煤灰等掺合料能够显著改善混凝土的抗碳化性能，降低二氧化碳的渗透速率。
混凝土土收缩实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解混凝土收缩现象及其影响因素；2. 掌握混凝土收缩实验的方法和步骤；3. 分析不同条件下混凝土收缩的变化规律；4. 为混凝土工程设计和施工提供参考依据。
二、实验原理混凝土收缩是指在混凝土凝结硬化过程中，由于水分蒸发、化学反应等原因导致的体积减小现象。
混凝土收缩可分为塑性收缩、化学收缩、干燥收缩和碳化收缩等类型。
本实验主要研究混凝土的干燥收缩。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 水泥：普通硅酸盐水泥- 砂：中砂- 碎石：5-20mm连续级配碎石- 水：自来水- 外加剂：减水剂2. 实验仪器：- 混凝土搅拌机- 混凝土试模：100mm×100mm×100mm- 水准仪- 电子天平- 恒温恒湿箱- 游标卡尺- 收缩仪四、实验步骤1. 混凝土配合比设计：根据实验要求，设计混凝土配合比，包括水泥、砂、碎石、水、外加剂的用量。
2. 混凝土拌制：按照设计配合比，将水泥、砂、碎石、水、外加剂放入搅拌机中，搅拌均匀。
3. 混凝土浇筑：将搅拌均匀的混凝土倒入试模中，用捣棒捣实，使其密实。
4. 试模养护：将浇筑好的试模放入恒温恒湿箱中，养护至设计龄期。
5. 收缩试验：将养护好的试件取出，用游标卡尺测量其初始长度，然后放入收缩仪中，设定测试时间。
6. 数据记录：每隔一定时间，记录试件的长度变化，直至达到实验要求的时间。
7. 数据处理：将实验数据整理成表格，并绘制收缩曲线。
五、实验结果与分析1. 实验结果：表1 混凝土收缩实验结果| 时间（d） | 收缩量（mm） | 收缩率（%） || -------- | ---------- | -------- || 1 | 0.12 | 0.12 || 3 | 0.24 | 0.24 || 7 | 0.48 | 0.48 || 14 | 0.72 | 0.72 || 28 | 1.00 | 1.00 |2. 结果分析：（1）从实验结果可以看出，混凝土在养护期间存在明显的收缩现象，且收缩量随时间延长而增大。
混凝土收缩试验报告(模板)
有见证送检报告编号：
见证人单位
见证人
试验单位
XXXXXXXXXXX
有限公司
（印章复印无效）
委托单位
送检日期
工程名称
报告日期
砼使用部位
强度等级
试验依据
原材料性能
水泥厂家牌号品种强度等级用量kg/m3
石产地品种最大粒径mm,用量kg/m3
砂产地品种细度模数用量kg/m3
外加剂产地、名称规格掺量kg/m3
用水量kg/m3
试ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结果
说
明
备注
1、表内粗线框内栏目的内容由委托单位提供，其真实性由委托单位负责。
2、检测结果仅对来样负责。
3、如对检测结果有异议，请于报告日期起15日内提出，逾期视为认可检测结果。
批准人：审核人：主要试验人：
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现代混凝土碳化及收缩试验研究鉴定材料河北建设集团有限公司混凝土分公司二0一一年十月现代混凝土碳化及收缩试验研究鉴定技术资料目录编号资料名称份数1 鉴定大纲 12 工作报告 13 技术报告 14 经济社会效益分析 15 主要完成人 1现代混凝土碳化及收缩试验研究鉴定大纲河北建设集团有限公司混凝土分公司二0一一年十月鉴定大纲“现代混凝土碳化及收缩试验研究”是河北建设集团有限公司混凝土分公司的研究课题，课题组已完成了研究内容，现提交全部鉴定资料。
请集团公司专家，对该课题成果进行鉴定。
一鉴定依据国家有关专业技术标准、规范。
二鉴定具备的条件混凝土分公司已完成了该课题的研究，具备鉴定条件。
三鉴定目的针对现代混凝土经常出现碳化深度大、寿命短，混凝土的长期性和耐久性能降低，混凝土公司为探其原因，特对现代混凝土的自收缩和加速碳化进行了系统的研究。
四鉴定内容1 审查提交鉴定的技术资料是否齐全完整，是否符合鉴定的要求；2 项目研究的价值；2 存在的问题及改进意见。
五鉴定程序1 通过鉴定大纲；2 成立鉴定委员会；3 由主任委员主持鉴定评议；4 鉴定结束。
现代混凝土碳化及收缩试验研究工作报告河北建设集团有限公司混凝土分公司二0一一年十月现代混凝土碳化及收缩试验研究工作报告本课题为河北建设集团有限公司混凝土分公司指导性课题，研究时间为2011-01-01至2011-10-15，项目负责人为刘永奎副经理，主研人姚志玉、张冬原。
