矿渣和粉煤灰混凝土抗碳化性能的试验研究_陈锡容
粉煤灰-矿渣双掺混凝土的耐久性研究
粉煤灰\矿渣双掺混凝土的耐久性研究摘要：本文针对不同掺量的粉煤灰、矿渣混凝土试件分别进行了混凝土抗冻性试验、碳化试验及氯离子侵蚀试验。
研究发现，粉煤灰在一定的掺量范围内可以有效提高混凝土后期的耐久性性能，能够减弱盐冻效应对混凝土的破坏作用；粉煤灰、矿渣复合掺入混凝土中，提高了混凝土的抗碳化性能；粉煤灰、矿渣双掺混凝土具有良好的抗氯离子侵蚀能力。
关键词：粉煤灰；矿渣；双掺混凝土；力学性能Abstract: slag concrete according to the different content of fly ash, specimens were tested on frost resistance of concrete carbonation test, test and chloride ion erosion. The study found, fly ash can effectively improve the concrete durability performance in volume within a certain range, can reduce the damaging effects of salt frost effect on concrete; fly ash, slag mixed in the concrete, improve the carbonation resistance of concrete; fly ash, slag concrete has good ability to anti chloride ion erosion.Keywords: fly ash; slag; double mixture concrete; mechanical properties1. 粉煤灰、矿渣双掺混凝土配合比设计方案本文采用粉煤灰及磨细矿渣的等量替代法，通过正交表设计了不同掺量的粉煤灰及矿渣混凝土，并确定两者相互组合的最优掺量。
粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响研究
引言粉煤灰和矿渣粉是常见的工业废料，将粉煤灰和矿渣粉用于混凝土中，不仅能减少废弃物堆放导致的占地和环境污染等问题，还有助于改善混凝土的和易性、降低混凝土结构的水化热等[1-3]。
关于粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响已取得了大量的研究成果，但由于原材料、配合比和养护方式等差异，研究者所获得的结论并不一致，甚至相互矛盾。
赵顺湖等[4]的研究结果表明，随着矿渣粉掺量的增大，混凝土的坍落度逐渐增大，且30%矿渣粉掺量的混凝土抗压强度高于不使用掺合料的混凝土。
李双喜等[5]的研究结果表明，随着矿渣粉掺量的增大，混凝土的坍落度和抗压强度均逐渐降低，且抗压强度均低于不使用掺粉煤灰和矿渣粉对混凝土性能的影响研究孙宏图1 张 强1 蔡志远1 刘 帅2 姜瑞双2 黄智德31. 济南金曰公路工程有限公司 山东 济南 2500142. 山东省交通科学研究院 山东 济南 2500313. 山东交通学院 交通土建工程学院 山东 济南 250357摘 要：采用矿物掺合料替代水泥是降低混凝土成本和提升混凝土性能的有效途径，原材料特性和混凝土配合比对矿物掺合料使用效果的影响值得关注。
研究了粉煤灰和矿渣粉替代水泥对C40、C50混凝土的工作性和抗压强度的影响，结果表明：适量地掺入粉煤灰和矿渣粉有助于改善混凝土的工作性，掺入20%的粉煤灰可使C40混凝土的坍落度由175mm提高至200mm，掺入25%的矿渣粉可使C50混凝土的扩展度由450mm提高至500mm；粉煤灰和矿渣粉的作用效果受其掺量和混凝土配合比的影响，当掺合料掺量较高且水胶比较低时，混凝土的黏度大，过于干硬不易施工；相比矿渣粉，粉煤灰对混凝土强度的影响更为显著，粉煤灰的掺入使混凝土的早期强度降低但后期强度上升明显；建议掺入20%的粉煤灰和20%的矿渣粉等量替代水泥配制C40混凝土，建议掺入25%的矿渣粉等量替代水泥配制C50混凝土。
关键词：矿物掺合料；坍落度；扩展度；抗压强度；混凝土配合比The Influence of Fly Ash and Slag Powder on the Performance of ConcreteAbstract: Replacing cement with mineral admixtures is an effective way to reduce concrete costs and improve concrete performance. The impact of raw material properties and concrete mix proportion on the effectiveness of mineral admixtures is worth paying attention to. Study the effect of replacing cement with fly ash and slag powder on the workability and compressive strength of C40 and C50 concrete. The results show that adding an appropriate amount of fly ash and slag powder can improve the workability of concrete. Adding 20% fly ash can increase the slump of C40 concrete from 175mm to 200mm, and adding 25% slag powder can increase the expansion of C50 concrete from 450mm to 500mm. The effect of fly ash and slag powder is influenced by their dosage and concrete mix proportion. When the dosage of admixtures is high and the water cement ratio is low, the viscosity of concrete is high, making it difficult to construct if it is too dry and hard. Compared to slag powder, fly ash has a more significant impact on the strength of concrete. The addition of fly ash reduces the early strength of concrete but significantly increases its later strength. Recommend to mix 20% fly ash and 20% slag powder to replace cement in the preparation of C40 concrete, and recommend 25% slag powder to replace cement in the preparation of C50 concrete.Key words: Mineral admixtures; slumps; slumpflow; compressive strength; concrete mix proportion收稿日期：2023-3-21第一作者：孙宏图，1982年生，高级工程师，主要从事工程质量管理工作，E-mail：********************通信作者：黄智德，1982年生，博士，主要从事混凝土与混凝土结构耐久性方面的研究工作，E-mail：********************合料的混凝土。
大掺量矿渣粉混凝土抗碳化性能的研究
⑥
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
大掺量矿 渣粉混凝土抗碳化性能的研究
丁红 霞 刘森忠 陈 烨 高 蔚
（ 南昌大学科学技术学院 ， 南昌３ ３ ０ ０ ２ ９； 长沙建筑工程学校 ， 长沙 ４ １ ０ ０ ０ ４ ）
摘
要
研 究了用 ５ ０ ％和 ７ ０ ％（ 质量分数） 矿渣粉替代硅酸盐水泥对混凝土力学性能和抗碳化性 能的影响 ， 对 混凝土 的碳化
第１ ３卷
第 ４期 ２ ０ １ ３年 ２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ １ ． １ ３ Ｎｏ ． ４ Ｆ ｅ ｂ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ ｌ 一１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — １ ０ ６ ８ — ０ ５
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
了起到节约能源保护环境 的作用之外 ， 已经成为混
凝 土高性 能化 的关 键 技术 和必 不 可少 的组 分 之一 ， 而矿 渣粉 又 因其 相 对 较 高 的活 性 被 广 泛 应 用 于 各 行业 的混 凝 土 结 构 工 程 中。在 大 掺 量 掺 合 料 情 况 下， 混凝 土 除了要 满 足力 学 性 能要 求 和 施 工 工艺 要 求 之外 ， 其 耐久 性 的 问 题 更 是 得 了普 遍 的关 注 ， 比 如 由于钢 筋 的 锈蚀 导致 钢 筋 混凝 土 结 构 过 早 劣 化
（ ６ ）减水剂 ： Ｆ Ｄ Ｎ高效减水剂。
１ ． ２ 试验 方法
１ ． ２ ． １ 混凝土物 理 力学性 能测 定
粉煤灰掺量对混凝土碳化过程的影响试验研究
粉煤灰掺量对混凝土碳化过程的影响试验研究摘要：本文基于对混凝土碳化会影响到混凝土建筑物的耐久性进行研究，其表明了粉煤灰掺量对混凝土碳化的影响在混凝土建筑物的合理使用上有一定的影响。
为此开展了6组18个不同粉煤灰掺量的试件，研究不同掺量的粉煤灰对混凝土碳化程度的影响，试验结果表明：随着粉煤灰掺量的增大，混凝土的抗碳化能力有所下降；在碳化过程中，时间越长，掺入粉煤灰的混凝土碳化速度会逐渐变慢；10%粉煤灰掺量与无粉煤灰掺量的混凝土，它们的碳化程度接近，表明掺入粉煤灰的量越少，对混凝土的碳化程度影响越小。
关键词：粉煤灰；掺量；混凝土；碳化1引言混凝土的耐久性不良是因为混凝土受到了一种化学元素的侵蚀。
碳化会使混凝土的碱度有所下降，但是不会对混凝土造成直接性的危害。
当碳化的深度到达或者超过钢筋表面时，会让钢筋在高碱型环境中形成的钝化膜遭到破坏，钢筋失去了钝化膜的保护后，钢筋接触到空气，就会发生锈蚀，最终导致钢筋的结构构件遭受破损。
在粉煤灰混凝土中，粉煤灰作为一种常用的凝胶材料，它不仅可以完善了新拌混凝土的工作性，而且还可以代替水泥，节省混凝土中水泥的使用量，这样降低了使用成本。
在经济上，粉煤灰混凝土拥有的经济效益非常不错，因此它在工程项目里被广泛使用。
本文主要在标准养护龄期以及水胶比相同的条件下，主要讨论不同掺量的粉煤灰对混凝土抗碳化性能的影响。
2试验2.1实验材料及配合比水泥：P.O42.5水泥，来自宁夏青铜峡水泥股份有限公司生产；石子：采用太阳山石料厂的石子，其最大粒径为20ｍｍ；砂子：来自陕西武功砂厂生产的的砂子，其细度模数为2.82；拌合水：平常使用的饮用水；粉煤灰：华电宁夏灵武发电有限公司生产的粉煤灰；外加剂：北京世纪佳邦建材有限公司生产的减水剂。
