掺合料对混凝土碳化深度的影响

李波1，李文科1，范志1，贺斌1，钟明云1，王学通2，彭湖3

（1.重庆绿色建筑材料工程技术研究中心，重庆；2.重庆庆华混凝土有限公司，重庆；3.重庆富皇建材有限公司，重庆）

［摘要］本文研究了用矿渣粉、粉煤灰、石灰石粉掺量的变化对混凝土碳化深度的影响，并提出有效建议。

［关键词］碳化深度；矿渣粉；粉煤灰；石灰石粉

随着社会对建筑行业节能减排的呼声越来越高，利用磨细掺合料取代部分水泥作为胶凝材料拌制的混凝土受到建筑行业的极大青睐。磨细掺合料的加入不仅能够降低水泥用量，改善混凝土工作性能，降低混凝土水化热，避免水泥水化时产生较大的温度内应力，改善混凝土的孔结构，提高混凝土的抗渗性能，同时还可以充分利用工业废弃物，达到降低生产成本的目的，因此磨细掺合料被大量使用于预拌混凝土中[1]。然而很多工程实例表明，随着磨细掺合料的掺入，混凝土的碳化深度有明显地加深。本文为探究不同掺量掺合料对混凝土碳化深度的影响，以试验结果作为实际生产的支撑数据[2]。1原材料与试验方法1.1原材料（1）水泥：重庆富皇牌P·O42.5水泥。（2）粉煤灰（FA）：重庆华珞粉煤灰开发有限责任公司Ⅱ级粉煤灰。（3）矿渣粉（SL）：重庆钰宏再生资源有限公司S75级矿渣粉。（4）石灰石粉（LP）：重庆本地石灰石粉。（5）石子：重庆本地碎石石子，有5～10mm和10～20mm两种。（6）砂：湖北枝江砂和重庆本地碎石机制砂。（7）外加剂：重庆建研科之杰新材料有限公司聚羧酸外加剂。1.2试验方法设计空白试验组和平行对比试验组，空白组不掺入任何掺合料，平行对比组分为不同掺量的单掺、双掺及三掺掺合料。相同环境、相同材料检测指标、相同设备下成型混凝土试件，标准养护室养护26天后取出，在60℃下烘干2天，碳化箱内检测3d、7d、14d、28d碳化深度。2试验方案空白试验组和平行对比试验组在配合比设计时保证水胶比一定，掺合料按一定掺量等量替换水泥，砂石根据和易性和容重进行调整并固定比例（砂率调整范围42%～46%，湖北枝江砂占砂总量30%，碎石机制砂占总量70%，5～10mm碎石占石总量35%，10～20mm碎石占石总量65%），外加剂根据初始坍落度(±10)mm进行调整用量（外加剂掺量为胶凝材料1.5%～2.0%）。混凝土配合比见表1，碳化深度试验结果见表2。3试验结果及分析3.1单掺掺合料对混凝土碳化深度的影响由图1～4的试验数据可知：掺入粉煤灰、矿渣粉和石灰石粉会增加混凝土碳化深度值，降低混凝土的抗碳化能力。其中随着粉煤灰和石灰石粉掺量的增加，混凝土碳化深度值逐渐增加。掺入矿渣粉，碳化深度值虽高于空白组，但是25%掺量时较其他两个掺量的混凝土碳化深度低。掺入石灰石粉后的混凝土碳化深度值较其他两种掺合料的碳化深度值高。3.2双掺掺合料对混凝土碳化深度的影响由图5～8的试验数据可知：双掺合料复合的条件下，混凝土碳化深度均高于空白组。三种复合方式中，粉煤灰—矿渣粉的复合方式，混凝土碳化的值最低，能延缓混凝土碳化的速率；由图5可知，粉煤灰—矿渣粉复合方式中混凝土的碳化深度有一定改善。从图7和图8的试验数据可知，掺入石灰石粉的复合掺合料，混凝土的碳化深度值较高，抗碳化能力降低。3.3三掺掺合料对混凝土碳化深度的影响由图9试验数据可得出：三种掺合料都复合，混凝土的碳化深度值均高于空白组。结合图1～9的试验数据可得：（1）在混凝土中掺入掺合料，其碳化深度值均会有所增加，混凝土的抗碳化能力降低；（2）在未掺入石灰石粉的体系中，单独掺入矿渣粉作为掺合料，混凝土的碳化深度值较其他两种掺合料产生的值较低，且不同掺量对应的碳化深度值呈“M”型曲线分布；（3）掺入石灰石粉的体系，混凝土的碳化深度值增长幅度较大。4结论目前C35及以下强度等级的混凝土占建筑体量的50%以上，C35及以下强度等级的混凝土水胶比大、水泥用量少、坍落度较大，导致混凝土体系中孔隙较多，混凝土自身抗碳化能力降低。矿物掺合料掺入混凝土中，其火山灰效应能与水泥水化后的Ca(OH)2发生二次反应，使混凝土的碱度降低，从而使混凝土抗碳化能力减弱[3]。掺合料在混凝土体系中能有效降低水泥，减轻环境压力，增加混凝土抗渗性能，结合本文的大量试验数据，实际生产中可合理搭配掺合料的使用，合理确定掺合料的掺量，减少掺合料对混凝土碳化深度的影响。参考文献[1]彭波，杨文，王军，孙克平，等．大掺量矿物掺合料对预拌混凝土碳化的影响[J]．混凝土，9(5):-．[2]于成龙，叶鹏，金仁和．混凝土碳化深度经验预测模型分析[J]．商品混凝土，9(3):52-54．[3]张金峰．浅析不同养护条件对混凝土强度及碳化深度的影响[J]．商品混凝土，(1):63-64．往期回顾1.研究探索：不同掺量矿物掺合料混凝土耐冲刷性能研究2.研究探索：高温状态下微粒混凝土力学性能研究3.综述评论：轻集料混凝土配合比及其影响因素研究进展4.交流借鉴：杂谈混凝土行业如何看待水泥“替代品”5.交流借鉴：设备事故造成混凝土拆除赔偿的案例6.交流借鉴：基础筏板大体积混凝土技术交底7.交流借鉴：乡村混凝土路面的质量控制8.工程档案：机制砂在普通干混防水砂浆中的应用9.工程档案：建阳电厂冷却塔人字柱漏筋缺陷加固修复10.经营管理：浅谈如何完善技术交底在混凝土结构质量控制中的应用预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