碱激发水泥砂浆碳化行为研究
混凝土碳化值与强度的关系(混凝土碳化)
混凝土碳化值与强度的关系（混凝土碳化）1、碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。
2、可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
3、扩展资料碳化收缩机理水泥在水化过程中生成大量氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难容的三氧化二铁和四氧化三铁称为钝化膜。
4、影响因素水泥水泥品种不同意味着其中所包含的塑料的化学成分和矿物成分以及水泥混合材料的品种和掺量有别，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱性，由于二次水化作用还要消耗一部分氢氧化钙，使可碳化物质减少，故碳化速度加快。
5、水胶比由于混凝土的碳化是CO2 向混凝土内扩散的过程，混凝土的密实程度越高，扩散的阻力越大。
6、混凝土碳化的深度受单位体积的水泥用量或水泥石中的Ca (OH) 2 含量的影响。
7、水灰比越大，单位水泥用量越小，混凝土单位体积内的Ca (OH) 2 含量也就越少，碳化速度越快。
8、水泥的含碱量水泥含碱量越高，孔溶液pH值增加，碳化速度加快。
9、掺外加剂混凝土中加减水剂，能直接减少用水量，降低水灰比，使co2有效扩散系数显著减少，从而大大的降低碳化速度。
10、混凝土强度混凝土强度越高，碳化速度就越小。
11、温度混凝土碳化与光照和温度有直接关系。
12、随着温度提高，CO2 在空气中的扩散逐渐增大，为其与Ca (OH) 2 反应提供了有利条件。
13、阳光的直射，加速了其化学反应，碳化速度加快。
14、湿度由于混凝土的碳化本身既是一个释放水的过程，环境相对湿度过大，生成的水无法释放也会抑制碳化进一步进行。
15、试验结果表明，相对湿度在50 %～70 %之间时，混凝土碳化速度最快。
混凝土碳化机理及时间效应模型研究
混凝土碳化机理及时间效应模型研究混凝土碳化的时间效应是土木工程中一个重要的研究课题。
首先，从内部因素、环境因素、施工因素等三方面分析了混凝土碳化的主要影响因素。
接着，分析了混凝土碳化时间效应的传统数学模型，并对其进行了归纳总结，建立了广义碳化模型。
最后，通过实验室试验数据模拟和误差分析，指出了广义碳化模型的适用范围。
标签：混凝土；碳化深度；时间效应；经验模型1 前言混凝土碳化（concrete carbonation）是指水泥石中的水化产物与环境中的二氧化碳发生作用，生成碳酸钙或其他物质的物理化学过程[1-2]。
其碳化深度随着时间的发展逐渐增大，通常称之为碳化时间效应。
随着碳化深度的增加，混凝土构件的有效截面将逐渐减小，混凝土中的钢筋将会逐渐锈蚀，进而削弱结构的安全性和耐久性，缩短混凝土工程的使用寿命[3-4]。
因此，建立混凝土碳化模型，预测碳化深度的发展过程，对于结构或构件耐久性的分析和结构剩余寿命的预测有重要意义。
2 混凝土碳化影响因素2.1 内部因素混凝土中增加水泥用量，一方面可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方面还可以增加混凝土的碱性储备。
因此，水泥用量越大，混凝土强度越高，其碳化速度越慢。
另外，水泥品种对碳化速度也有重要影响，试验表明[2]，在相同条件下高炉矿渣水泥碳化速度最快，早强水泥对应的速度最慢。
2.2 环境因素温度、湿度、光照都是影响碳化的外界因素。
