【摘 要】
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碳化是混凝土耐久性的一项重要内容。对硅酸盐水泥与混凝土抗碳化性能的研究历来不少,但对碱矿渣水泥与混凝土碳化方面的研究则不多。国内外已有的研究结果表明:在相同水胶比
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碳化是混凝土耐久性的一项重要内容。对硅酸盐水泥与混凝土抗碳化性能的研究历来不少,但对碱矿渣水泥与混凝土碳化方面的研究则不多。国内外已有的研究结果表明:在相同水胶比条件下,与硅酸盐水泥与混凝土相比,碱矿渣水泥与混凝土的抗碳化性能较弱,而对其碳化机理与碳化产物未形成定论。针对上述问题,本课题研究了碱组分、水胶比、胶砂比、矿渣细度及标准养护龄期等对碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能的影响,并从碳化机理出发提出改进措施,旨在为碱矿渣水泥与混凝土的推广应用提供技术基础。研究结果表明:①水胶比在0.35～0.45范围内,碱矿渣水泥砂浆比硅酸盐水泥砂浆的碳化深度大。但是,在相同扩展度时,碱矿渣水泥砂浆的抗碳化能力比硅酸盐水泥砂浆好。在三种碱矿渣水泥砂浆中,NaOH为碱组分的碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能与低模数水玻璃为碱组分的砂浆相当,Na2CO3为碱组分的砂浆碳化较严重。②碱矿渣水泥砂浆的抗碳化性能与碱当量、水玻璃模数、水胶比、胶砂比、矿渣细度及养护龄期等有关。在3%～6%范围内,碱矿渣水泥砂浆的碳化深度随碱当量(以氧化钠当量计)的提高而减小。在0.8～2.0范围内,水玻璃模数为1.2时碱矿渣水泥砂浆的抗碳化性能最好。在0.35～0.45范围内,碱矿渣水泥砂浆的碳化深度随水胶比的增大而增大。在1:1～1:3范围内,胶砂比越小,碱矿渣水泥砂浆碳化越严重。在357m2/kg～675m2/kg范围内,碱矿渣水泥砂浆的碳化深度随矿渣比表面积的增大而减小。碱矿渣水泥砂浆的抗碳化性能随标养龄期的延长而增强。③化学外加剂能在一定程度上改善碱矿渣水泥砂浆的抗碳化性能,改善程度与外加剂的种类、品种及掺量有关。一般情况下,CEA膨胀剂的改善效果优于ZY膨胀剂,且掺量越大,改善作用越好。引气剂掺量增大,碱矿渣水泥砂浆的碳化深度增大,但均小于空白样。高活性矿物掺合料,如硅灰、偏高岭土能有效减缓碱矿渣水泥砂浆的碳化,且硅灰的效果优于偏高岭土。④在5%～10%范围内,熟石灰改善碱矿渣水泥砂浆抗碳化性能效果优于熟料。聚丙烯纤维能在一定程度上改善碱矿渣水泥砂浆的抗碳化性能,但效果不如前述措施明显。石灰石粉对碱矿渣水泥砂浆的抗碳化性能基本没有改善效果。⑤碱矿渣水泥的碳化直接发生在C-S-H凝胶上,碳化产物主要有碳酸钠、碳酸钙、Ca/Si比更低的C-S-H凝胶等。碳化后碱矿渣水泥砂浆的抗压强度下降,降低程度与碱矿渣水泥砂浆的初始强度有关。
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