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随着大掺量矿物掺合料混凝土越来越广泛的使用,矿物掺合料混凝土的碳化问题日益成为制约矿物掺合料合理使用的瓶颈。矿物掺合料混凝土是否真的抗碳化性差?其碳化特性如何?为回答此问题,本文主要进行了如下研究:1采用沸煮法,对6种粉煤灰中活性SiO2的溶出率与溶液碱度和温度的变化关系进行了研究,结果表明:在适宜的碱度和温度下,粉煤灰中的可溶性SiO2比例会有明显的改变,粉煤灰活性显著提高。此时粉煤灰不再是低活性掺合料,在高温高碱性环境下可能发生的火山灰反应将会大量消耗浆体中的碱储备。2采用热重法,对15组水化两年的复合胶凝材料浆体中的Ca(OH)2含量进行了连续测量,结果表明:即使在水胶比和矿物掺合料掺量最大的浆体中,仍含有4%以上的Ca(OH)2,其含量足够使孔溶液饱和,不必担心浆体中贫钙现象的发生。同时发现,大掺量高水胶比浆体中,火山灰反应明显,因此有碳化控制要求的混凝土应严格限制水胶比和矿物掺合料掺量。3采用自然碳化方法,对分别采用4种湿养护制度的15组混凝土的碳化深度进行了连续3年的测量。采用TGA、XRD等手段对碳化区的浆体进行了分析,采用等温吸附-脱附和MIP方法,对沿碳化深度上混凝土的孔结构分布进行了测量,结果表明:水灰比和湿养护龄期是影响混凝土碳化最重要的因素。混凝土早期碳化速度很快,由CO2的反应速度决定,后期浆体逐渐密实,碳化速度转而由扩散控制。TGA实验发现,即使在碳化区内也仍有大量Ca(OH)2留存。据此推测,早期混凝土的碳化是以Ca(OH)2被包裹或隔绝在孔溶液之外而不是被耗尽作为碳化反应的结束。4进一步研究表明,在环境湿度和温度较高时,碳化反应基本停止,在被碳化的区域内可能会发生水化反应和火山灰反应。对于纯硅酸盐水泥混凝土而言,未水化熟料颗粒的水化反应会使被碳化区再碱化,表现为碳化深度减少;对矿物掺合料混凝土而言,当水泥水化速率大于火山灰反应速率时,浆体同样会被再碱化,反之浆体中的碱将被进一步消耗,出现自中性化。表现为混凝土碳化深度在没有外界CO2侵蚀的情况下加深。