试验中混凝土的配合比见表1。
表1 混凝土的配合比编号粉煤灰掺量%水泥kg粉煤灰kg石子kg砂子kg减水剂kg拌合水kg水胶比103.9609.8286.5520.03961.35.34213.564.3969.8286.5520.03961.35.34323.168.7929.8286.5520.03961.35.34432.7721.1889.8286.5520.03961.35.34542.3761.5849.8286.5520.03961.35.34651.981.989.8286.5520.03961.35.342.2 试件制备及养护本次试验的试件是根据表1中的配合比制成的6组试件，每组中制作了每一块尺寸同为100ｍｍ×100ｍｍ×300ｍｍ的三块试件。
粉煤灰和矿渣影响混凝土碳化的因素及建议
矿物掺合料的应用在我国已有50多年的历史。
在20世纪五六十年代，矿物掺合料常常是作为一种“废物”而加以利用，主要目的是为了节约水泥，降低成本；到了20世纪七八十年代，大坝混凝土中开始大量应用粉煤灰，其主要目的已经不再单纯是节约水泥，而是降低水化热；从90年代开始，随着高强高性能混凝土的研究与应用不断深入，混凝土的许多性能可以通过掺一定量的矿物掺合料得以改善。
到现在，矿物掺合料不再以“废物”的形式出现，而是作为改善混凝土性能的一种必要材料被加以利用。
由于掺合料混凝土碳化问题较为复杂，且影响因素众多，因此开展混凝土碳化规律研究，对在实际工程中的推广使用以及掺合料混凝土结构耐久性评估具有重要意义。
1 混凝土碳化机理混凝土的碳化是指在自然环境中，空气中的CO2气体不断扩散到混凝土内部的毛细孔中与其中孔隙液所溶解的Ca(OH)2进行中和反应，生成碳酸盐或其他物质的化学现象。
水泥水化后的产物为氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等，其稳定存在的pH值（见表1）。
混凝土的孔隙水为氢氧化钙饱和液，其pH值约为12～13，呈强碱性。
在有水条件下这些物质会与CO2气体发生碳化反应，反应过程为：CO2+ H2O →H2CO3Ca(OH)2+ H2CO3→CaCO3+ 2H2OC2S2H3+ 3H2CO3→3CaCO3+ 2SiO2+ 6H2O2 影响混凝土碳化性能的因素2.1 材料因素水胶比的影响。
李贞等认为不管是否掺入矿物掺合料，对碳化深度影响最大的是混凝土的水胶比。
余波等研究得出随着水胶比的增加，混凝土的碳化深度逐渐增加。
李春辉等认为碳化深度随着水胶比的增大而增大，且在28d以前增加速度快，28d以后速度增加相对缓慢。
宋华等通过试验分析得知采用掺合料混凝土时，降低水胶比可大大提高其抗碳化能力。
孙元生等认为对水胶比大于0.5的混凝土，水胶比作为碳化数学模型的“单自变量”，能较好反映混凝土的碳化情况混凝土；对水胶比小于0.5的混凝土，水胶比作为碳化数学模型的单一自变量，则不能反映混凝土的碳化情况。
矿渣和粉煤灰复合掺加对混凝土力学性能影响
矿渣和粉煤灰复合掺加对混凝土力学性能影响陕西西安 710100矿渣和粉煤灰复合掺加对混凝土力学性能影响摘要：高标号混凝土水泥用量高、水化热大、早期收缩过大制约了其推广应用。
本文试验了矿渣和粉煤灰复合掺加对混凝土力学性能的影响。
测定了矿渣、粉煤灰和二者复掺的混凝土的1d、3d、7d、28d和90d的抗压强度、劈裂抗拉强度。
试验结果表明：粉煤灰对混凝土早期强度有不利影响，矿渣能提高混凝土的强度且有良好的叠加效果。
关键词：矿渣；粉煤灰；抗压强度；抗拉强度1工程概述新安至伊川高速公路XYTJ-6A工区，起于伊川县平等乡西村，讫于伊川县白元镇富留店村。
沿途共计穿越平等乡、白元镇两个乡镇，九个村庄，正线全长9.87km，主线采用双向四车道高速公路标准建设。
我工区混凝土工程共计20.04万方，包含桥梁4.147km/11座，涵洞、通道865.73横延米 /26座，预制梁板共计1355片。
路基6.05km，占线路总长的61.3%，总填方数量约为174.2万方（含伊川南互通67万方），路基挖方量约为50.4万方（含伊川南互通2.2万方），水泥改良土约82.5万方（含伊川南互通14万方）。
2绪论高标号混凝土水泥用量高导致的水化热大、早期收缩过大等问题，是混凝土施工领域长期存在的问题[1]，近年来，利用各种工业固体废弃物，将其磨细应用于混凝土的矿物掺合料，将其作为胶凝材料并一定量的替代水泥，是解决上述问题的重要举措。
粉煤灰和矿渣价格低廉、生产能耗低、能有效利用工业废渣和生产过程排放的温室气体少等特点[2-3]，试验表明矿渣、粉煤灰能改善硅酸盐水泥混凝土的和易性和收缩[4]。
但粉煤灰和矿渣对于混凝土力学性能的改善作用以及二者的复合改善作用并不十分明确。
本试验的目的在于探索矿渣和粉煤灰对混凝土的力学性能的改善作用。
本文测定了掺入矿渣、粉煤灰和二者复掺的混凝土的1d 、3d 、7d 、28d 和90d 的抗压强度、劈裂抗拉强度与28d 的弯曲断裂韧性和抗冲击韧性，并结合微观结构分析了矿渣和粉煤灰对混凝土力学性能的影响作用机理。
矿渣和粉煤灰混凝土的抗裂性能研究
式中
Ｒ为约 束 系数 ；ｓ 为 ｎ天 龄 期 时 混凝 土 的 自生
体 积 变形 （ 胀取 负 ） 膨 。 抗 裂性指 数 越 大 ，混凝 土 的抗 裂 性 能越 好 。抗 裂 性 指 数 既考 虑 了混 凝 士 的 变形 性 能之 间 的关 系 ，又 考
土 中 ，矿 渣 粉 和 粉 煤 灰 是 不 可 或 缺 的 重 要 组 分 。研 究发 现 ，掺 入 矿 渣 粉 和 粉 煤 灰 使 水 泥 胶 砂 的 脆 性 系数 明 显 减 小 ， 而且
随 着 掺 量 增 大 ，脆 性 系数 具 有 减 小的 趋 势 ，有 利 于 降低 胶 砂 和 混 凝 土 的 开 裂 倾 向 。从 长期 来 看 ，矿 渣 混 凝 土 抗 裂 性 优 于 空 白混 凝 土 ， 而粉 煤 灰 混凝 土 与 空 白混 凝 土 大致 相 当 ，或 稍 优 。 延 长 养 护 时 间 ，可 减 小混 凝 土 的 脆 性 系数 ，提 高极 限拉
叼
￡ Ｉ
２ 试 验 用 原 材 料
（） ２
采 用广 东 省梅 州 市 塔 牌 集 团有 限 公 司 生 产 的 Ｐ Ｉ ．Ｉ 型硅 酸盐水 泥 （ 窑 ） 转 ，强 度 等 级 为 ４ ． Ｒ，物 理 力 学 ２５ 性 能 见表 １ ，化 学成 份 见表 ２ ；石英 质 河砂 ，物 理 性 能 见表 ３ ；５～ ０ ｌ 和 ２ ４ ｒｍ ２种 规格 花 岗石 碎 石 ， ２ ｎｎ ｌ ０～ ０ ａ 物理 性 能见 表 ４；减水 剂 为 Ｔ ４ ０高 效 缓凝 减水 剂 ； Ｌ一 ０ 黄埔 电厂 Ⅱ级 粉 煤 灰 ，物 理 性 能 见 表 ５ ；韶 钢 嘉 羊 公 司 生产 的 ￥ ５级 矿渣 粉 ，物 理性 能见 表 ６ ９ 。
《掺矿粉与粉煤灰的水泥土抗压及渗透性能研究》
《掺矿粉与粉煤灰的水泥土抗压及渗透性能研究》一、引言随着城市化进程的加速，基础设施建设需求日益增长，而土壤工程作为其中重要的一环，其材料性能的研究显得尤为重要。
在土木工程中，水泥土作为一种常用的建筑材料，其性能的优劣直接影响到工程的质量和安全。
为了提高水泥土的抗压及渗透性能，本研究采用掺入矿粉和粉煤灰的方法，对其性能进行深入研究。
二、实验材料与方法1. 实验材料本实验采用的水泥土、矿粉和粉煤灰均来自当地建材市场。
其中，矿粉为钢铁生产过程中的高炉矿渣磨细而成，粉煤灰为燃煤电厂产生的废弃物。
2. 实验方法（1）制备不同配比的水泥土样品，分别掺入矿粉和粉煤灰。
（2）对样品进行标准养护，模拟实际工程中的环境条件。
（3）对样品进行抗压强度测试和渗透性能测试。
（4）对实验结果进行数据分析和图表绘制。
三、实验结果与分析1. 抗压强度实验结果显示，掺入矿粉和粉煤灰的水泥土样品，其抗压强度均有所提高。
其中，矿粉的掺入对水泥土的抗压强度提升更为明显，而粉煤灰的掺入则能够在一定程度上改善水泥土的韧性和延展性。
此外，随着掺入量的增加，水泥土的抗压强度呈现出先增后减的趋势。
2. 渗透性能实验结果表明，掺入矿粉和粉煤灰的水泥土样品，其渗透性能均有所改善。
其中，矿粉的掺入能够显著提高水泥土的密实度，从而降低其渗透性；而粉煤灰的掺入则能够改善水泥土的孔隙结构，提高其抗渗性能。
此外，随着掺入量的增加，水泥土的渗透性能呈现出逐渐优化的趋势。
四、讨论与结论通过实验结果的分析，我们可以得出以下结论：1. 掺入矿粉和粉煤灰能够提高水泥土的抗压强度和渗透性能。
其中，矿粉主要通过提高水泥土的密实度来增强其抗压强度和降低渗透性，而粉煤灰则通过改善水泥土的孔隙结构来提高其抗渗性能和韧性。
2. 掺入量的增加能够在一定程度上提高水泥土的性能，但过量掺入可能会导致性能下降。
因此，在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的掺入量。
3. 矿粉和粉煤灰的掺入不仅提高了水泥土的性能，还实现了废弃物的资源化利用，具有较好的经济效益和社会效益。
粉煤灰与矿渣粉双掺对混凝土性能影响及经济效益分析
新拌混 凝土的初始坍落度 、 １ ｈ坍落度 Ｈ 初始扩展
度Ｌ 耵 等指标的测定按 照 《 普通混凝土拌合物性 能试验方法》
Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ０ ８ ０ — ２ ０ ０ ２ 进行 。 硬化混凝土立方体抗压强度 按照《 普 通混凝土力学性能试验方法标 准》 Ｇ Ｂ 厂 ｒ ５ ０ ０ ８ １ — ２ ０ ０ ２进行。
料、 粉煤灰 和矿 渣粉的不 同形态 、 不同粒径大小 、 不同表面活 性按一定 比例进行搭配 ， 充分发挥粉煤灰 和矿 渣粉 的活性效
余为 １ ３ ． ５ ％， 需水量 比为 ９ ０ ％， 强度活性指 数为 ７ ２ ％， 烧失量
为 １ ． ８ ％。
（ ５ ） 矿 渣粉 ： 选用福 建省三安环 保资源有 限公 司生产 的
混凝 土拌合物 性能 （ 初始坍落度 、 初 始扩展度 、 和易性 、 １ ｈ 坍
落度） 和硬化 混凝土 抗压强度 的影 响 ， 并 对其经济 效益进行 分析， 得 出粉 煤灰与 矿渣粉 双掺时性 价 比高 的配 比 ， 对预拌
混凝 土的生产具 有一 定的指导作用。
２混 凝土 配合 比设计
第 ９期 （ 总第 １ ９ ７期 ）
巍
试 验 研 究 ●
粉 煤 灰 与 矿 渣 粉 双 掺 对 混 凝 土 性 能 影 响 及 经 济 效 益 分 析
肖三保
（ 泉州市德 安工程检 测有 限公 司， 福 建 泉州 ３ ６ ２ １ ２ ３） 摘 要 主要分析 了粉煤灰与矿渣粉 以不 同掺量等量取代 部分水泥后对 混凝土和 易性和抗压强度的影响 ， 并对粉 粉煤灰 ； 矿 渣粉 ； 混凝土 ； 抗压 强度 ； 经济效益
失。
・
３３ ・
粉煤灰和矿渣用作高强度混凝土复合型外加剂
粉煤灰和矿渣用作高强度混凝土复合型外加剂
孙江安
【期刊名称】《辽宁建材》
【年(卷),期】2001(000)001
【摘要】@@ (1)粉煤灰.粉煤灰的活性来源主要来自细小的玻璃球体中所含较多的活性SiO2和活性Al2O3.在混凝土中水泥水化生成CSH凝胶类的同时析出氢氧化钙Ca(OH)2,在此碱性激发下活性SiO2也成生CSH凝胶类,两者共同成为混凝土强度的基础.活性Al2O3在水泥水化中所含石膏Ca2SO4·2H2O等的硫酸盐激发下生成钙矾石类(3Cao·Al2O3·3CaSO4·32H2O类),使硬化水泥浆体(水泥石)更加致密.因为粉煤灰参与水泥水化的速度较水泥本身的水化速度慢,因而对于混凝土的后期强度的发展产生有利的影响.
