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混凝土的碳化速度不仅受到温度,相对湿度和CO2浓度等外部因素的影响,混凝土内部孔隙饱和度也会对其碳化速度产生影响。为了深入研究混凝土碳化速度与孔隙水饱和度的关系,本论文采用控制变量法与物理实验结合,研究了混凝土碳化速度与饱和孔隙水的关系,具体研究内容与结果如下。
(1)研究中国、法国和欧洲三种不同预处理方式对碳化速度的影响。首先按中国、法国和欧洲三种不同预处理方式对混凝土试件进行预处理,然后对混凝土试件进行人工模拟碳化7d、28d、70d和140d。实验结果表明碳化速度受到不同预处理方式的影响,欧洲预处理方式后的试件内部孔隙水含量受到影响最小,混凝土内部孔隙水饱和度最高,碳化速度也最小。中国标准与法国标准的预处理方式将试件高温干燥后导致混凝土内部孔隙水饱和度较低,碳化速度较快。
(2)研究碳化速度与饱和孔隙水深度之间的关系。将测得的碳化深度与饱和孔隙水深度进行比较分析,推导两者之间关系曲线。研究结果表明混凝土碳化速度直接受到饱和孔隙水深度的影响,且两者的深度轨迹有相似的趋向和走势,碳化深度一般小于饱和孔隙水深度,说明当混凝土内部孔隙水饱和度接近饱和后,碳化速度会明显减小甚至停止,继而碳化深度不会深入发展。并通过碳化深度与饱和孔隙水深度的关系,提出了碳化深度预测的新思路。
(3)研究混凝土试件不同暴露面对碳化速度的影响。将分别暴露侧面与上下表面的混凝土试件按照中国预处理标准进行预处理,随后进行人工加速碳化,碳化时间为7d、28d和70d。结果表明上下表面暴露的试件碳化速度与饱和孔隙水深度较小,侧面暴露的试件碳化速度与饱和孔隙水深度较大。这或许是受到试件不同暴露面的面积大小不同,孔隙率有差异的影响,导致碳化速度与干燥速度有所不同。
(4)孔隙水饱和度与混凝土碳化速度的影响机理研究。本文通过不同预处理方式控制不同试件的孔隙水饱和度,发现孔隙水饱和度越大,碳化速度越小。结合文献分析得出在混凝土内部孔隙液的含量会影响CO2的渗透系数,孔隙水饱和度越高,碳化速度越慢。且随着碳化速度增加,碳化产物会填充部分孔隙,减小孔隙体积比,增加孔隙水饱和度,从而减小碳化速度。
本课题研究成果结果将有助于了解碳化速度与饱和孔隙水深度之间的关系,并通过数据分析来优化碳化速度模型,此外,文中提出了关于预测碳化深度的新思路,期望能有效地结合工程运用,降低钢筋混凝土结构建筑的碳化速度,适当延长钢筋混凝土结构建筑的使用寿命。
(1)研究中国、法国和欧洲三种不同预处理方式对碳化速度的影响。首先按中国、法国和欧洲三种不同预处理方式对混凝土试件进行预处理,然后对混凝土试件进行人工模拟碳化7d、28d、70d和140d。实验结果表明碳化速度受到不同预处理方式的影响,欧洲预处理方式后的试件内部孔隙水含量受到影响最小,混凝土内部孔隙水饱和度最高,碳化速度也最小。中国标准与法国标准的预处理方式将试件高温干燥后导致混凝土内部孔隙水饱和度较低,碳化速度较快。
(2)研究碳化速度与饱和孔隙水深度之间的关系。将测得的碳化深度与饱和孔隙水深度进行比较分析,推导两者之间关系曲线。研究结果表明混凝土碳化速度直接受到饱和孔隙水深度的影响,且两者的深度轨迹有相似的趋向和走势,碳化深度一般小于饱和孔隙水深度,说明当混凝土内部孔隙水饱和度接近饱和后,碳化速度会明显减小甚至停止,继而碳化深度不会深入发展。并通过碳化深度与饱和孔隙水深度的关系,提出了碳化深度预测的新思路。
(3)研究混凝土试件不同暴露面对碳化速度的影响。将分别暴露侧面与上下表面的混凝土试件按照中国预处理标准进行预处理,随后进行人工加速碳化,碳化时间为7d、28d和70d。结果表明上下表面暴露的试件碳化速度与饱和孔隙水深度较小,侧面暴露的试件碳化速度与饱和孔隙水深度较大。这或许是受到试件不同暴露面的面积大小不同,孔隙率有差异的影响,导致碳化速度与干燥速度有所不同。
(4)孔隙水饱和度与混凝土碳化速度的影响机理研究。本文通过不同预处理方式控制不同试件的孔隙水饱和度,发现孔隙水饱和度越大,碳化速度越小。结合文献分析得出在混凝土内部孔隙液的含量会影响CO2的渗透系数,孔隙水饱和度越高,碳化速度越慢。且随着碳化速度增加,碳化产物会填充部分孔隙,减小孔隙体积比,增加孔隙水饱和度,从而减小碳化速度。
本课题研究成果结果将有助于了解碳化速度与饱和孔隙水深度之间的关系,并通过数据分析来优化碳化速度模型,此外,文中提出了关于预测碳化深度的新思路,期望能有效地结合工程运用,降低钢筋混凝土结构建筑的碳化速度,适当延长钢筋混凝土结构建筑的使用寿命。