混凝土碳化与光照和温度有直接关系。
随着温度提高，二氧化碳在空气中的扩散逐渐增大，为其与氢氧化钙反应提供了有利条件。
阳光的直射，加速了其化学反应，碳化速度加快。
二氧化碳溶于水后形成碳酸才能和氢氧化钙进行化学反应，所以非常干燥时，混凝土碳化无法进行。
由于混凝土的碳化本身是一个释放水的过程，环境相对湿度过大，生成的水无法释放也会抑制碳化进一步进行。
试验表明，相对湿度在50%～70%之间时，混凝土碳化速度最快。
2.3 施工因素施工质量差表现为振捣不密实、养护不善，造成混凝土密实低、蜂窝麻面多，为大气中的二氧化碳、氧和水分的渗入创造了条件，加速了混凝土的碳化速度。
碳化对混凝土的影响
碳化对混凝土的影响一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施建设的材料。
然而，混凝土的性能受到许多因素的影响，其中包括碳化。
碳化是指混凝土中的碳酸盐与空气中的二氧化碳反应，导致混凝土中pH值下降，从而影响其力学性能和耐久性。
本文将探讨碳化对混凝土性能的影响。
二、碳化对混凝土力学性能的影响1. 压缩强度研究表明，当混凝土经过长时间的碳化作用后，其压缩强度会下降。
这是由于碳酸盐反应导致了钙石灰石晶体增长和孔隙率增加。
2. 抗拉强度与压缩强度类似，经过长时间的碳化作用后，混凝土的抗拉强度也会下降。
这是由于孔隙率增加和钢筋锈蚀所导致。
3. 弯曲强度经过长时间的碳化作用后，混凝土的弯曲强度也会下降。
这是由于碳酸盐反应导致混凝土中的钙石灰石晶体增长，从而导致混凝土的弯曲性能下降。
三、碳化对混凝土耐久性的影响1. 氯离子渗透性研究表明，经过长时间的碳化作用后，混凝土中氯离子的渗透性会增加。
这是由于孔隙率增加和钢筋锈蚀所导致。
2. 碱-骨料反应碳化还会引起混凝土中的碱-骨料反应。
这种反应会导致混凝土中产生大量水分和气体，从而使混凝土失去强度和稳定性。
3. 冻融循环经过长时间的碳化作用后，混凝土在冻融循环过程中容易开裂。
这是由于孔隙率增加和钢筋锈蚀所导致。
四、碳化对混凝土防护措施1. 表面涂层防护表面涂层防护是目前最常用的一种方法。
通过在混凝土表面涂上一层防水涂料或防腐涂料，可以有效地减缓混凝土的碳化速度。
2. 混凝土添加剂混凝土添加剂是一种可以改善混凝土性能的材料。
例如，硅酸盐添加剂可以提高混凝土的抗碳化性能。
3. 水泥掺合料水泥掺合料是一种可以降低混凝土碳化速度的材料。
例如，矿物掺合料可以降低混凝土中的孔隙率和提高其耐久性。
五、结论总之，碳化是影响混凝土性能和耐久性的重要因素。
通过了解碳化对混凝土性能和耐久性的影响，我们可以采取相应的防护措施来保证混凝土的质量和使用寿命。
水泥掺量对碱激发水泥-矿渣复合粉料强度的影响
建 筑 科 学
水泥掺量 对碱 激 发 水泥一 矿 渣 复合粉料 强 度 的影 响
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何 苗
（ 亚泰集 团沈 阳建材有 限公 司， 辽 宁 沈阳 １ １ ０ １ ３ ６ ）
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摘 要： 文章主要研究水泥掺量对碱激发水泥一 矿渣复合粉料强度的影响。 通过变换水泥掺量来分析其强度变化规律。 研 究结果 表明， 在矿渣中加入 少量的水泥 ， 强度随水泥掺量 的增 多而降低。在水泥组分增加到 ２ ０ ％时， 强度有增 高的趋势 ， 并且矿渣 的最