【总页数】1页(P33)
【作者】孙江安
【作者单位】安徽省建筑科研院,合肥,230001
【正文语种】中文
【中图分类】TU5
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粉煤灰和矿渣粉对混凝土抗裂性影响的试验研究
粉煤灰和矿渣粉对混凝土抗裂性影响的试验研究李洁;王起帆;赵之彬;黄育【摘要】该文分别研究了粉媒灰、矿渣粉和两者混和物对混凝土抗裂性的影响,共做了7组试块.研究结果表明:适量优质粉煤灰或适量矿渣粉或双掺掺合料的掺加有利于减缓混凝土早期干缩开裂现象的发生；但若继续增加,则对提高混凝土早期抗裂性不利.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2012(011)010【总页数】3页(P53-55)【关键词】粉煤灰;矿渣粉;混凝土;抗裂性【作者】李洁;王起帆;赵之彬;黄育【作者单位】重庆大学建筑设计研究院,重庆400045;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆401311;解放军某部,江苏南京210042;解放军某部,江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】TU5随着混凝土在海港、桥梁等交通工程、部分水利工程及地铁工程中的广泛应用，混凝土的早期抗裂性问题越来越引起人们的注意。
开裂是影响混凝土耐久性的重要因素，当裂缝数量和尺寸达到一定程度时，混凝土会因环境中腐蚀性物质的侵入而加速劣化。
因此，如何减少混凝土的开裂是混凝土领域中一项重要的研究课题[1]。
混凝土的开裂是因为混凝土中拉应力大于混凝土的抗拉强度，或因为拉伸应变达到或超过混凝土的极限拉伸值而造成的。
混凝土是一种非均质不连续的多相复合材料，结构内部主要薄弱面为骨料与水泥浆体之间的界面处，因为水泥浆体泌水性大，浆体中的水分向上部迁移，遇骨料后受阻，其下部形成水膜从而消弱了界面的粘结性，因此混凝土开裂时微裂缝主要在界面处形成。
从本质上讲，提高混凝土的抗裂性应改善其内部结构，改善水泥浆体与骨料之间的界面结构和性能，减少内部微裂缝，强化界面之间的粘结。
影响混凝土抗裂性的因素很多，一般认为，抗裂性好的混凝土具有抗拉强度高、弹性模量低、极限拉伸值大等特点[2]。
本文通过混凝土力学性能试验和膨胀干缩率试验，研究粉煤灰和矿渣粉的掺量对混凝土抗裂性的影响。
水泥采用32.5普硅水泥；砂的表观密度2.68g/cm3，细度模数2.64，含泥量0.25%；碎石为一般碎石；粉煤灰采用某公司一级粉煤灰；矿渣粉为某公司矿渣粉；水为自来水。
浅谈双掺粉煤灰和矿渣粉混凝土的优势
浅谈双掺粉煤灰和矿渣粉混凝土的优势摘要:近年来，随着我国经济上升式的发展，加快了各类混凝土工程的发展步伐。
将粉煤灰和矿粉生产技术融入混凝土工程，不仅可以发挥双掺技术的优势，同时也能够建造更加优良的基础设施工程，因此本文主要针对混凝土双掺技术的应用做相应概述和探究。
关键词:矿粉和粉煤灰；双掺技术；混凝土；应用引言混凝土建筑材料，对于建筑界的发展有着重要意义。
随着全球范围内越来越多的国家开始朝着节能环保的方向发展，所以对资源的节约和提高资源的利用提出了更高的要求。
在建设工程中，通过提高水泥用量、添加矿粉、粉煤灰等材料，可以总结出二者对混凝土各项性能指标的影响，达到节省费用的目的。
更好地保护自然环境。
同时，在项目的前期设计和后期的具体执行步骤中，也必须建立在这些基础之上。
1.矿粉和粉煤灰双掺技术的优势在以往的混凝土施工过程当中，为了满足对混凝土的各项要求，普遍使用了较多的水泥。
但应特别指出，水泥的工作性能、粘性都比较低，特别是夏季施工时，夏季气温偏高；由于水泥自身产生的热能无法及时地从外部散发出去，反而会在混凝土中徘徊，最后在混凝土的表层积聚，从而导致了混凝土的局部肿胀；严重的话，会引起混凝土的开裂。
不过，利用这种制造工艺，可以将水泥的热能完全隔绝，避免了混凝土的开裂，还可以减少水泥的使用，节省大量资金。
如果单纯的将粉煤灰加入到混凝土中，虽然可以提高混凝土的性能，但会导致混凝土的强度下降，因此，必须采用粉煤灰、矿粉双掺工艺来解决这一问题。
矿粉的水化作用能有效地促进火山灰反应，提高混凝土的整体细度，提高混凝土的各项性能。
但要注意，粉煤灰与矿物粉末必须按一定的比例混合。
二者的双重掺入，能使混凝土工作性能得到提高，降低了混凝土的坍损，使混凝土结构更加坚固；提高混凝土的密实度及结合强度。
此外，还应提高早期、晚期的强度，避免化学侵蚀，才能使混凝土达到较好的品质。
2.试验所用原材料本课题拟从粉煤灰与矿渣各自的特性出发，选择一种预制梁C50普通混凝土，采用矿粉、粉煤灰两种外加剂替代部分水泥，对其进行性能测试，并对其性能进行测试。
粉煤灰-矿渣双掺混凝土在工程中应用的可行性分析
粉煤灰\矿渣双掺混凝土在工程中应用的可行性分析摘要：本文基于不同掺量的粉煤灰、矿渣混凝土试件的耐久性综合指标，进行了双掺混凝土在工程中应用的可行性分析。
分析结果表明当粉煤灰和矿渣掺量适当时，可以取得较好的耐久性指标；粉煤灰、矿渣双掺超细矿物掺合料在混凝土中的应用具有显著的技术效益、经济效益和社会效益。
关键词：粉煤灰；矿渣；双掺混凝土；耐久性；工程应用；可行性分析Abstract: in this paper, the durability of slag concrete with different amount of fly ash, the specimen based on the feasibility analysis of comprehensive index, the double mixture concrete application in engineering.Keywords: fly ash; slag; double mixture concrete; durability; engineering application; feasibility analysis1. 粉煤灰、矿渣双掺混凝土耐久性综合分析为了得到试验因素粉煤灰，矿渣对混凝土耐久性能的影响，把粉煤灰及磨细矿渣作为试验的两个因素。
参照有关文献的研究成果，粉煤灰及矿渣的胶凝材料掺量控制在60%的范围内。
粉煤灰的水平为：0%、10%、20%、30%，磨细矿渣的水平为0%、10%、20%、30%。
试验选择两因素四水平的设计方法，采用正交表L24，只需要设计八种混凝土的配合比设计，混凝土两种因素不同水平的设计见表1.1，研究涉及的混凝土具体配比见表1.2。
表1.1两因素四水平正交表表1.2混凝土配合比设计方案耐久性指标有抗冻性、抗碳化及抗氯离子侵蚀能力。
抗碳化以28天混凝土的碳化深度为依据；抗氯离子侵蚀的判定标准为混凝土在60伏直流电压下6小时的通电量；抗冻性以在氯盐介质条件下混凝土养护60冻融循环150次的质量损失率为准，抗碳化以养护60天碳化28天深度为准。
粉煤灰高性能混凝土抗碳化性能研究
粉煤灰高性能混凝土抗碳化性能研究摘要：目前重庆市万盛经济技术开发区应用开发项目中通过调节配合比设计制备了多种粉煤灰混凝土，该项目系统研究了粉煤灰掺量、种类、水胶比和养护龄期对混凝土抗碳化性能的影响。
结果表明：混凝土碳化深度值和碳化速率均随粉煤灰掺量增加而增加，碳化120d后W35F60的碳化深度值约为W35F0的7倍；混凝土碳化深度值随水胶比增加而增大，当粉煤灰掺量为40%时，混凝土最佳水胶比为0.30，其120d碳化深度值仅11.28mm；混凝土抗碳化性能：Ⅱ级粉煤灰>Ⅰ级粉煤灰；养护龄期越长，混凝土抗碳化性能越强，当养护龄期为90d时，混凝土碳化深度值是养护龄期28d的79.47%。
关键词：粉煤灰；混凝土；碳化；配合比；1试验1.1原材料硅酸盐水泥选用江苏某水泥厂P·Ⅱ级42.5；Ⅰ级粉煤灰产自江苏镇江某公司、Ⅱ级粉煤灰产自南通华能热电厂；细骨料选取细度模数为2.6的中粗河砂；粗骨料为5~20mm连续级配碎石；减水剂选为聚羧酸系高效减水剂。
1.2配合比设计试验在砂率为38%基准砂浆的基础上，分别选取胶凝材料为380kg/m3、和460kg/m3，其配合比如表1所示。
1.3试验方法1.3.1制备工艺按照表1所示配合比称取原材料，再按JTJ270—1998《水运工程混凝土试验规程》成型尺寸为70.7mm×70.7mm×228mm的混凝土试件，按标准养护至28d和90d后进行碳化试验。
1.3.2测试方法混凝土的物理力学性能按照JTJ270—1998进行试验测试。
依据GB/T50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行碳化试验。
2结果与讨论2.1物理力学性能对养护28d和90d的混凝土进行物理力学性能测试，结果如表2所示。
由表2可以看出，养护龄期越长，混凝土抗压强度越高；当水胶比为0.35时，不同养护龄期混凝土的抗压强度随Ⅰ级粉煤灰掺量增加而降低，其中Ⅰ级粉煤灰掺量为60%时，与基准混凝土相比，W35F60抗压强度降低约50%；养护龄期为28d时，混凝土的抗折强度、劈拉强度、轴压强度和抗压弹模均随Ⅰ级粉煤灰掺量的增加而减小；当Ⅰ级粉煤灰掺量为40%时，不同养护龄期混凝土抗压强度均随着水胶比的增加而减小，这是由于水胶比越小，混凝土越密实[7]；养护龄期为28d时，混凝土的抗折强度、劈拉强度、轴压强度和抗压弹模均随水胶比增加而减小；对比不同养护龄期W40Ⅰ40与W40Ⅱ40混凝土的抗压强度，以及养护28d混凝土的抗折强度、劈拉强度、轴压强度和抗压弹模可以看出，两种混凝土的差异较小，Ⅰ级粉煤灰略优于Ⅱ级粉煤灰。
粉煤灰和矿粉对混凝土性能和强度的影响研究
粉煤灰和矿粉对混凝土性能和强度的影响研究粉煤灰和矿粉是混凝土中主要的掺合料，拌和混凝土时掺加一定量的活性矿物掺合料可以改善混凝土性能。
将粉煤灰、矿粉在C35混凝土中单掺或双掺，并分别设置若干组不同掺量的粉煤灰、矿粉的混凝土试验。
通过观察混凝土和易性及不同龄期的混凝土强度变化，比较了粉煤灰、矿粉单掺时混凝土各项性能的差异。
通过复合掺入粉煤灰和矿粉，调节两者之间的掺加比例，充分发挥两者之间的综合功能。
标签：混凝土；粉煤灰；矿粉；和易性；强度0 引言随着混凝土技术的不断发展，矿物掺合料作为混凝土基本材料组分已经越来越普遍。
矿粉和粉煤灰均为火山灰质活性掺合料，且均为工业废渣收集加工而成，成本低于水泥。
它们中含有较多的活性SiO2、活性Al2O3，能与Ca（OH）2在常温下起化学反应生成稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。
这些成分有助于混合料的硬化，增加强度。
此外，粉煤灰和矿粉中存在大量球形玻璃状颗粒，这些颗粒是拌和物和易性得以改善的主要原因。
同时粉煤灰、矿粉的粒度比水泥颗粒的小，能够填充于水泥颗粒的空隙，构成最密堆积，有利于强度的发展[1]。
在混凝土中掺入一定量的活性矿物掺合料取代部分水泥，充分利用粉煤灰的“三大效应”和矿粉良好的填充效应及活性。
可起到节约成本、改善环境、改善混凝土工作性能、提高抗压强度和耐久性能。
1 原材料1.1 水泥采用临沂沂东中联水泥有限公司生产的P.O42.5级水泥，标准稠度用水量为28%，28d抗压强度为47.8MPa。
1.2 粉煤灰采用华能日照电厂的F类Ⅰ级粉煤灰，45μm方孔筛筛余为8.5%，需水量比为95%，表观密度为2.15g/cm3。
1.3 矿粉采用日照普泰矿粉有限公司生产的S95级矿粉，比表面积为450m2/kg，28d 活性指数为98%。
1.4 砂和碎石采用沂河河砂，细度模数为2.4的Ⅱ区中砂，含泥量为1.9%，泥块含量为0.5%；采用5-31.5mm连续级配碎石，含泥量为0.5%，泥块含量为0.4%，压碎值指标5.4%，针片状颗粒含量为5.0%。