一研究背景一般混凝土建筑物的使用寿命要求在50年以上，很多国家对桥梁、水电站大坝、海底隧道、海上采油平台、核反应堆等重要结构的混凝土耐久性要求在100年以上。
气候条件适中的陆上建筑物，要求混凝土在200年内安全使用。
我国GB 50010——2002《混凝土结构设计规范》规定，混凝土的耐久性设计应按照环境类别和设计使用年限进行，分为50年和100年2个耐久性预期目标，对于重大、重要工程应按照100年寿命来设计混凝土。
日本是最早对混凝土耐久性设计和预测进行研究的国家，已有系统的设计纲目和预测参数。
根据日本专家调查得出的各类混凝土的实际使用寿命为：一般混凝土制品20年、桥梁工程寿命50年、混凝土坝寿命100年，并以此制定了钢筋混凝土建筑物的设计寿命。
系统的耐久性设计纲目基本内容包括：(1)按照建筑物的劣化状态将耐久性设计目标分为100、65、30年3个等级；(2)劣化外力分为一般劣化外力和特殊劣化外力；(3)相应的设计施工标准方法。
英国在20世纪80年代修订的混凝土结构规范中增加了大量的耐久性条款，根据暴露环境条件的严酷程度对最小保护层厚度、混凝土强度、抗冻性、最大水灰比、水泥品种、最小水泥用量、最大胶结材料用量(水泥+矿物掺合料)、引气量、集料要求等等都作了具体规定，对按照耐久性要求设计混凝土结构工程起到了很好的指导作用。
国内由于许多工程设计只满足荷载要求，而没有提出耐久性的要求，我国在50年代兴建的水电站大坝有很多已经成为“病坝”，使已建成的混凝土构筑物存在耐久性隐患。
我国的混凝土工程量在改革开放30多年来突飞猛进，可以预见，耐久性不佳的混凝土工程的劣化问题将会日趋严重。
因此，混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视。
直到20世纪90年代初我国的黄士元、刘崇熙等专家于提出了“按耐久性设计混凝土”的思想，经过10多年的发展，越来越为建筑工程界和材料界所认识。
但是总的说来，我国在按耐久性设计混凝土方面还有大量的工作和实际问题需要不断研究和解决。
混凝土耐久性涉及到混凝土性能的方方面面，是影响混凝土使用寿命的首要因素。
造成混凝土耐久性不佳的原因多种多样，主要可分为：(1)物理破坏：由温度变化引起的收缩膨胀裂缝；(2)化学破坏：由于大气侵蚀引起碳化(CO2)，混凝土内部材料引起的碱骨料反应以及外部侵蚀性离子(Cl-)引起的诸如钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀等；(3)机械破坏：冲击、磨损、流动淡水溶蚀作用、流动气体的磨蚀、冲蚀等(如道路、水利混凝土)。
如何有效地预防和抵抗这些破坏因素的破坏力，是解决混凝土耐久性问题的关键。
二立题依据和指导思想混凝土外加剂技术的进步改善了混凝土的施工性能，混凝土掺合料技术的发展促进了混凝土配合比设计水平的提高，混凝土是一门试验科学，无论怎样的变化，最终的配合比及硬化后性能应通过试验验证。
优质混凝土的指标包含强度、耐久性和经济性，现代混凝土中掺入大量的掺合料和外加剂，虽然能够满足28d 强度要求，但对于混凝土耐久性是否有较大影响尚不明确，混凝土技术发展的一个终极目标是最大限度地延长其使用寿命和维持其可持续发展。
近几十年以来，混凝土构筑物因材质劣化造成失效以致破坏崩塌的事故在国内外也是屡见不鲜，并有愈演愈烈之势。
国际上混凝土大量使用始于20世纪30年代，到五六十年代达到高峰。
许多发达国家每年用于建筑维修的费用都超过新建的费用。
我国的混凝土工程量在改革开放30多年来突飞猛进，可以预见，耐久性不佳的混凝土，工程的劣质化问题将会日趋严重。
因此，混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视。
基于上述原因，我们申请了本研究项目。
三研究内容经过一年的努力，主要是对混凝土自身收缩和加速碳化进行了试验研究，并且有了一定的认识，主要研究成果有：1 现代混凝土加速碳化试验研究C20、C25、C30、C35四个强度等级的混凝土在试验室进行加速碳化试验，绘制混凝土碳化时间和碳化深度的关系曲线，推导其碳化回归方程。
依据FICK定律推导自然碳化年限与加速碳化天数之间的关系为1.27倍关系。
2 现代混凝土自收缩试验研究测量C20、C25、C30、C35四个强度等级的混凝土1d~90d不同龄期的收缩值，理论计算产生的收缩应力，研究其收缩规律。
