碳化過程中水泥基材料微結(jié)構演變的比較研究
本文選題:碳化 + 凈漿; 參考:《東南大學》2015年碩士論文
【摘要】:混凝土結(jié)構內(nèi)部堿性物質(zhì)的碳化反應是影響混凝土耐久性的重要原因。現(xiàn)有關于碳化的定量預測模型中含有微結(jié)構參數(shù)的很少。為了深入地對混凝土使用壽命進行預測,有必要對水泥基材料碳化后不同碳化區(qū)微觀結(jié)構差異進行研究。本文以水灰比、摻合料、加載和碳化濃度等不同條件下,對水泥凈漿和砂漿進行了分區(qū)研究。采用。TG-DSC、MIP等測試方法,對其物相組成及孔結(jié)構變化等微結(jié)構演變進行了表征,為基于微結(jié)構的碳化模型的建立提供依據(jù)。試驗結(jié)果表明,不管是凈漿還是砂漿,水灰比越大,其完全碳化區(qū)尺寸、部分碳化區(qū)尺寸越大。相同水灰比條件下,凈漿試件的完全碳化區(qū)尺寸、部分碳化區(qū)尺寸均大于砂漿試件。水泥凈漿的部分碳化區(qū)尺寸隨碳化齡期的延長而增大。水灰比越大,其pH值變化區(qū)越長,且pH值變化區(qū)尺寸與完全碳化區(qū)尺寸間比值越大。熱重法測得的部分碳化區(qū)的長度大于pH值變化區(qū)長度。不管是砂漿還是凈漿,試件總孔隙率、最可幾孔徑隨著碳化方向的深度的加深而變大,即碳化程度越大,總孔隙率、最可幾孔徑越小?罪柡投入S著深度的增加而減小,即隨著碳化程度的加深,孔飽和度增加。水泥凈漿的部分碳化區(qū)(5-10mm)的總孔隙率、及孔飽和度均大于同水灰比的砂漿。不同CO_2濃度碳化試驗表明:CO_2濃度越高,凈漿試件部分碳化區(qū)尺寸越長,測得pH值變化區(qū)尺寸越大。CO_2濃度越低,碳化越充分,即碳化生成的碳酸鈣含量越多,且碳化后部分碳化區(qū)、完全碳化區(qū)的孔隙率越小、飽和度越大;在碳化后試件的完全碳化區(qū)(0-5mm)與部分碳化區(qū)(5-10mm),總孔隙率及最可幾孔徑均隨著濃度的增加而增大。即CO_2濃度越小,其部分碳化區(qū)孔徑細化越明顯。加摻合料試驗表明:在本文試驗條件下,與純水泥凈漿試件相比,摻合料(30%粉煤灰或50%礦粉)對0.35水膠比的水泥基材料碳化深度的影響并不明顯,沒有出現(xiàn)明顯的部分碳化區(qū),但碳化后大孔(孔徑434nm的孔)占總孔的比例變大。加載碳化耦合試驗表明:0.35水灰比砂漿試件碳化14天,其受拉區(qū)的部分碳化區(qū)尺寸大于受壓區(qū)。相同水灰比,受拉區(qū)的碳化程度大于受壓區(qū)。
[Abstract]:The carbonation reaction of alkaline substance in concrete structure is an important reason to affect the durability of concrete. Few of the existing quantitative prediction models for carbonation contain microstructural parameters. In order to predict the service life of concrete, it is necessary to study the microstructure difference of different carbonization areas after carbonization of cement based materials. In this paper, the partition study of cement mortar and mortar was carried out under different conditions, such as water-cement ratio, admixture, loading and carbonation concentration. The microstructure evolution such as phase composition and pore structure changes were characterized by means of .TG-DSC-MIP, which provided the basis for the establishment of carbonation model based on microstructure. The experimental results show that the larger the water-cement ratio is, the larger the size of the complete carbonization zone and the partial carbonization zone is. Under the same water-cement ratio, the size of the complete carbonation zone and the partial carbonization zone of the pure slurry specimen are all larger than that of the mortar specimen. The size of partial carbonation zone of cement paste increases with the increase of carbonation age. The larger the water-cement ratio, the longer the pH region and the larger the ratio between the size of the pH region and the size of the complete carbonization zone. The length of partial carbonation zone measured by thermogravimetric method is longer than that of pH value. Whether mortar or mortar, the total porosity of the specimen increases with the depth of carbonation direction, that is, the greater the carbonation degree, the smaller the total porosity and the most probable pore size. The pore saturation decreases with the increase of depth, that is, with the deepening of carbonization degree, the pore saturation increases. The total porosity and pore saturation of the cement paste are higher than those of the mortar with the same water / cement ratio. The carbonization test of different CO_2 concentration shows that the higher the concentration of CO_2 is, the longer the carbonation zone of the sample is, and the larger the size of the measured pH value is, the lower the concentration of CO _ 2 is, and the more adequate carbonation is, that is, the more calcium carbonate is produced by carbonation, the longer the size of the carbonation zone is. In the partial carbonation zone, the porosity of the complete carbonation zone is smaller and the saturation is larger, and the total porosity and the most probable pore size increase with the increase of the concentration of the carbonized specimen. The total porosity and the most probable pore size increase with the increase of the concentration. That is, the smaller the concentration of CO_2, the more obvious the pore size of the carbonized zone is. The experiment of adding admixture shows that, compared with the pure cement paste specimen, the effect of 30% fly ash or 50% mineral powder on the carbonation depth of cement based material with 0.35 water-binder ratio is not obvious, and there is no obvious partial carbonization zone. However, after carbonization, the proportion of large pore (pore size 434nm pore) to total pore becomes larger. The results of carbonization coupling test show that the size of the carbonization zone in the tensile zone is larger than that in the compression zone after 14 days of carbonization. At the same water / cement ratio, the carbonization degree of the tensile zone is greater than that of the compressive zone.
【學位授予單位】:東南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TU528
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