提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究
第５０卷第４期２０２０年７月东南大学学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ．５０Ｎｏ．４Ｊｕｌｙ２０２０ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０２０．０４．００１提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究涂永明１，２ 刘东运１ 张 雨１（１东南大学土木工程学院，南京２１１１８９）（２东南大学国家预应力工程技术研究中心，南京２１１１８９）摘要：为提升大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能，提出了一种预碳化再碱化的养护处理方法．采用快速碳化试验，对普通混凝土和质量分数为２０％、３０％、４０％的粉煤灰混凝土进行了３、７、１４、２８ｄ的碳化深度测试，对比分析了不同养护方法对粉煤灰混凝土抗碳化能力的影响．结果表明：粉煤灰混凝土的碳化深度随着碳化时间和粉煤灰掺量的增加而增加；与延长养护时间和水养护一样，提出的碳化试验之前预碳化再碱化养护处理可以有效地降低混凝土的碳化深度．对于质量分数为３０％的粉煤灰混凝土，预碳化１ｄ再碱化１ｄ处理后的抗碳化能力与标准养护下的普通混凝土相当．对于普通混凝土，预碳化３ｄ再碱化１ｄ，提升抗碳化能力的效果最佳．关键词：粉煤灰混凝土；预碳化；养护方式；碳化深度中图分类号：ＴＵ５２８．０９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１－０５０５（２０２０）０４ ０５９９ ０７ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｂｏｏｓｔｉｎｇｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅＴｕＹｏｎｇｍｉｎｇ１，２ ＬｉｕＤｏｎｇｙｕｎ１ ＺｈａｎｇＹｕ１（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ）（２ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＰｒｅｓｔｒｅｓｓｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｂｏｏｓｔｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅ，ａｐｒｅ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｅ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｔｅｓｔ，ｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｄｅｐｔｈａｆｔｅｒ３，７，１４ａｎｄ２８ｄｏｆｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｗａｓｍｅａｓｕｒｅｄｆｏｒｔｈｅｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｔｈｅｆｌｙａｓｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆ２０％，３０％ａｎｄ４０％ａｎｄｏｒｄｉｎａｒｙｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｏｕｔｆｌｙａｓｈ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｒｉｎｇｍｅｔｈ ｏｄｓｏｎｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｄｅｐｔｈｏｆｔｈｅｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｆｌｙａｓｈｃｏｎｔｅｎｔ．Ｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｃｕｒｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｗａｔｅｒｃｕｒｉｎｇ，ｔｈｅｐｒｅ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｅ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｉｎｇｂｅｆｏｒｅｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｔｅｓｔｃａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ．Ｆｏｒｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｔｈｅｆｌｙａｓｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆ３０％，ｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｆｔｅｒｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｐｒｅ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒ１ｄａｎｄｒｅ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒ１ｄｃａｎｂｅｃｏｍｐａｒａｂｌｅｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｃｏｎｃｒｅｔｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄａｒｄｃｕｒｉｎｇ．Ｆｏｒｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅ ｃａｒｂｏｎｉｚａ ｔｉｏｎｆｏｒ３ｄａｎｄｒｅ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｆｏｒ１ｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｐｒｅ ｃａｒｂｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｃｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｄｅｐｔｈ收稿日期：２０２０ ０１ １０． 作者简介：涂永明（１９７８—），男，博士，副教授，ｔｕｙｏｎｇｍｉｎｇ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３７８１０４）．引用本文：涂永明，刘东运，张雨．提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究［Ｊ］．东南大学学报（自然科学版），２０２０，５０（４）：５９９６０５．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０２０．０４．００１． 近些年来，可以代替水泥的矿物掺和料逐步应用到现浇混凝土和预制混凝土中［１２］，如粉煤灰、硅灰等．这些矿物掺和料均为工业生产的副产品，将这些掺和料应用到工程中，对实现废弃资源的再度利用具有重大意义．粉煤灰来源于锅炉中煤粉燃烧后的烟气中收集到的粉末［３］．由于粉煤灰的火山灰反应迟缓，粉煤灰的掺入会使混凝土早期强度较低［４５］，孔隙率和平均孔径较大［６８］．此外，粉煤ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ灰的存在不仅减少了水泥含量，使得由水泥水化产生的Ｃａ（ＯＨ）２减少，而且其二次水化会再次消耗Ｃａ（ＯＨ）２使其进一步减少［９］．由此可见，粉煤灰的掺入不仅会使混凝土的孔隙率增大，还会降低混凝土内部的碱储备，这些都会对其抗碳化性能产生不利影响［１０１１］．若要改善粉煤灰混凝土的抗碳化性能，可通过２种方法实现：①提高粉煤灰混凝土的碱储备；②改善粉煤灰混凝土的抗渗性能．掺石灰是提高粉煤灰混凝土的碱储备最经济的方法．当熟石灰质量分数为１０％时，粉煤灰混凝土的抗碳化能力可提高１倍以上［３］，但相比于普通混凝土其抗碳化能力仍较差，而大气中的ＣＯ２是无限的，如果仅提高混凝土的碱储备，不能完全阻止ＣＯ２在混凝土中的传递．因此，与提高粉煤灰混凝土的碱储备相比，改善其抗渗性能可以更有效地提升其抗碳化性能．养护方式是影响粉煤灰混凝土抗渗性的因素之一．目前在预制混凝土中常采用早龄期蒸汽养护．相较于标准养护，蒸汽养护可加速粉煤灰混凝土的早龄期强度增长［１２］，但会对其后期力学性能和耐久性能产生不利影响［１３１４］．近年来，ＣＯ２养护混凝土的方式被逐步提出［１５１６］．ＣＯ２可与水泥的熟料成分发生化学反应而引起混凝土硬化和强度增加，且其孔隙率和渗透性明显降低［１７１８］．此外，利用再碱化技术改善混凝土耐久性能的研究越来越多［１９２０］．再碱化处理可以细化混凝土孔径［２１］，提高混凝土孔隙溶液的ｐＨ值［２２］，这有利于提高混凝土的抗碳化性能．基于上述讨论，本文针对不同粉煤灰掺量的粉煤灰混凝土和普通混凝土，研究了不同养护方式对其抗碳化性能的影响；并提出一种预碳化再碱化的养护方法，即先通过短期快速碳化细化混凝土的孔隙，再将混凝土浸泡在Ｃａ（ＯＨ）２饱和溶液中实现再碱化，从而提高其抗碳化性能．１ 试验设计１．１ 试验材料水泥采用扬州水泥发展有限公司生产的普通硅酸盐水泥Ｐ．Ｏ．４２．５，粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰（符合标准ＧＢ／Ｔ１５９６—２０１７［２３］）．水泥和粉煤灰化学成分分析如表１所示．细骨料为级配属于中砂（细度模数为２．７０）的天然河砂，平均粒径为０．５０～０．３５ｍｍ，含泥质量分数小于１．５％，堆积密度为１４１０ｋｇ／ｍ３；粗骨料采用南京东至南公司的５～１６ｍｍ连续级配石子，含泥质量分数小于０．５％，表观密度为２６８０ｋｇ／ｍ３．试验用水均为自来水．１．２ 试验设计本试验根据粉煤灰掺量的不同共设计了４种不同配比的混凝土试件，其配合比如表２所示，４种混凝土的水胶质量比均为０．４５．粉煤灰的质量分数有２０％、３０％和４０％三种（等质量替代水泥），编号分别为Ｆ２０、Ｆ３０和Ｆ４０，其中未掺入粉煤灰的普通混凝土为参照混凝土，编号为Ｃ．混凝土试件的尺寸为１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ，浇筑结束后２ｄ脱模，将脱模后的混凝土试件在不同的养护方式下养护至设计龄期．为研究不同养护方式对混凝土碳化的影响，本试验共设计了３种养护方式，包括标准养护、水养护以及预碳化再碱化处理养护．各种混凝土碳化试验前所处的养护环境如表３所示．各养护环境具体如下：①标准养护环境为湿度大于９５％，温度（２０±２）℃；②水养护环境为在室内自来水中浸泡；③预碳化养护环境为温度（２０±２）℃、相对湿度（７０±５）％、ＣＯ２质量分数（２０±３）％的碳化箱内；④预碱化养护环境为在室内Ｃａ（ＯＨ）２饱和溶液中浸泡．烘箱干燥时烘箱内温度为（６０±２）℃．表１ 水泥和粉煤灰的化学成分分析（质量分数）％原材料ｗ（ＳｉＯ２）ｗ（Ａｌ２Ｏ３）ｗ（Ｆｅ２Ｏ）ｗ（ＣａＯ）ｗ（ＭｇＯ）ｗ（ＳＯ３）ｗ（Ｒ２Ｏ）烧失量水泥２１．