现代混凝土碳化及收缩试验研究技术报告河北建设集团有限公司混凝土分公司二0一一年十月现代混凝土碳化及收缩试验研究技术报告一研究内容我公司针对现代混凝土的特点即大量利用优质的工业废弃物和矿石，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染特点，对2010年生产的各等级混凝土所占年生产量的百分比进行统计，C20、C25、C30、C35混凝土分别占全年生产总量的11%、26%、37%、15%，这四个等级混凝土生产量占总全年生产量的89%，为此我们选择这四个等级的混凝土为代表进行试验研究，主要研究其碳化性能和收缩性能。
二研究成果2.1 原材料与试验方法2.1.1 原材料水泥：石家庄燕赵P.O42.5水泥；粉煤灰：石家庄上安Ⅱ粉煤灰；PCA外加剂：保定慕湖聚羧酸外加剂，掺量2.4%；中砂；5-25mm河卵石。
2.1.2 试验方法2.1.2.1 C20、C25、C30、C35四个强度等级配合比见表1：表1 混凝土配合比kg/m32.1.2.2 试验依据碳化试验混凝土碳化试验按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中碳化试验的试验进行，测定混凝土拌和物3d、7d、14d、28d的碳化深度，研究其抗碳化性能规律。
试件采用棱柱体混凝土试件100mm×100mm×300mm，每个等级成型1组试块，每组试块3块，碳化试验CO2浓度：为（20±3）%、温度为（20±2）℃、湿度为（70±5）%。
收缩试验混凝土收缩试验按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中收缩试验的接触法试验进行试件采用棱柱体混凝土试件100mm×100mm×515mm；成型后带模养护（1~2）d，，并保证拆模式不损伤试件，拆模后送至温度为（20±2）℃、相对湿度为95%以上的标养室养护。
试块试验及养护环境各参数记录如下：碳化深度的测定碳化到了3d、7d、14d、28d时，分别取出试件，破型测定碳化深度。
棱柱体试件通过在压力试验机上进行劈裂法破型，每次破型厚度为试件宽度的一半，切后用石蜡将破型后的试件断面封好，再放入箱内继续碳化。
将切除所得的试件刷去断面残存的粉末，然后喷上（或滴上）浓度为1%的酚酞酒精溶液。
约经30s后，使用碳化深度测量仪（或用直尺测碳化深度＞8mm 的试件）测出碳化深度（mm）。
收缩试验采用接触法，测定早龄期混凝土的自由收缩变形，成型试块尺寸为100 mm ×100 mm×515mm的棱柱体。
每组3个试件。
共计C20、C25、C30、C35四个强度等级。
标养室养护3d后取出，移到恒温恒湿室测其初始长度，此后测量1d、3d、7d、14d、28d、45d、60d、90d、120d、150d、180d（从移入恒温恒湿室内计时）。
2.1.2.3 试验测定照片如下：2.2 试验结果与分析2.2.1 混凝土试件碳化结果分析混凝土试件碳化检测结果见表2表2 混凝土试件碳化检测结果mm根据上述碳化试验结果，为了更好的分析，绘制成了如图1所示的混凝土碳化时间与碳化深度曲线。
图1 混凝土碳化时间与碳化深度曲线2.2.1.1 碳化回归方程整理回归分析曲线，所做碳化数据进行总体平均为：3天 4.5mm ；7d 天6.4mm ；14天8.4mm ；28天11.3mm ，得到回归幂函数曲线为：6426.03399.4t D =，R 2 = 0.9782为更加精确回归方程，整理出C20~C35强度等级的碳化—时间关系如下： C20回归碳化方程：609.02679.6)20(t C D =，R 2 = 0.9981 C25回归碳化方程：5748.04446.5)25(t C D =，R 2 =0.9638 C30回归碳化方程：6976.03.0773 )30(t C D =，R 2 = 0.9302 C35回归碳化方程：7709.05801.2)35(t C D =，R 2 = 0.9602 式中：D ——碳化深度，mmt ——碳化时间(天)，d图1可以明显看出，水胶比小的相应的碳化深度要小，水胶比越大，碳化深度也就越明显。
2.2.1.2 推测加速碳化与自然碳化的的关系自然界混凝土的碳化通常是一个复杂且缓慢的过程，假定空气中二氧化碳气体不断的扩散到混凝土内的毛细孔中，与其中的空隙所溶解的氢氧化钙进行中和反应，其浓度呈线性降低，使混凝土碱度降低，致使钢筋钝化保护膜发生破坏，引起钢筋腐蚀，并且忽略部分碳化区内混凝土的碳化影响。
根据大量的试验研究和理论分析，混凝土碳化过程基本符合Fick 第一定律，即dxCO d D N CCO ][22=式1式中：2CO N ——2CO 扩散速度（mol/(m 2·s )）；C D ——2CO 在已碳化混凝土孔隙中的有效扩散系数（m 2/s ）；][2CO ——2CO 浓度（mol/m 3）；x ——混凝土碳化深度（m ）。