大掺 量 应控 制 在 ８ ０ ％ｖ Ｘ 下。 关 键词 ： 胶 凝材 料 ； 水泥； 矿 渣 概 述 碱 激 发硅 酸盐 水泥 是 建筑 工 程 中不 可或 缺 的建 筑材 料 。 然 而硅
２ ． １水 泥 的掺 量 对水 泥一 矿 渣 复合 胶凝 材料 的影 响 改 变 水 泥 的掺 量 ， ０ ％， １ ０ ％， ２ ０ ％， ３ ０ ％， ４ ０ ％， 即改 变 水 泥和 矿 渣 的配 比 ， 以Ｎ ａ Ｏ Ｈ为 激发 剂 ， 掺量 为 １ ０ ％， 石 膏作 缓 凝剂为 ０ ％， 测 如¨¨ １ ¨如” 挪 ３ 、 ７ ｄ的抗折 、 抗压强度。 由表 １ 可以看出 ， 无 论 是 在 标 准 还 是 非 标 准 湿度 下 ， 在 矿 “ 条件 牝 船舶 抽 ” 渣 中加入少量的水泥 ， 强度随水泥掺量的增 多而降低 。在水泥组分 增 加 到 加％时， 强度 有 增 高 的趋 势 。作 为一 类 重 要 殂 的 ４ ＂ 多组 弛 分 碱昌 激 昌上 ” 发 ％ ＂ 胶凝材料， 碱激发水泥矿渣体系具有许多潜在 的优势 。碱激发胶凝 材料 的开发是建材行业可持续发展和构建循环经济体系 卫４ ５ 的一个重 Ｎ 螺。 要 内容 和必 然选 择 。 ２ ． ２ 水泥 一 矿渣 最 佳配 比分析 通 过 上述 对 比性 实 验结 果 ， 选 取最 优 配 比方 案 如 下 ： 石膏 掺 量 ６ ％， Ｎ ａ Ｏ Ｈ作激 发 剂掺 量 为 １ ０ ％， 采用 ８ ０ 养 护 箱进 行 热 激 发 ， 测其 ２ ４ ｈ胶砂 强 度 ，进 一 步分 析 水 泥掺 量 对 水 泥 一 矿渣 复 合 粉 料 力 学性 能 的影 响 ， 得 出水 泥一 矿 渣最 佳 配 比。 表 ２ 矿 渣一 水 泥掺 加量 配 比 对水 泥净 浆 强度 值
碱矿渣水泥的激发性能与热激发工艺
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０－４３２０）４０２－４ ０８ ７（０ ８ －０ １ ０ ０ ０
碱矿渣水泥的激发性能与热激发工艺术
闫文涛 张 雄 张永娟 同济大学材料学院 （ ０９ ） ２ ０２ ０
摘 要 研究 了碱矿渣水泥钠水玻璃复合激发剂 中水玻璃掺量对碱矿渣水泥性能的影响，在降低水玻璃掺量的 同时，通过蒸养 手段 ，对碱矿渣水泥实施 了 “ 热激发” 。结果表 明：其硬化体１ 的强度 已接近２ 强度 ，较之常 ２ ｈ ８ｄ 温养护，硬化体碳化明显减少 。通过不同蒸养 制度 的对 比，得 出 “＋ ＋ ；８ ３ ６ ３ ０℃”蒸养制度 是适宜 的热激发工 艺 ；通过对常温养护与蒸养试样的Ｘ Ｄ、ｓ Ｍ分析 ，表明蒸养后碱矿渣浆体中的水化物种类与常温下的相 同，主 Ｒ Ｅ
实现保护环境和 可持续发展 目标 的一个方 向ｎ 。
矿渣 取 自宝钢 集 团宝 田新型 建材 公 司 ，其 化学 成分如表 １ 所列 。矿 渣碱度 系数ＭｏＭｏ （ａ＋ ｏ／ ［ ＝Ｃ ｏ Ｍｇ） （ｉ２Ａ２￣为 １ ４ ＳＯ＋ １ ） ． ，属碱 陛矿渣 。Ｘ Ｄ 谱如 图 １ ０］ ０ Ｒ 所
２ ０ 年 ｇ４ ０８ 期
Ｎ － ２ ０ ｏ４ ０８
闫文涛 ，等 ：碱 矿渣水泥 的激发性 能与热激发工艺
试验 与研 究
（ 《 水泥标 准稠 度用水 量 、凝 结时间 、安定 性检验方法》 的规定 。胶 砂的 测试项 目为强度 ，净浆 的测 试项 目 为凝 结 时间和 激 发时 限。此 处所 谓 的 “ 发 时限” 激 ， 是指 碱胶 凝材料 初 始强度 到 达所需 的时 间。在这 一 时 间以 内浆 体基 本保 持着 终凝 时 的强度水 平 ，颜 色