０８５．４７３．９６６２．２８１．７３２．６３０．８０１．６１粉煤灰５５．６２２６．６５４．４２３．２２１．１７０．５３０．８０１．４９表２ 混凝土组成混凝土水胶质量比ρ（水泥）／（ｋｇ·ｍ－３）ρ（水）／（ｋｇ·ｍ－３）ρ（砂）／（ｋｇ·ｍ－３）ρ（石）／（ｋｇ·ｍ－３）ρ（粉煤灰）／（ｋｇ·ｍ－３）抗压强度／ＭＰａ（标准养护２６ｄ）Ｃ０．４５４３３．０１９５５８７１１３９０２８．６Ｆ２００．４５３４６．４１９５５８７１１３９８６．６２７．８Ｆ３００．４５３０３．１１９５５８７１１３９１２９．９２４．９Ｆ４００．４５２５９．８１９５５８７１１３９１７３．２２０．０００６东南大学学报（自然科学版） 第５０卷ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ表３ 试验分组设计混凝土试件编号养护时间／ｄ标准养护水养护预碳化预碱化烘箱干燥ＣＣ Ｓ２６２Ｃ １１２６１１２Ｃ ３１２６３１２Ｃ ５２２６５２２Ｆ２０Ｆ２０ Ｓ２６２Ｆ３０Ｆ３０ Ｓ２６２Ｆ３０ ＬＳ４３２Ｆ３０ Ｗ２６２Ｆ３０ １１２６１１２Ｆ３０ ３１２６３１２Ｆ３０ ５２２６５２２Ｆ４０Ｆ４０ Ｓ２６２１．３ 试验方法１．３．１ 抗压强度试验抗压强度试验采用１００ｍｍ×１００ｍｍ×１００ｍｍ的立方体试件，试件以３个为一组，养护至设计龄期后，在ＵＴＭ５３０５型电子万能试验机上进行立方体抗压强度试验．１．３．２ 快速碳化试验碳化试验采用ＣＣＢ ７０Ａ型混凝土碳化试验箱，如图１所示．碳化箱的试验环境为温度（２０±２）℃，相对湿度（７０±５）％，ＣＯ２质量分数（２０±３）％．本文快速碳化试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（ＧＢ／Ｔ５００８２—２００９）［２４］进行，具体操作如下：①各组边长１００ｍｍ的立方体试件烘干完毕后，留下一个侧面，其余表面涂刷环氧树脂密封，放入碳化箱内加速碳化．②碳化至３、７、１４、２８ｄ时取出试件，用混凝土切割机将试件从一端开始破型．③刷去断面上残存的粉末，在切下的２个表面上沿碳化深度方向用铅笔以１０ｍｍ间距画出平行线，确定碳化深度的测量点．④随即喷上质量分数为１％的酚酞酒精溶液，３０ｓ后，用钢尺分别测出各点的碳化深度，如图２所示，如果测点处碳化分界线上刚好嵌有骨料颗粒，图１ ＣＣＢ ７０Ａ型混凝土碳化试验箱图２ 碳化后混凝土断面喷洒酚酞图则可取该颗粒两侧碳化深度的平均值作为该点的深度值．２ 试验结果与讨论２．１ 养护方式对混凝土抗压强度的影响抗压强度是混凝土最基本的性能指标，也是衡量其品质的综合参数．如表２所示，相同的养护条件（标准养护２６ｄ）下，粉煤灰混凝土的抗压强度明显低于普通混凝土，且随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗压强度逐步下降，当粉煤灰质量分数为４０％时，抗压强度下降至普通混凝土抗压强度的７０％．其原因在于，粉煤灰的火山灰反应缓慢，混凝土的水化程度降低，导致其抗压强度增长较慢．养护方式对粉煤灰混凝土和普通混凝土抗压强度的影响如图３所示．由图可知，相较于标准养护的Ｆ３０ Ｓ，延长标准养护Ｆ３０ ＬＳ和水养护Ｆ３０ Ｗ的抗压强度明显提高，且提高幅度相近．这说明采用这２种养护方式，粉煤灰混凝土的水化程度会提高，从而使其抗压强度得以增加．当粉煤灰混凝土Ｆ３０和普通混凝土Ｃ在标准养护２６ｄ后进行预碳化再碱化处理，其抗压强度也显著提高，且随着预碳化再碱化时间的延长，其抗压强度呈增大趋势．主要原因在于预碳化过程中，ＣＯ２可与混凝土中的Ｃａ（ＯＨ）２和Ｃ Ｓ Ｈ等水化产物反应生成Ｃａ ＣＯ３等，碳化产物可细化孔隙孔径，使得混凝土密实度提高，强度增加．文献［１７］的试验结果也验证了这一结论．另一方面，对于粉煤灰混凝土Ｆ３０，除了预碳化作用之外，Ｃａ（ＯＨ）２的浸泡可提高混凝土孔隙溶液的ｐＨ值，这有利于粉煤灰的二次水化［２５］，也有助于强度的增加．当Ｆ３０在标准养护２６ｄ后进行１ｄ预碳化和１ｄ预碱化处理后，其抗压强度已经比标养２６ｄ的普通混凝土强度高，说明预碳化再碱１０６第４期涂永明，等：提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ（ａ）粉煤灰混凝土Ｆ３０（ｂ）普通混凝土Ｃ图３ 不同养护方式下粉煤灰混凝土和普通混凝土抗压强度对比化处理可为大掺量粉煤灰在预制混凝土中的使用提供借鉴意义．２．２ 粉煤灰掺量对混凝土抗碳化能力的影响不同粉煤灰掺量的混凝土在各个碳化龄期下的碳化深度变化如图４所示．由图可知，粉煤灰混凝土的碳化深度随着粉煤灰掺量的增加而增加，且随着碳化时间的增加，碳化深度也在增加．粉煤灰质量分数为２０％、３０％、４０％的混凝土２８ｄ碳化深度与不掺加粉煤灰的混凝土相比，其比值分别为１．１２、１．９３、２．４４．从图４（ｂ）可看出，粉煤灰质量分数为２０％的混凝土Ｆ２０，碳化７、１４、２８ｄ后的碳化深度与未掺粉煤灰的混凝土相比差距较小．即当粉煤灰掺量较少时，粉煤灰的掺入对增加混凝土碳化深度的效应较弱．龚洛书等［２６］通过试验得出粉煤灰掺量与混凝土碳化深度之间呈线性正相关，本试验中也发现当粉煤灰质量分数在２０％～４０％之间时，在各个碳化龄期，随着粉煤灰掺量的增加，碳化深度大致为线性增加．２．３ 养护方式对粉煤灰混凝土碳化深度的影响２．３．１ 延长养护时间和水养护对粉煤灰混凝土碳化深度的影响 延长养护时间和水养护对粉煤灰混凝土Ｆ３０（ａ）碳化深度随碳化时间的变化（ｂ）碳化深度随粉煤灰掺量的变化图４ 不同粉煤灰掺量的混凝土在各个碳化龄期下的碳化深度变化不同碳化龄期下碳化深度的影响如图５所示．Ｆ３０ ＬＳ组的标准养护时间为４３ｄ，相较于标准养护２６ｄ的Ｆ３０ Ｓ，其在各个碳化龄期的碳化深度明显降低，甚至在碳化时间为７ｄ时，碳化深度低于Ｃ Ｓ组．Ｌｉｕ等［２７］也指出延长养护时间可以降低粉煤灰混凝土的碳化深度，这是由于延长养护时间使得混凝土水化更充分，碱性水化产物含量更多，孔隙结构更细化．图５ 不同养护方式下粉煤灰混凝土Ｆ３０的碳化深度从图５还可看出，水养护（Ｆ３０ Ｗ组）也显著降低了粉煤灰混凝土的碳化深度，且降低的程度与延长养护时间的效果差不多．水养护相对标准养２０６东南大学学报（自然科学版） 第５０卷ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ护，混凝土碳化深度降低的原因有２个：水养护环境湿度更大，更利于混凝土水化进行；水养护混凝土的水饱和程度高，使得二氧化碳更不易传递［２８］．２．３．２ 预碳化再碱化处理对粉煤灰混凝土碳化深度的影响 图６为粉煤灰混凝土Ｆ３０和普通硅酸盐混凝土Ｃ在预碳化再碱化之后，其碳化深度随碳化时间的发展趋势．由此可看出，对于粉煤灰混凝土和普通混凝土，不论是预碳化１ｄ、３ｄ还是５ｄ，预碳化再碱化的养护处理均使得混凝土的２８ｄ碳化深度明显降低，Ｆ３０ １１试块的２８ｄ碳化深度可以与Ｃ Ｓ相当．（ａ）粉煤灰混凝土Ｆ３０（ｂ）普通混凝土Ｃ图６ 粉煤灰混凝土Ｆ３０和普通混凝土Ｃ预碳化再碱化后碳化深度随碳化时间的变化由图６（ａ）可看出，当碳化时间为３ｄ时，Ｆ３０ ３１和Ｆ３０ ５２的碳化深度均略大于Ｆ３０ Ｓ，这是预碳化养护的结果．随着碳化的深入，碳化７ｄ时，Ｆ３０ ３１和Ｆ３０ ５２的碳化深度已经开始小于Ｆ３０ Ｓ；碳化１４ｄ以前，Ｆ３０ ５２的碳化深度大于Ｆ３０ ３１，碳化１４ｄ后，Ｆ３０ ５２的碳化深度小于Ｆ３０ ３１．尽管碳化３ｄ时，Ｆ３０ １１的碳化深度比Ｃ Ｓ大，但碳化７、１４和２８ｄ的碳化深度已经与Ｃ Ｓ基本一致．即对于粉煤灰混凝土Ｆ３０，预碳化１ｄ再碱化１ｄ后的抗碳化性能最好．由图６（ｂ）可看出，Ｃ １１的碳化深度一直小于Ｃ Ｓ，且随着碳化时间的进行，其降低程度越来越大．尽管由于预碳化养护处理，碳化３ｄ时，Ｃ ３１和Ｃ ５２的碳化深度大于Ｃ Ｓ，但随着碳化时间增加至７ｄ时，Ｃ ３１和Ｃ ５２的碳化深度开始小于Ｃ Ｓ，其中碳化７ｄ后，Ｃ ３１的碳化深度开始小于Ｃ １１．即对于普通混凝土Ｃ，预碳化３ｄ再碱化１ｄ后的抗碳化性能最好．此外，不论是粉煤灰混凝土还是普通混凝土，当预先碳化５ｄ再碱化２ｄ处理后，再进行快速碳化试验，碳化深度随着碳化时间变化程度很小，即碳化速率几乎为零，这说明预先碳化５ｄ再碱化２ｄ后的混凝土由于其孔隙的细化，ＣＯ２已经很难传递进去．预碳化再碱化处理可显著降低粉煤灰混凝土和普通混凝土试件２８ｄ碳化深度，其机理解释如下：如图７（ａ）所示，预碳化处理产生的碳化产物可使得混凝土表层孔隙率降低，ＣＯ２的传递通道第１次变窄；Ｃａ（ＯＨ）２溶液的浸泡可以增加通道中的碱储备，当再次碳化时，可对ＣＯ２溶解造成的ｐＨ值降低起缓冲作用（见图７（ｂ）），且ＣＯ２可与Ｃａ（ＯＨ）２溶液反应生成ＣａＣＯ３，使传递通道第２次变窄（见图７（ｃ）），甚至有可能完全堵塞，进一步抑制外部ＣＯ２向混凝土内部的传递．如果不进行预碳化再碱化处理，而直接遭受碳化环境，ＣＯ２沿着第１次变窄后的传递通路继续往前传递，ＣＯ２的传递通道较宽，最终导致碳化深度过大，如图７（ｄ）所示．（ａ）预先碳化处理 （ｂ）再碱化处理（ＣＨ浸泡）（ｃ）浸泡后再进行碳化试验 （ｄ）直接进行碳化试验 图７ 预先碳化碱化再碳化与直接碳化结果示意图图８给出了粉煤灰混凝土和普通混凝土试件２８ｄ碳化深度与预碳化时间之间的关系．对粉煤灰混凝土试件，预碳化时间为１ｄ时２８ｄ碳化深度最小．对普通混凝土试件，预碳化时间为３ｄ时２８ｄ碳化深度最小．不同的预碳化时间会对粉煤灰混凝土Ｆ３０和普通混凝土Ｃ的２８ｄ碳化深度造成不同的影响，其原因可以图６（ｂ）中Ｃ １１和Ｃ ３１为例说明：碳化７ｄ之前，Ｃ ３１的碳化深度大于Ｃ １１；７ｄ后，Ｃ ３１的碳化深度开始小于Ｃ １１．作者认为，７ｄ之前，对比Ｃ １１，Ｃ ３１较长的预碳化时间对混凝土后期抗碳化性能的有利影响（ＣＯ２的传递通道变窄）小于其带来的不利影响（碳化时间的延长）；３０６第４期涂永明，等：提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ随着后期碳化试验的继续深入，碳化７ｄ以后，Ｃ ３１较长的预碳化时间对混凝土后期抗碳化性能的有利影响超过其带来的不利影响．图８ 粉煤灰混凝土Ｆ３０和普通混凝土Ｃ的２８ｄ碳化深度随预碳化养护时间的变化２．３．３ 不同养护方式下粉煤灰混凝土抗碳化性能对比 由上述可知，延长养护时间和水养护以及预碳化碱化处理均可以在一定程度上改善粉煤灰混凝土的抗碳化能力．图９为延长标准养护时间（Ｆ３０ ＬＳ）、水养护（Ｆ３０ Ｗ）以及预碳化再碱化处理（Ｆ３０ １１）３种养护方式的粉煤灰混凝土相对于标准养护Ｆ３０ Ｓ试件不同碳化周期碳化深度的降低率．由图可看出，预碳化再碱化处理的Ｆ３０ １１试件抗碳化性能良好，虽然在碳化３ｄ的碳化深度降低率较Ｆ３０ ＬＳ和Ｆ３０ Ｗ稍小，但随着碳化时间的增加，其碳化深度降低率已经大于Ｆ３０ ＬＳ和Ｆ３０ Ｗ同龄期的碳化深度降低率，预碳化再碱化处理的二次变窄ＣＯ２传递通道在碳化后期有利作用显著．由此说明，预碳化再碱化处理是一种可以改善粉煤灰混凝土抗碳化能力性能的方法．图９ 不同养护方式下粉煤灰混凝土试件相对于Ｆ３０ Ｓ试件各碳化龄期碳化深度降低率３ 结论１）预碳化再碱化处理可显著提高粉煤灰混凝土的抗压强度，且随着预碳化再碱化时间的延长，其抗压强度呈增大趋势．２）粉煤灰混凝土的碳化深度随着粉煤灰掺量的增加而增大，２０％质量分数的粉煤灰对混凝土的碳化深度影响较小，当质量分数大于２０％时，随着粉煤灰掺量的增加，碳化深度大致呈线性增加．延长养护时间和水养护的处理方式均可以降低粉煤灰混凝土的碳化深度．３）预碳化再碱化的养护处理方式，可有效降低粉煤灰混凝土和普通混凝土的碳化深度．２种混凝土在预碳化５ｄ再碱化２ｄ之后，再经历快速碳化试验，碳化速率几乎为零．