混凝土碳化深度的試驗研究及其數(shù)學(xué)模型建立.pdf

1、混凝土碳化是指混凝土中的水化產(chǎn)物與周圍環(huán)境中的CO2等酸性氣體，生成碳酸鹽或其他物質(zhì)并引起混凝土中性化的現(xiàn)象。碳化將使混凝土的內(nèi)部組成及組織發(fā)生變化，直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的性質(zhì)及耐久性。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，依據(jù)《水工混凝土試驗規(guī)程》DL/T5150-2001，進(jìn)行混凝土成型、養(yǎng)護(hù)、抗壓強(qiáng)度和快速碳化試驗。主要研究混凝土碳化深度與混凝土水灰比、水泥用量、碳化時間、抗壓強(qiáng)度、含水率、環(huán)境溫度和相對濕度的關(guān)系；快速碳化試驗結(jié)果與同一試件混凝

2、土在陜西楊陵地區(qū)露天堆放12個月的碳化深度情況，驗證快速碳化與自然碳化之間的關(guān)系表達(dá)式。根據(jù)取得的試驗結(jié)果，建立以抗壓強(qiáng)度為主要因素的混凝土碳化深度平均值的數(shù)學(xué)模型和碳化深度概率分布模型，并用理論和實際工程資料對其進(jìn)行驗證。 經(jīng)過試驗研究得到如下結(jié)論 1、水灰比是影響混凝土碳化深度的一個重要因素。只要水灰比降低，相應(yīng)的碳化深度就會降低，而且兩者呈線性關(guān)系。 2、在混凝土水灰比相同的條件下，碳化深度隨水泥用量的增加

3、而減少，但影響不是很大。所以單憑增加水泥用量來降低混凝土碳化的方法，并不可取。 3、隨著混凝土含水率的增大，碳化深度而減小。對混凝土碳化的程度起決定作用的不是空氣的相對濕度而是混凝土的濕潤狀態(tài)。 4、隨著混凝土強(qiáng)度的增大，碳化深度變化的總趨勢為減小。混凝土碳化深度與抗壓強(qiáng)度成直線關(guān)系，且相關(guān)性較好，但有一定的適用范圍。 5、碳化深度隨著碳化時間的延長在增大，呈冪函數(shù)關(guān)系。 6、環(huán)境溫濕度氣候條件對混凝土的

4、碳化速度具有明顯的影響，而且環(huán)境溫度對混凝土碳化速度的影響高于相對濕度。相對濕度不變而溫度升高，混凝土的碳化速度將增大；溫度不變相對濕度增大，混凝土的碳化速度將減小。 7、依據(jù)實際工程中混凝土抗壓強(qiáng)度與碳化深度的統(tǒng)計資料，利用最小二乘法對其關(guān)系曲線進(jìn)行擬合，得到抗壓強(qiáng)度對碳化速度影響系數(shù)。 8、得到了混凝土碳化深度的概率分布函數(shù)，經(jīng)檢驗，混凝土碳化深度的概率分布服從正態(tài)分布。利用實測碳化深度、鋼筋保護(hù)層厚度值和碳化合格指

5、標(biāo)，可以進(jìn)行混凝土碳化壽命預(yù)測。 在混凝土碳化性能大量試驗的基礎(chǔ)上，通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，本文主要有以下創(chuàng)新。 1、在混凝土碳化的理論模型中，碳化深度和碳化時間的平方根成正比。通過試驗，時間指數(shù)在0.39～0.52之間變化，其加權(quán)平均值為0.42，本文取時間的影響指數(shù)為0.42。經(jīng)過理論和工程實例驗證，該指數(shù)準(zhǔn)確性較高。 2、在混凝土快速碳化試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，得到環(huán)境溫度影響系數(shù)和相對濕度影響系數(shù)。 3、考