粉煤灰混凝土碳化理论模型参数研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2011年第4期(总第258期)混凝土理论研究Number4in2011(TotalNo．258)THE0RETICALRESEARCHConcretedoi：10．3969／j．issn．1002—3550．2011．04．013粉煤灰混凝土碳化理论模型参数研究牛建刚，张缜，翟海涛(内蒙古科技大学建筑与土木T程学院，内蒙古包头014010)摘要：在水泥水化、粉煤灰二次水化机理以及传统的混凝土碳化理论模型的基础上，对混凝土碳化理论模型中的重要参数——完全碳化时单位体积混凝土吸收二氧化

2、碳的量‰进行了分析，提出了粉煤灰混凝土碳化深度计算所用模型参数‰的计算公式，该公式对进一步研究粉煤灰混凝土中钢筋的锈蚀具有重要意义。关键词：粉煤灰混凝土；碳化模型；模型参数中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2011)04—0048—03ResearchonmodelparameterofflyashconcretecarbonationNIUJian-gang，ZHANGZhen，ZHAIHai—tao(SchoolofArchitectureandCivilEngineering

3、，InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology，Baotou014010，China)Abstract：Basedonthehydrationofcement，thesecond—hydrationofflyashconcreteandtraditionaltheoreticalmodelofconcretecarbonation，themoi．e．thequantityofcarbondioxideabsorbedbyunitvolumeofconcreteisanaly

4、zed．Thecalculationformulaofm0thatcanbeusedtocalculatethecar-bonati0ndepthsofnyashconcreteisestablished，andthisformulaissignificantforfurtherresearchofreinforcementcorrosioninflyashconcrete．Keywords：flyashconcrete；carbonationmodel；modelparameter混凝土中可碳化物质的含量，即与单位体

5、积混凝土吸收CO的0引言量m。的计算有关。做为一种工业废弃物，粉煤灰应用到混凝土工程中，不仅节约混凝土碳化的主要化学反应式如下]：了熟料水泥，减少了环境污染，还产生了巨大的经济效益，促进了Ca(OH)2+CO2-*CaCO3+H20(2)社会的可持续发展。一般大气环境下，混凝土碳化引起的钢筋锈蚀3CaO·2SiO2·3H2O+3CO2--,3CaCO3·2Si02·3H2O(3)是造成混凝土结构耐久性损伤的主要因素之一。为预测钢筋开始3CaO‘SiO2十3CO2+／H2O---*SiO2‘yH20+3CACO3(4)锈

6、蚀的时间，各国学者提出了很多碳化深度预测模型，这些模型主2CaO·SiO2+2CO2+yH20_SiO2·yH2O+2CaCO3(5)要适用于普通混凝土，而对新型的粉煤灰混凝土则不完全适用。本从混凝土碳化的化学方程式不难看出，单位体积混凝土吸文在研究水泥水化、粉煤灰二次水化机理以及传统的?昆凝土碳化理收二氧化碳的量m。与单位体积混凝土胶凝材料中产生的论模型的基础上，对混凝土碳化理论模型中的重要参数m。进行了分CaCO的摩尔含量相等，即：m0=[CaCO3】(6)析，提出了粉煤灰混凝土碳化深度计算所用模型参数m。的计算公

7、根据式(2)～(5)可以得到：式，此结果为进一步研究粉煤灰混凝土中钢筋的锈蚀具有重要意义。m0=[Ca(OH)2]+3[CsH]+3[c3s】+2[c2S](7)目前公认的碳化理论模型是前苏联学者阿列克谢耶夫等Ⅲ若的C4AF与CgH反应，6％的CA与CSH反应，由混基于Fick第一扩散定律及二氧化碳在多孔介质中扩散吸收的凝土水化过程可知：特点，给出的数学模型：2a[CAF]十6[cA]=【CsH2J(8)=、／‘根据混凝土水化过程反应过程可以得到在完全水化的情况下，各可碳化物质的摩尔浓度如下：式中：【CO：】。——混凝

8、土表面处二氧化碳的摩尔浓度，mol／m；D——二氧化碳在混凝土中的有效扩散系数，m2／s；a(0H)=÷s]÷[C：s]_2。[C．'4(1_0)[C一(1_6)[C，A卜——碳化深度，m；c3s]+一[CS]-4[C4AF]一[C3A]+(2a[C4AF]+b[C~A])=m。——完全碳化时单位体积混凝土吸收CO：的量，mol／