１５ ９ ７年 ，乌 克 兰基 辅 建 筑 工 程 学 院工 学 博 士 ＶＤ．ｌ ｈ ｖｋ在 分析 了沉 积岩和 变质岩起 源 的地 质 ． Ｇｕ ｏ ｓｙ ｋ
混凝土碳化及处理方法
混凝土碳化及处理方法混凝土碳化是指混凝土中的碳酸化反应，即二氧化碳和水与混凝土中的水泥中的氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙和水。
混凝土碳化可能会导致混凝土内部的钢筋腐蚀，从而降低混凝土的强度和耐久性。
为了延长混凝土的寿命，需要通过适当的处理方法进行防碳化处理。
首先，混凝土碳化的原因一般是由于外界环境中的二氧化碳含量过高，以及混凝土本身材料结构、水泥成分等因素引起的。
因此，在设计和施工时应该考虑以下因素:1.减少混凝土中的气孔率：气孔是碳酸化过程中二氧化碳的进入通道，减少混凝土中的气孔率可以减缓碳酸化的速度。
在混凝土的配制中，可以采用适量的混凝土活化剂、高效减水剂等措施，来减少混凝土中的气孔率。
2.选用适当的水泥类型：不同类型的水泥在碳化过程中表现出不同的特性。
例如，选用一些高抗盐水、防霜性能强的水泥类型，可以减少碳酸化对混凝土的影响。
3.增加混凝土表面的密封性：通过采用适当的表面处理措施，如涂层、喷涂等，可以增加混凝土表面的密封性。
这样可以减少二氧化碳和水进入混凝土内部的机会，从而减缓碳酸化的速度。
4.提高混凝土的抗碳化能力：可以通过调整水泥的成分和掺合料的种类和比例，来提高混凝土的抗碳化能力。
例如，可以采用掺合料替代部分水泥，如粉煤灰、硅灰等，来改善混凝土的抗碳化能力。
当发现混凝土碳化后，应及时采取相关的处理方法，以防止进一步的碳酸化和钢筋腐蚀:1.清理和修复：首先需要清理混凝土表面，并检查混凝土内部的腐蚀情况。
如果发现钢筋腐蚀，需进行修复处理，如刷涂钢筋防腐漆等。
2.防水处理：对于已碳化的混凝土，在清理后需要进行防水处理。
可以使用适当的防碱涂料或防碱胶浆来防止二氧化碳和水的进一步侵入。
3.增强混凝土的表面保护层：可以在混凝土表面增加一层保护层，如使用陶瓷砖、花岗岩等材料进行覆盖。
这样可以减少碳酸化的发生，延长混凝土的使用寿命。
4.定期检查和维护：定期对混凝土进行检查，发现问题即时处理。
定期进行防水涂层的维护和更新，以保持混凝土的防碳化性能。
混凝土的抗碳化性能
混凝土的抗碳化性能混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料。
然而，由于环境中存在的二氧化碳和其他化学物质的侵蚀作用，混凝土的抗碳化性能成为了一个重要的考虑因素。
本文将探讨混凝土的抗碳化性能，包括碳化机理、影响因素以及改善抗碳化性能的方法。
一、碳化机理混凝土的碳化是指混凝土中的水泥矩阵受到二氧化碳的侵蚀而发生化学反应，其主要机理如下：1. 二氧化碳吸附：二氧化碳从大气中吸附到混凝土表面，并渗透到混凝土内部。
2. 碳酸化反应：二氧化碳与水泥矩阵中的钙化合物反应生成碳酸盐。
这一过程降低了混凝土的碱度，导致矩阵的溶解和钢筋的腐蚀。
二、影响因素混凝土的抗碳化性能受到以下几个因素的影响：1. 水胶比：水胶比是指混凝土中水与水泥及其他固体成分的比例。
较低的水胶比可减少混凝土的孔隙结构，降低了二氧化碳的渗透速度，提高了抗碳化性能。
2. 水泥种类：不同种类的水泥在抗碳化性能上存在差异。
一般来说，硅酸盐水泥具有较好的抗碳化性能，而硫铝酸盐水泥则较低。
3. 骨料：骨料的类型、大小和质量对混凝土的抗碳化性能有影响。
细骨料可以减少混凝土的孔隙结构和渗透能力，从而提高抗碳化性能。
