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低CO2浓度下混凝土的加速碳化试验研究
关键词：混凝土；碳化；抗压强度；XRD
摘 要：选用CO2体积浓度为3%的低浓度碳化试验研究了水胶比及粉煤灰与矿粉单双掺对混凝土碳化性能的影响。通过对比试验，分析了低CO2浓度下碳化深度与抗压强度之间的相关性，并采用XRD研究了混凝土的碳化产物，显示了物相分析结果与碳化试验结果的一致性。结果表明，低浓度碳化试验结果能很好反映理论规律，并且碳化周期长时与抗压强度之间具有较好的对应关系。进行低浓度加速碳化试验时，建议采用混凝土的碳化龄期为90d。XRD分析表明，混凝土的碳化速率与其内部可碳化物质CH的含量密切相关。
0 前言
钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，已成为当今世界应用最普遍、范围最广、耐久性较好的结构形式[1~3]。然而，20世纪70年代以来，国内外诸多基础建设和重大工程的过早破坏及失效的现象屡见不鲜。钢筋混凝土的腐蚀破坏正日益造成巨大的经济损失和环境污染，引起世界各国政府、工程技术界和材料科学界的高度重视[4~5]。碳化是引起钢筋锈蚀从而导致结构混凝土耐久性下降的重要原因，是衡量钢筋混凝土结构耐久性可靠度的一个重要指标。研究混凝土的碳化性能，从而指导混凝土耐久性设计与施工、评价混凝土质量以及预测混凝土结构使用寿命具有重要意义。
目前，碳化试验的推荐方法是以碳化深度为劣化指标的直接测试法。其中，自然碳化法过程缓慢且耗时长；加速碳化法对于CO2浓度的设定，我国国家标准与欧洲目前流行的方法有较大差别。另外，与自然环境中CO2的实际体积浓度(一般0.03%)相比，我国标准加速碳化试验[6]中CO2体积浓度为20%，明显偏高。而根据Knofel[7]的研究，CO2浓度过高时，碳化反应的机理可能与自然条件下有所差别，可能生成自然条件下所没有的碳化相。该学者还给出了快速碳化试验中CO2体积分数的上限范围在1.0%~3.0%。
因此，进行加速碳化试验时，一方面应尽量减少自然条件下所没有的碳化相，使试验尽可能正确地反映混凝土自然碳化的规律；另一方面还要尽可能增大碳化深度，从而确保读数的准确性并缩短碳化所需要的时间。本文采用CO2体积浓度为3%低浓度进行碳化试验，研究测试结果与抗压强度之间的相关性，并采用XRD对混凝土试样进行了物相分析。
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