对于粉煤灰混凝土，预碳化１ｄ再碱化１ｄ的效果最好，对于普通混凝土，预碳化３ｄ再碱化１ｄ的效果最好．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ＮａｉｋＴＲ，ＫｒａｕｓＲＮ，ＲａｍｍｅＢＷ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｆｌｙａｓｈａｎｄｆｏｕｎｄｒｙｓａｎｄｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌｐｒｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉ ｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，２４（７）：８５１８５９．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｍｔ．１９４３５５３３．００００４３２．［２］ＺｈａｎｇＤ，ＣａｉＸＨ，ＳｈａｏＹＸ．Ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｃｕｒｉｎｇｏｆｐｒｅｃａｓｔｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１６，２８（１１）：０４０１６１２７．ＤＯＩ：１０．１０６１／（ａｓｃｅ）ｍｔ．１９４３５５３３．０００１６４９．［３］钱觉时．粉煤灰特性与粉煤灰混凝土［Ｍ］．北京：科学出版社，２００２：２７８．［４］朱亚鹏，余亮，吕健，等．粉煤灰与矿渣对混凝土物理力学性能及耐久性能的影响［Ｊ］．武汉大学学报（工学版），２０１８，５１（Ａ０１）：１３０１３４．ＺｈｕＹＰ，ＹｕＬ，ＬüＪ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｆｌｙａｓｈａｎｄｓｌａｇｏｎｐｈｙｓｉｃｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＪｏｕｒｎａｌｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒ ｓｉｔｙ，２０１８，５１（Ａ０１）：１３０１３４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［５］ＳｉｄｄｉｑｕｅＲ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈ ｖｏｌｕｍｅｃｌａｓｓＦｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅ ｓｅａｒｃｈ，２００４，３４（３）：４８７４９３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｅｍｃｏｎｒｅｓ．２００３．０９．００２．［６］张俊儒，闻毓民，欧小强．粉煤灰喷射混凝土孔隙结构的演变特征［Ｊ］．西南交通大学学报，２０１８，５３（２）：２９６３０２．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８２７２４．２０１８．０２．０１１．ＺｈａｎｇＪＲ，ＷｅｎＹＭ，ＯｕＸＱ．Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｃｈａｒａｃ ｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｌｙａｓｈｓｈｏｔｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１８，５３（２）：２９６３０２．３０２．ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５８２７２４．２０１８．０２．０１１．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［７］ＹｕＺＱ，ＹｅＧ．Ｔｈｅｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅｂｌｅｎｄｅｄｗｉｔｈｆｌｙａｓｈ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａ ｔｅｒｉａｌｓ，２０１３，４５：３０３５．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄ４０６东南大学学报（自然科学版） 第５０卷ｍａｔ．２０１３．０４．０１２．［８］ＹｕＺＱ，ＭａＪ，ＹｅＧ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｆｌｙａｓｈｏｎｔｈｅｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅｕｎｄｅｒａｃｕｒｉｎｇｐｅｒｉｏｄｏｆ３ｙｅａｒｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１７，１４４：４９３５０１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１７．０３．１８２．［９］ＷａｎｇＱ，ＦｅｎｇＪＪ，ＹａｎＰＹ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ４ ｙｅａｒ ｏｌｄｈａｒｄｅｎｅｄｃｅｍｅｎｔ ｆｌｙａｓｈｐａｓｔｅ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１２，２９：１１４１１９．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１１．０８．０８８．［１０］ＬｕＣＦ，ＷａｎｇＷ，ＬｉＱＴ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｉｃｒｏ ｅｎ ｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｃｌｉｍａｔｅｏｎｔｈｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｄｅｐｔｈａｎｄｔｈｅｐＨｖａｌｕｅｉｎｆｌｙａｓｈｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，２０１８，１８１：３０９３１７．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｊｃｌｅｐｒｏ．２０１８．０１．１５５．［１１］ＤｉｎａｋａｒＰ，ＢａｂｕＫＧ，ＳａｎｔｈａｎａｍＭ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅ ｓｉｓｔａｎｃｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｉｇｈ ｖｏｌｕｍｅｆｌｙ ａｓｈｓｅｌｆ ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅｓ［Ｊ］．ＭａｇａｚｉｎｅｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２００９，６１（２）：７７８５．ＤＯＩ：１０．１６８０／ｍａｃｒ．２００６．０００１６．［１２］ＰａｙáＪ，ＭｏｎｚóＪ，ＢｏｒｒａｃｈｅｒｏＭＶ，ｅｔａｌ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｆｌｙａｓｈｅｓ：ＰａｒｔⅣ．ｓｔｒｅｎｇｔｈｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｇｒｏｕｎｄｆｌｙａｓｈ ｃｅｍｅｎｔｍｏｒｔａｒｓｃｕｒｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２０００，３０（４）：５４３５５１．ＤＯＩ：１０．１０１６／Ｓ０００８８８４６（００）００２１８－０．［１３］ＴｉａｎＹＧ，ＰｅｎｇＢ，ＹａｎｇＴＴ，ｅｔａｌ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｃｕ ｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰａｖｅｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，７（６）：４１７４２４．ＤＯＩ：１０．６１３５／ｉｊｐｒｔ．ｏｒｇ．ｔｗ／２０１４．７（６）．４１７．［１４］ＺｈａｎｇＺ，ＬｉＭ，ＷａｎｇＱ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｈｉｇｈ ｖｏｌｕｍｅｍｉｎｅｒａｌｍｉｘｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｓｔｅａｍ ｃｕｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｎｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｒｅｃａｓｔｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＩｎｄｉａｎＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅｓ，２０１７，２４（５）：３９７４０５．［１５］ＺｈａｎｇＤ，ＳｈａｏＹＸ．Ｅａｒｌｙａｇｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｃｕｒｉｎｇｆｏｒｐｒｅｃａｓｔｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１６，１１３：１３４１４３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１６．０３．０４８．［１６］刘晓琴．二氧化碳养护对掺粉煤灰水泥基材料性能的影响［Ｄ］．重庆：重庆大学，２０１７．ＬｉｕＸＱ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅｃｕｒｉｎｇｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃｅｍｅｎｔ ｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｗｉｔｈｆｌｙａｓｈ［Ｄ］．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ：ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１７．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１７］ＪｅｒｇａＪ．Ｐｈｙｓｉｃｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，１８（９）：６４５６５２．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２００４．０４．０２９．［１８］柳俊哲．混凝土碳化研究与进展（１）：碳化机理及碳化程度评价［Ｊ］．混凝土，２００５（１１）：１０１３，２３．