4. 密实度：混凝土的密实度是指混凝土中空隙的存在程度。
较高的密实度可以减缓碳化反应的进行，提高抗碳化能力。
三、改善抗碳化性能的方法鉴于混凝土的抗碳化性能对于工程的耐久性至关重要，以下是几种改善抗碳化性能的方法：1. 采用高性能水泥：选择硅酸盐水泥等抗碳化性能较好的水泥类型，可以有效提高混凝土的抗碳化能力。
2. 控制适当的水胶比：合理控制水胶比可以改善混凝土的致密性，减少碳化反应的发生。
3. 使用合适的骨料：选择合适的骨料类型和质量，可以改善混凝土的孔隙结构，提高抗碳化性能。
4. 加入掺合料：掺入粉煤灰、矿渣粉等掺合料，不仅可以降低碳化速率，还可以提高混凝土的力学性能。
5. 表面防护措施：对于一些特殊环境条件下的混凝土结构，可以考虑采用表面涂层或防水处理，以增强混凝土的抗碳化能力。
混凝土碳化深度与时间的关系
混凝土碳化深度与时间的关系引言混凝土是一种常用的建筑材料，具有良好的耐久性和承载能力。
然而，长期以来，混凝土结构在使用过程中会受到一些外界因素的影响，其中之一就是碳化。
混凝土碳化是指混凝土中的水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙的过程。
碳酸钙的生成会导致混凝土的性能下降，从而影响建筑物的使用寿命。
因此，研究混凝土碳化深度与时间的关系对于保障建筑物的耐久性具有重要意义。
碳化深度的测量方法为了研究混凝土碳化深度与时间的关系，首先需要测量混凝土的碳化深度。
目前常用的测量方法有刚度法、酚酞法和酸碱滴定法等。
刚度法刚度法是一种常用的测量混凝土碳化深度的方法。
该方法通过测量混凝土的硬度来推断碳化深度。
具体步骤如下：1.准备一组不同碳化深度的混凝土试件。
2.使用硬度测量仪测量混凝土试件的硬度。
3.根据硬度与碳化深度的关系曲线，推断混凝土的碳化深度。
酚酞法酚酞法是另一种常用的测量混凝土碳化深度的方法。
该方法通过测量混凝土中酚酞指示剂的颜色变化来推断碳化深度。
具体步骤如下：1.准备一组不同碳化深度的混凝土试件。
2.将酚酞指示剂溶液涂在混凝土试件的切面上。
3.观察酚酞指示剂的颜色变化，并根据颜色变化的程度推断混凝土的碳化深度。
酸碱滴定法酸碱滴定法是一种比较精确的测量混凝土碳化深度的方法。
该方法通过滴定混凝土试件中的酸碱溶液来测量碳化深度。
具体步骤如下：1.准备一组不同碳化深度的混凝土试件。
2.将酸碱溶液滴在混凝土试件的切面上。
3.观察溶液滴定的终点，根据滴定的酸碱溶液的体积推断混凝土的碳化深度。
混凝土碳化深度与时间的关系混凝土碳化深度与时间的关系是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
下面将介绍几个重要的影响因素。
混凝土配比混凝土的配比是影响碳化深度的重要因素之一。
过水水泥比过高会导致混凝土内部的孔隙率增加，使得二氧化碳更容易渗透到混凝土内部，从而加速碳化的发生。
因此，合理控制混凝土的配比可以有效减缓混凝土的碳化速度。
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第36卷 第3期2014年3月
武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.36 No.3
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doi:10.3963/j.issn.1671-4431.2014.03.004碱激发水泥砂浆碳化行为研究
