1. 研究目的与意义
研究目的:研究自密实混凝土的碳化性能和钢纤维混凝土的碳化性能并与普通混凝土进行对比。
研究意义:通过对自密实钢纤维混凝土的碳化性能的一系列实验研究,对比普通混凝土的碳化性能,以后逐渐使用自密实钢纤维混凝土替代普通混凝土。
2. 国内外研究现状分析
目前,国内外相关学者对混凝土结构的碳化性能进行了不少研究,涉及的研究内容主要包括普通混凝土碳化机理、碳化深度测试方法、碳化的主要影响因素、寿命周期内碳化深度的预测以及混凝土结构碳化寿命分析等。部分学者研究认为,自密实混凝土的抗碳化性能良好。当前,一些学者通过与普通混凝土对比研究的方法,针对自密实混凝土性能特点,考虑水胶比、粗骨料体积含量、砂浆稠度、减水剂掺量等因素对自密实混凝土碳化性能的影响,得出这样一个结论:(1)自密实混凝土的抗碳化性能要优于同强度等级的普通混凝土;(2)在快速碳化条件下,自密实混凝土碳化深度、碳化系数随碳化龄期的变化规律与普通混凝土的相似;(3)水胶比显著影响自密实混凝土的碳化性能,自密实混凝土的碳化深度随着水胶比增加而增大,拌合物粗骨料体积含量增加或砂浆稠度增大,自密实混凝土的碳化深度有一定程度的降低,但不显著,一定范围内,减水剂掺量对混凝土的碳化性能无显著影响;(4)自密实混凝土在快速碳化条件下的碳化深度与其在28天的养护条件下测得的抗压强度具有良好的线性关系;(5)在合理设计与养护条件下,中等强度自密实混凝土具有足够的碳化服役寿命。
自从钢纤维混凝土出现以来,国内外学者对钢纤维混凝土耐久性能方面的研究较少。不过,随着结构耐久性逐渐引起结构工程界的重视, 钢纤维混凝土的抗碳化性能就成为目前耐久性研究的热点问题。一些学者通过借鉴普通混凝土的碳化深度模型,并考虑由于钢纤维的加入对碳化公式的修正,建立了钢纤维混凝土碳化深度的数学模型,来研究钢纤维混凝土的碳化性能。混凝土浇筑后,由于化学收缩、自由水蒸发等原因,使得水泥中产生了很多孔隙。这些孔隙的存在为CO2的深入和扩散提供了有力条件,从而造成了混凝土的碳化现象。在混凝土中加入钢纤维相当于增加了CO2渗入的阻力或中断了CO2的渗入渠道,这样就可以减缓混凝土的碳化速度。也就是说钢纤维在混凝土中的作用是改善了混凝土的微观结构,从而增加混凝土的密实性,间接地减缓了混凝土的碳化;此外钢纤维也延迟了试件边缘裂缝的出现,限制裂缝的扩展对混凝土的碳化起到了抑制的作用,使混凝土的碳化深度减小。因此在混凝土中加入钢纤维也是提高混凝土结构耐久性的一种有效方法。
3. 研究的基本内容与计划
2.16~3.10 查阅相关文献资料,了解本课题的相关基本知识及国内外的研究进展以及确定课题的研究方向;
3.10~3.23 根据课题的研究需要,选择合适的研究材料,对水泥,粉煤灰,集料等材料的性能,按有关试验规范进行试验;
3.26~4.20 试验研究阶段:(1) 根据试验方案,确定各组混凝土的配合比,按规范规定的方法制作试件,并进行标准养护;(2) 养护到规定龄期后,按规范进行混凝土工作性试验;对每项试验后进行数据进行分析,整理,对错误或偏差较大的数据应查找原因并及时补救;
4. 研究创新点
自密实钢纤维混凝土的碳化性能优于普通混凝土。目前,对于自密实混凝土和钢纤维混凝土碳化的规律并没有像普通混凝土一样形成了碳化深度D与时间t的关系式,因此,以后我们要通过对自密实混凝土和钢纤维混凝土的深入研究和进行大量实验并分析实验结果,找出它们的碳化规律。