ＬｉｕＪＺ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｉｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ（Ⅰ）：Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．Ｃｏｎｃｒｅｔｅ，２００５（１１）：１０１３，２３．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１９］ＡｇｕｉｒｒｅＡＭ，ｄｅＧｕｔｉéｒｒｅｚＲＭ，ＲｅｓｔｕｃｃｉＪＰ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｆａｒｅｐａｉｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｃａｒｂｏｎａｔｅｄｂｌｅｎｄｅｄｍｏｒｔａｒｓ：Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｅ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＤＹＮＡ，２０１６，８３（１９６）：９３９９．ＤＯＩ：１０．１５４４６／ｄｙｎａ．ｖ８３ｎ１９６．４９２４９．［２０］ＳｈｅｎＬ，ＪｉａｎｇＨ，ＣａｏＪＤ，ｅｔａｌ．Ａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｒｅｅｅｌｅｃｔｒｏ ｍｉｇｒａｔｉｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｉｎｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｎｇｄｅｃａｙｅｄｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０２０，２３８：１１７６７３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１９．１１７６７３．［２１］ＢａｎｆｉｌｌＰＦＧ．Ｒｅ ａｌｋａｌｉｓａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅ：Ｅｆｆｅｃｔｏｎｃｏｎｃｒｅｔｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，１９９７，１１（４）：２５５２５８．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｓ０９５００６１８（９７）０００４５７．［２２］ＲｅｄａｅｌｌｉＥ，ＢｅｒｔｏｌｉｎｉＬ．Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅａｆｔｅｒｒｅ ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎｂｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｓｏｄｉｕｍｃａｒｂｏｎａｔｅｓｏｌｕｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｔｕｄｉｅｓｉｎＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，２０１６，６１（５）：２９７３０５．ＤＯＩ：１０．１１７９／２０４７０５８４１５ｙ．００００００００１１．［２３］全国水泥标准化技术委员会．ＧＢ／Ｔ１５９６—２０１７用于水泥和混凝土中的粉煤灰［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２０１７．［２４］中华人民共和国住房和城乡建设部．ＧＢ／Ｔ５００８２—２００９普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２００９．［２５］ＺａｊａｃＭ，ＨａｈａＭＢ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎａｎｄｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｈｙｄｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｃｅｍｅｎｔ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２０１４，４７（７）：１２５９１２６９．ＤＯＩ：１０．１６１７／ｓ１１５２７０１３０１２６１．［２６］龚浴书，柳春圃．混凝土的耐久性及其防护修补［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，１９９０：１６２．［２７］ＬｉｕＢＪ，ＬｕｏＧ，ＸｉｅＹＪ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｕｒｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｈｉｇｈｖｏｌｕｍｅｍｉｎｅｒａｌａｄｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１８，１６７：３５９３７１．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｏｎｂｕｉｌｄｍａｔ．２０１８．０１．１９０．［２８］ＹｏｕｎｓｉＡ，ＴｕｒｃｒｙＰ，Ａ ｔ ＭｏｋｈｔａｒＡ，ｅｔａｌ．Ａｃｃｅｌｅｒ ａｔｅｄｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｗｉｔｈｈｉｇｈｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｉｎｅｒａｌａｄｄｉｔｉｏｎｓ：Ｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｂｅｔｗｅｅｎｈｙｄｒａｔｉｏｎａｎｄｄｒｙｉｎｇ［Ｊ］．ＣｅｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１３，４３：２５３３．ＤＯＩ：１０．１０１６／ｊ．ｃｅｍｃｏｎｒｅｓ．２０１２．１０．００８．５０６第４期涂永明，等：提升粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａｌ．ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
复掺掺合料不同掺量对混凝土力学性能的影响.
复掺粉煤灰矿粉对混凝土力学性能的影响一、实验意义和目的粉煤灰，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。
粉煤灰作砂浆或混凝土的掺和料，在混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥或细骨料，不仅能降低成本，而且能提高混凝土的和易性、改善混凝土性能。
鉴于粉煤灰在工程中的广泛应用。
矿粉，是用水淬高炉矿渣，经干燥，粉磨等工艺处理后得到的高细度，高活性粉料，是优质的混凝土掺合料和水泥混合材，是当今世界公认的配制高性能混凝土的重要材料。
通过使用粒化高炉矿渣粉，可有效提高混凝土的抗压强度，降低混凝土的成本。
同时对抑制碱骨料反应，降低水化热，减少混凝土结构早期温度裂缝，提高混凝土密实度，提高抗渗和抗侵蚀能力有明显效果。
本试验目的在于研究不同比例的粉煤灰和矿粉的掺加对混凝土的工作性能和力学性能影响。
2、实验原理粉煤灰具有球形状玻璃体形状，使混凝土易于流动，而且表观密度比水泥小，可增加水泥砂浆的体积，是混凝土具有较好的粘度，从而改善混凝土的工作性，对混凝土的泵送性能也有良好的效果。
矿粉具有火山灰作用，增加混凝土抗压强度。
显著降低混凝土水化热，改善混凝土的和易性，减少离析和泌水，能以微集料的形式存在于混凝土中，改善混凝土中的孔结构，使孔径得以细化和均化，提高混凝土的抗渗性，适合于制作环境相容型水泥基材料和高性能混凝土的掺合料。
三、试验内容：不同掺量粉煤灰、矿粉取代水泥，研究其对混凝土工作性能、力学性能的影响。
粉煤灰和矿粉复掺时，其掺量比例为1：1、2:1、1:2,；混凝土具体配合比试验方案见表，制备不同强度等级的混凝土试块（100mm×100mm×100mm），测定不同龄期的抗压强度（3d，7d）。
1）采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，不同的胶凝材料体系，通过改变水胶比，分别制备不同强度等级的混凝土。
2）研究不同胶凝材料体系，不同强度等级的混凝土的工作性能，力学性能。
3）复掺掺合料混凝土配合比的确定：胶凝材料的用量分别为325kg/m3、375kg/m3、425 kg/m3、475 kg/m3，砂率统一采用50%。
大掺量粉煤灰对水工混凝土抗碳化性能的影响研究
大掺量粉煤灰对水工混凝土抗碳化性能的影响研究
张志国
【期刊名称】《黑龙江水利科技》
【年(卷),期】2024(52)1
【摘要】文章利用快速碳化试验,探讨了粉煤灰与矿渣粉复掺、不同粉煤灰品质及掺量对水工混凝土抗碳化性能的影响。
试验表明:混凝土抗碳化性能随低品质粉煤灰掺量的增加而下降,掺量不超过20%不会明显改变碳化深度,掺量达到50%时抗碳化性能显著下降;低品质高掺量粉煤灰与矿渣粉复掺有利于增强粉煤灰混凝土强度和抗碳化性能,为水工结构中大掺量粉煤灰的应用提供一定技术支持。
【总页数】4页(P12-15)
【作者】张志国
【作者单位】新宾满族自治县水务事务服务中心
【正文语种】中文
【中图分类】TV431
【相关文献】
1.大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能研究
2.大掺量粉煤灰混凝土的抗碳化性能研究
3.粉煤灰掺量对高性能混凝土强度、碱度及抗碳化性能的影响研究
4.大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能研究
5.不同养护条件对大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能试验研究
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粉煤灰混凝土抗碳化性能探讨
粉煤灰混凝土抗碳化性能探讨摘要：粉煤灰进行磨细和增加适量熟石灰,在不降低粉煤灰混凝土强度前提下,可改善混凝土抗碳化性能。
本文就改善大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能是促进粉煤灰类活性掺合料在混凝土中应用进行了探讨。
关键词：混凝土; 碳化; 石灰Abstract: Pulverizing and adding right amount of hydrated lime into the coal ash can improve the carbonation resistance of concrete under the premise of not reducing the strength of the coal ash concrete. This paper discusses that improving the carbonation resistance of large mixing amount coal ash can promote the application of coal ash active admixture in concrete.Key words: concrete; carbonation; lime 中图分类号: TU528.571文献标识码： A 文章编号：人们希望混凝土有好的抗碳化性能, 因为混凝土碳化后收缩将增大, 可能形成不可恢复的碳化收缩裂纹,并降低混凝土的强度,特别对于钢筋混凝土碳化最不利的影响就是使碱度降低,使钢筋的钝化膜遭到破坏而引起钢筋锈蚀,最终导致结构破坏。