陈晓星1,曹海琳1,翁履谦1,陈 伟2(1.深圳航天科技创新研究院,深圳518057;2.武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070)
摘 要: 针对当前对碱激发水泥混凝土碳化行为认识的不足,开展了不同加速龄期和不同碳化条件下碱激发水泥砂浆
的碳化深度、强度和收缩实验。结果表明:碱激发水泥碳化速率较快,碳化后砂浆抗折和抗压强度均降低,完全碳化时,抗折强度降低50%以上,碳化后集料周围出现较多微裂纹。采用XRD、FTIR、SEM等分析方法探索碱激发水泥抗碳化性能不良的机理。根据普通水泥碳化预测公式,结合实验结果,估算了碱激发水泥砂浆的碳化寿命。碱激发水泥欲推广使用,须改善其抗碳化性能。关键词: 碱激发水泥; 碳化深度; 碳酸钙; C-S-H凝胶; 微裂纹
中图分类号: TQ172文献标识码: A文章编号:1671-4431(2014)03-0018-05
ResearchonCarbonationProcessofAlkali-activatedCementMortarsCHENXiao-xing1,CAOHai-lin1,WENGLv-qian1,CHENWei2(1.ShenzhenAcademyofAerospaceTechnology,Shenzhen518057,China;2.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract: Inordertoknowthecarbonationprocessinalkali-activatedcement,carbonationdepth,strengthandshrink-
agetestsindifferentacceleratedagesandconditionswereassessed.Theexperimentalresultsshow:alkali-activatedce-
mentismoresusceptibletocarbonation,strengthdecreasesandmanymicro-cracksexistaroundaggregateinmortarsafterthecarbonation.Whenthemortarswerecarbonatedabsolutely,theflexuralstrengthwasdecreasedto50%orless.XRD,
FTIR,SEMandotheranalysismethodswereusedtoexplorethemechanismofpoorcarbonationresistanceofalkali-acti-
vatedcement.Accordingtothecarbonationformulaofordinarycementandtheresultsofthetests,theservelifewaspre-
dictedoncarbonationofalkali-activatedmortars.Theanti-carbonationperformanceofthealkali-activatedcementmustbeimprovedinordertopromoteitsusage.Keywords: alkali-activatedcement; carbonationdepth; calciumcarbonate; C-S-Hgel; micro-cracks
收稿日期:2014-03-03.基金项目:国家国际科技合作专项资助(2012DFR50670).
