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水泥混合材品种和掺量对混凝土抗碳化性能影响的研究

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第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 碳化机理

1.2.2 碳化影响因素

1.3 本项目的研究思路和方案

第二章 原材料和试验方法

2.1 试验原材料

2.1.1 水泥

2.1.2 粉煤灰和矿渣微粉

2.1.3 集料

2.1.4 减水剂

2.1.5 水

2.2 试验配合比

2.3 试验方法

2.3.1 水泥胶砂流动度试验方法

2.3.2 保水率试验方法

2.3.3 密度试验方法

2.3.4 胶砂碳化试验方法

2.3.5 混凝土物理力学性能试验方法

2.3.5 混凝土碳化试验方法

2.3.6 四点弯曲荷载作用下的混凝土碳化试验方法

2.3.7 气体渗透性试验方法

2.3.8 孔结构试验方法

2.3.9 胶砂未碳化前CH含量的测定方法

第三章 水泥抗碳化性能的研究

3.1 混合材掺量对水泥密度影响的研究

3.1.1 试验结果

3.1.2 试验结果分析

3.2 混合材掺量对水泥胶砂保水率的影响的研究

3.2.1 试验结果

3.2.2 试验结果分析

3.3 在相同水胶比下,混合材掺量对水泥胶砂碳化速率影响的研究

3.3.1 试验结果

3.3.2 试验结果分析

3.4 在相同流动度下,混合材掺量对水泥胶砂碳化速率的影响的研究

3.4.1 试验结果

3.4.2 试验结果分析

3.5 混合材掺量与碳化深度相关性分析

3.5.1 相同水胶比胶砂试件的混合材掺量与碳化深度的相关性分析

3.5.2 相同流动度胶砂试件的混合材掺量与碳化深度的相关性分析

3.6 水泥胶砂气体渗透性的研究

3.7 微观机理分析

3.7.1 混合材掺量对水泥胶砂碳化速率的影响机理

3.7.2 不同P·O42.5水泥抗碳化能力差异性的机理分析

3.8 本章小结

第四章 水泥抗碳化性能的差异对混凝土抗碳化性能影响

4.1 P.O.42.5水泥对混凝土碳化性能的影响

4.1.1 试验结果

4.1.2 试验结果分析

4.2 C30和C50混凝土满足抗碳化性要求时的粉煤灰掺量上限

4.2.1 试验结果

4.2.2 试验结果分析

4.3 C30和C50混凝土满足抗碳化性要求时的矿粉掺量上限

4.3.1 试验结果

4.3.2 试验结果分析

4.4 C30和C50混凝十满足抗碳化性能要求时复掺掺合料上限

4.4.1 试验结果

4.4.2 试验结果分析

4.5 四点弯曲荷载下满足混凝土抗碳化要求的掺合料上限

4.5.1 试验结果

4.5.2 弯拉作用下混凝土一维碳化时的粉煤灰掺量上限

4.5.3 弯拉作用下混凝土二维碳化时的粉煤灰掺量上限

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

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摘要

GB175-2007《通用硅酸盐水泥》与1999标准相比,各品种水泥中的混合材掺量的限定都有不同程度的放宽,这必然会对水泥下游产业——预拌混凝土行业和水泥制品行业的产品性能产生较大的影响,其中之一就是影响混凝土和水泥制品的碳化耐久性。
   为了比较各品牌通用硅酸盐水泥抗碳化性能的差异以及判断水泥中混合材掺量范围,本文通过在8个品牌的通用硅酸盐水泥中外掺不同掺量和等级的粉煤灰和矿渣微粉,研究混合材掺量对水泥密度、水泥胶砂保水率、气体渗透系数以及碳化性能的影响,同时进行了微观机理分析。结果表明采用相同流动度法确定胶砂试件配合比,进行碳化试验,其混合材掺量与碳化深度的相关性较好,从而为判断水泥中混合材掺量范围和水泥的抗碳化性能差异提供初步的试验依据:同时相同流动度法可以比较各种品牌P·042.5原状水泥的抗碳化性能的差异,为混凝土企业选择水泥品牌提供依据。而采用相同水胶比法进行碳化试验,其混合材掺量与碳化深度的相关性较差;采用密度差异法和保水率差异法,由于实验数据离散性较大,也无法有效判断水泥中混合材掺量范围和水泥抗碳化性能高低。
   微观机理分析表明:当水泥中混合材掺量≤25%时,孔结构的劣化和组分的改变同时影响水泥的抗碳化性能,当混合材掺量从25%~30%时,对于水泥抗碳化性能米说,组分改变的影响可能大于孔结构改变的影响;对同品种不同品牌的水泥来说,CH含量和孔结构同时影响着碳化速率,多数水泥水化的CH含量越高,>100nm的孔体积率越小,水泥的抗碳化性能好。
   抗碳化性能不同的P·042.5水泥配制成混凝土后,混凝士的抗碳化性能也存在差异,研究结果表明:对于C30混凝土,使用不同抗碳化性能的水泥配制的混凝土抗碳化性能差异比较明显:对于C50混凝土,使用不同抗碳化性能的水泥配制的混凝土抗碳化性能差异较不明显。
   在四点弯曲荷载作用时,在满足强度和耐久性的要求下,对于碳化性能不同的2个品牌P·042.5水泥配制的C30和C50混凝土,抗碳化性能好的水泥配制混凝土所用的掺合料掺量上限仍较高。该实验结果为商品混凝土企业和水泥制晶企业针对水泥抗碳化性能高低选择混凝土中掺合料掺量提供了依据。

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