对于普通混凝土, 由于含有一定的碱储备和较小的渗透性, 混凝土的碳化很慢, 一般不会因保护层碳化而导致钢筋锈蚀。
但对于粉煤灰混凝土特别是大掺量粉煤灰混凝土, 由于碱储备的大量降低,特别在早期的渗透性较大,碳化速度非常快,很容易因碳化导致钢筋混凝土中钢筋锈蚀,最后造成结构破坏。
因此改善大掺量粉煤灰混凝土抗碳化性能是促进粉煤灰类活性掺合料在混凝土中应用的保证。
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第6期2012年6月广东水利水电GUANGDONG WATER RESOURCES AND HYDROPOWER No .6Jun．2012矿渣和粉煤灰混凝土抗碳化性能的试验研究*陈锡容，王立华，刘佳（广东省水利水电科学研究院，广东省水利重点科研基地，广东广州510635）摘要：矿渣和粉煤灰作为掺合料在混凝土中的应用日益普及，掺量也不断提高，尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中，矿渣粉和粉煤灰是不可或缺的重要组分。
试验研究表明，延长养护时间有利于减小混凝土碳化深度，提高混凝土的抗碳化能力；掺入矿渣和粉煤灰会增大混凝土碳化深度，降低其抗碳化能力。
关键字：矿渣；粉煤灰；混凝土碳化中图分类号：TV431文献标识码：A文章编号：1008－0112（2012）06－0036－04收稿日期：2012－03－16；修回日期：2012－04－05作者简介：陈锡容（1984－），男，本科，助理工程师，从事水工材料检测工作。
*基金项目：广东省水利厅立项资助项目，项目编号2006－10#。
通常说的碳化，主要是指混凝土的碳化，它是水泥石中的水化产物与周围环境中的二氧化碳作用，生成碳酸盐与其他物质的现象。
碳化将使混凝土的内部结构及组织发生变化，是引发水工建筑物钢筋混凝土中钢筋锈蚀的重要因素，也是降低水利、水资源工程混凝土耐久性的主要因素［1］。
混凝土内部的碱性较高，在水泥凝结硬化的过程中，pH 值达到了13.5 13.8，硬化混凝土中液相的pH 值一般在12.5以上。
如此之高的碱性是可以使其内部的钢筋表面保持钝化状态的。
但是，大气中的CO 2、SO 2等酸性的物质与混凝土内的Ca （OH ）2发生中和反应后，结果使混凝土的pH 值由原来的碱性（液相12.5、固相13.5 13.8）逐渐降低到pH 只有9左右，几近中性的pH =7。
研究表明，当混凝土的pH 值由12.5以上降到11.8以下时，隐埋在混凝土内的混凝表面钝化薄膜就被破坏失效，使钢筋表面变为活化状态或者处于活化作用之中。
在此情况下，当空气中的O 2、CO 2通过混凝土内的孔隙扩散到钢筋的表面时，就会发生锈蚀。
钢筋锈蚀后，锈蚀产生的体积比原来钢筋的体积要膨胀2 4倍，从而对钢筋周围的混凝土产生相应的膨胀应力。
锈蚀越严重，铁锈就越多，相应膨胀应力也越大，膨胀应力达到和超过混凝土极限强度时就会导致混凝土开裂并沿钢筋形成裂缝。
裂缝的产生已使水和CO 2沿缝进入混凝土内，从而加速了碳化和钢筋的锈蚀。
如此恶性循环，其结果将带来穿堤建筑物结构外部混凝土大量剥落及钢筋截面积缩小，最终降低建筑物承载力与稳定性，影响结构物的安全。
为此，抵抗和防止碳化，使混凝土钢筋处于钝化状态，或者说，尽量保持混凝土原本的碱性而不被中性。
可见，混凝土的抗碳化性对混凝土结构的耐久性是非常重要的［2］。
为了改善混凝土的性能和利废等目的，矿渣和粉煤灰作为掺合料在混凝土中的应用日益普及，掺量也不断提高［3］，尤其在硫酸盐、氯离子和海水侵蚀环境的混凝土中，掺合料是不可或缺的重要组分［4－5］。
本文就大掺量粉煤灰和矿渣混凝土的碳化性能进行了系统的研究。
1混凝土碳化性能试验方法［6］在正常的大气中，CO 2即碳酸气与混凝土中的碱性物质的相互作用是一个很复杂多相物理化学过程。
由于空气中CO 2的浓度很低（一般情况下，其体积浓度约为0.03%，在工业区可能稍高），因而，混凝土的碳化的发展常常是一个非常缓慢而又漫长的过程。
对密实性较好的混凝土来说，其保护层为20mm 时，要完全碳化透，常常需要数十年才能完成；而不密实的混凝土则可能1 2a ，或几年就可使混凝土的钢筋保护层全碳化。
因而，为了研究混凝土的碳化，除了建立自然曝晒场，在大气中实测混凝土的碳化情况，即进行自然碳化试验外，还可以在实验室内采用人工快速碳化的方法来研究，使之能在较短的时间内得到所需要的结果。
国内外采用的混凝土快速碳化的试验方法很多，至今尚没有一个统一的国际标准。
在我国，近10多年来，对混个凝土快速碳化的研究较多，以前较多利用高压或高浓度的试验方法，即将混凝土试件放在充满一定浓度的CO2的高压容器内，或CO2浓度为50%的常压容器内进行快速碳化。
因为高压或高浓度的快速试验方法不能正确反映在大气中混凝土自然碳化的规律。
所以，20世纪70年代以来，很多国家的学者都倾向于采用常压、低浓度的快速试验方法，即在正常的气压条件下，采用CO2的体积浓度为10%左右的方法来模拟混凝土的碳化。
按我国国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ83－85）的规定，混凝土快速试验方法所采用的CO2的浓度为20ʃ3%。
坏境介质的相对湿度直接影响混凝土的润湿状态和抗碳化性能。
在大气非常潮湿时，其相对湿度大于80%或100%的情况，混凝土毛细管处相对的平衡含水率或饱和度，使其气体渗透性大大降低，是混凝土碳化速度大大降低或甚至停止；在相对湿度为0 45%的条件下，混凝土处于干燥或含水率非常低的状态，空气中的CO2无法溶解与毛细管水或是溶解量非常有限，使之不能与碱性溶液发生反应，因而混凝土碳化也无法进行；试验证明，当周围介质的相对湿度为50% 75%时，混凝土碳化速度最快。
所以，在我国GBJ83－85标准中，规定混凝土快速碳化时介质的相对湿度控制在70ʃ5%。
因此，试验前试件必需经过干燥处理，使其含水的润湿状态与环境介质的相对湿度相适应。
环境温度对混凝土的碳化速度的影响也是很大的，和一般的化学反应一样，其碳化的速度与温度的几次方成正比。
但对混凝土碳化来说，情况却比一般的化学反应复杂得多。
这主要是因为CO2和Ca（OH）2在水中的溶解度是与介质温度成正比的。
所以说，随着温度的提高，碳化速度加快，主要是用CO2在空气中的扩散系数随温度的提高而增加来解释。
但从目前国内外的资料看来，温度对混凝土碳化速度的影响研究较少，尚给不出具体量的概念。
根据苏联C.H.阿列克西耶夫的资料说明，当空气相对湿度为75%、温度从22ħ提高到44ħ时，碳化大大加速，若温度再提高，则整个碳化过程将至为剧烈。
温度与压力周期性的变化，也将加速混凝土的碳化。
所以，与国外的有关标准一样，我国国家标准规定，混凝土快速碳化应在20ʃ3ħ条件下进行。
CO2浓度对混凝土碳化深度的影响这早就被国内外有关资料所肯定的。
一般认为［6］，混凝土的碳化深度（D）与CO2浓度（C）的平方根成正比，即：D1D2=C1t槡1C2t槡2式中D为混凝土的碳化深度；C为CO2的浓度；t为碳化时间。
为了便于比较和计算，我国国家标准规定，混凝土快速碳化试验时CO2的体积浓度为20ʃ3ħ。
这样，可以较方便地得知，在正常大气条件下混凝土存放龄期为50a的自然碳化深度，相当于按国家标准方法快速碳化28d的碳化深度。
2试验用原材料采用广东省梅州市塔牌集团有限公司生产的P.II型硅酸盐水泥（转窑），强度等级为42.5R，物理力学性能见表1，化学成份见表2；石英质河砂，物理性能见表3；5 20mm和20 40mm2种规格花岗石碎石，物理性能见表4；减水剂为TL－400高效缓凝减水剂；黄埔电厂Ⅱ级粉煤灰，物理性能见表5；韶钢嘉羊公司生产的S95级矿渣粉，物理性能见表6。
表1水泥物理性能检验结果水泥品种细度/%凝结时间抗折强度/MPa抗压强度/MPa初凝终凝3d28d3d28d普通水泥3.92h51min4h01min4.98.423.646.0表2水泥化学成份检验结果检验结果/%Loss SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO SO3K2O Na2O/20.207.86 5.5155.23 2.71 2.540.700.28表3砂的检验结果表观密度/（kg·m－3）松散堆积密度/（kg·m－3）细度模数吸水率/%含泥量/%云母含量/%26201400 2.8 1.4 1.00表4灰岩碎石检验结果规格/mm表观密度/（kg·m－3）饱和面干表观密度/（kg·m－3）堆积密度/（kg·m－3）吸水率/%含泥量/%压碎指标/%针片状含量/%20 402650263013500.3809.93.25 202650262013600.460 6.5表5粉煤灰检验结果细度（0.045mm筛余）/%需水量比/%烧失量/%三氧化硫/%含水率/%17.0103 6.510.450.3表6矿渣粉的物理指标烧失量/%三氧化硫/%氯离子/%含水量/%45um筛余/%密度/（kg·m－3）比表面积/（m2·kg－1）活性系数/%7d28d流动度比/%1.60.030.0100.4 1.32900483801061092012年6月第6期陈锡容，等：矿渣和粉煤灰混凝土抗碳化性能的试验研究No.6Jun．20123试验配合比设计及养护制度粗细集料按风干状态为基准，矿渣掺量为30%和60%，粉煤灰掺量为15%和30%，均等量取代水泥。
粗骨料组成：20 40mm和20 40mm2种规格碎石的质量百分数分别为40%和60%。
混凝土配合比见表7，其中0#配合比为不掺掺合料的基准混凝土，K组掺矿渣粉，F组掺粉煤灰。
水胶比均为0.46，砂率为34%，坍落度为5 7cm，水、胶凝材料及砂、碎石的质量固定，通过调整外加剂的掺量控制混凝土的坍落度。
碳化试验按照国家行业标准SL352－2006《水工混凝土试验规程》中的有关规定进行。
表7混凝土配合比试验编号水胶比外加剂掺量/%砂率/%掺合料掺量/%坍落度/cm每m3砼材料用量/kg外加剂水水泥掺合料砂小石中石0#0.460.63407.0 2.151653590638495743K30#0.460.453430 6.5 1.62165251108638495743 K60#0.460.603460 6.5 2.15165144215638495743 F15#0.460.703415 6.0 2.5116530554638495743 F30#0.460.853430 6.5 3.05165251108638495743为保证不同养护方式的试件在快速碳化试验时的含水量相同（处于干燥状态），设定试验龄期为45d，养护制度分为如下4种，A：标准养护为28d、干缩室为17d；B：标准养护为14d、干缩室为31d；C：标准养护为3d、干缩室为42d；D：标准养护为0d、干缩室为45d。
标准养护温度为20ʃ2ħ，湿度不小于95%；干缩室温度为20ʃ2ħ，湿度为60ʃ5%。
干燥状态的混凝土试件从干缩室取出直接进行试验。
4试验结果及分析由图1可见，着随养护时间的延长，掺与不掺矿渣的混凝土快速碳化深度均减小。
与养护制度D的混凝土碳化深度相比，养护制度A的不掺矿渣混凝土碳化深度减小22.0%；养护制度A的K30矿渣混凝土碳化深度减小24.8%；养护制度A的K60矿渣混凝土碳化深度减小23.0%。