作者简介:陈晓星(1988-),男,工程师.E-mail:xxchen@whut.edu.cn
100多年以来,硅酸盐水泥是最广泛的建筑材料,硅酸盐水泥有诸多优点,但也存在缺点。制备硅酸盐
水泥过程消耗大量能源,排放大量CO2
,耐久性也存在不足。碱激发水泥作为一种节能、利废、环保型建筑
材料,是利用粉煤灰、矿粉等工业废渣或天然矿物加以一定量的激发剂配制而成,比普通水泥CO2排放量降低70%左右[1],且碱激发水泥有优越的力学性能和耐久性能,价格相对低廉,是一种绿色环保水泥,是当今
建筑材料研究的热点之一,但是目前对碱激发水泥的研究尚不完善,应用还不够广泛。与传统硅酸盐水泥相比,碱激发水泥具有早强高强低水化热高密实度等优点,但也有研究表明,和普通水泥混凝土相比,碱激发水泥碳化较严重[2-3]。碳化会降低混凝土碱度,致使钢筋脱钝而开始锈蚀,并最终导致混凝土结构失效。硅酸
盐水泥混凝土碳化过程已被深入研究,而碱激发水泥混凝土碳化研究相对较少。Puertas等[4]研究发现,用水玻璃作为碱组分时,碳化会加速C-S-H凝胶脱钙,使浆体孔隙率增加、强度降低;而用NaOH作为碱组分时,碳化后强度有所增加。然而混凝土的实际服役环境不同于加速碳化条件,实际环境中水泥混凝土碳化速率很小,Xu等[5]用NaCO3/NaOH制备的混凝土其碳化深度18年仅为8mm。用加速碳化试验结果预测实
际环境中碱激发混凝土的碳化深度比真实值大[6-7]。碱激发水泥的水化产物及结构受碱组分影响,而不同的
水化产物和结构会产生不同的碳化行为,这使碱激发水泥的碳化过程变得非常复杂。目前对碱激发水泥混凝土的抗碳化性能评价存在争议,未确立有效改善其抗碳化性能的技术途径,因此研究碱激发水泥的碳化过程,分析其碳化机理,并测量实际环境中砂浆碳化深度,对提高碱激发水泥混凝土抗碳化性能和综合评价碱激发水泥混凝土耐久性有现实意义。
1 试 验
1.1 材料
用以制备砂浆的碱激发水泥由深圳航
天科技创新研究院生产,主要成分为矿渣微粉,激发剂主要成分为偏硅酸钠,密度为2.65g/cm3,胶砂28d强度为49.5MPa,
厦门艾思欧标准砂有限公司生产标准砂,
表1 矿渣微粉化学组成Table1 Chemicalcomposition(bymass)ofslag
w
/%
SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOSO3S
2-
Loss
37.5711.4341.61—6.330.045.81.82
洁净自来水,广东韶关钢铁集团矿渣微粉,矿渣微粉主要化学成分见表1。1.2 方案
胶凝材料与标准砂按1∶3比例,水胶比0.4,成型40mm×40mm×160mm砂浆试样8组,成型12mm×12mm×280mm砂浆收缩试样3组,成型后24h脱模,放入标准养护箱养护至28d时,测试抗压
强度。取出3组试样经烘干、封蜡处理后进行加速碳化试验(T=
(20±3)℃,CO2=(20±3)%,RH=
(65±5)%);1组试件取出置于空气中进行自然碳化;1组试件于空气中进行干湿循环试验(60℃
烘
6d18h,模拟海水浸泡6h),其余试样于养护箱中继续养护,一定龄期时测试强度,与加速碳化后砂浆强度
作对比。砂浆收缩试样养护6个月后开展碳化收缩试验。一定碳化龄期后劈开试样,用酚酞指示剂测试碳化深度,碳化约50%和完全碳化时,分别测试抗折和抗压强度。加速碳化后分别从碳化区域和未碳化区域取样,经过研磨、过筛、烘干后做XRD、FTIR、SEM测试。
2 结果与分析
2.1 碳化深度测试
砂浆试样经过一定碳化和干湿循环龄期后劈开,向断面喷洒酚酞指示剂,未碳化区域胶砂pH>9,指示
剂显示紫色,已碳化区域则显示无色。结果如图1和表2所示。
表2 不同加速龄期和碳化条件下碳化深度Table2 Carbonationdepthindifferentacceleratedageandcarbonationconditions/mm
AgeAccelerated4dAccelerated7dNaturesetting10monthsWetanddrycycle3monthsCarbonationdepth11.514.54.14.5 从表2可以看出碱激发水泥砂浆加速碳化4d碳化深度已经达11.5mm,自然环境条件下放置10个月
和模拟海水中干湿循环3个月后,碱激发水泥砂浆的碳化深度约为4mm,可以预测碱激发水泥混凝土可以
在恶劣环境中服役。当前,对普通水泥混凝土碳化过程研究较深入,普通混凝土碳化深度和时间、CO2浓度
91第36卷 第3期 陈晓星,曹海琳,翁履谦,等:碱激发水泥砂浆碳化行为研究