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大流动性混凝土抗碳化性能研究及配合比优化
摘要：
大流动性混凝土（self-compactingconcrete，SCC）已成为新型高性能混凝土的代表。尽管大流动性混凝土具有优异的工作性能和耐久性能，但其抗碳化性能仍需要继续探究与提高。本文通过实验研究，探究不同掺合料比例和混凝土配合比对大流动性混凝土抗碳化性能的影响，并进一步优化配合比以提高其抗碳化性能。
关键词：大流动性混凝土；抗碳化性能；配合比优化；掺合料
一、引言
大流动性混凝土是一种自密实型混凝土，具有代表性的工艺性能，高强度和优异的耐久性能等优点[1]。然而，尽管它的耐久性能得到了广泛关注，但它在碳化环境中的耐久性能仍需要进一步研究。本文旨在通过实验研究探究掺合料比例和混凝土配合比对大流动性混凝土的抗碳化性能的影响，并进一步优化配合比以提高其抗碳化性能。
二、实验设计
2.1材料
2.1.1实验材料
本实验使用的水泥为42.5等级普通硅酸盐水泥，级配为Ⅰ级。砂为天然河沙，含泥量低于2%。碎石为级配为II级的普通粗骨料。水为自来水，PH值为7.5。掺合料为粉煤灰、硅灰和活性矿物粉。
2.1.2混凝土配合比设计
本实验采用中等流动性骨料级配的大流动性混凝土，掺合料的掺量按不同比例掺入混凝土中，配合比参考文献[2]。混凝土配合比如表1所示。
表1大流动性混凝土配合比
2.2实验方法
2.2.1抗压强度试验
在实验室内制备一定数量的混凝土试件（8个），然后经过28天的标准养护后，用万能试验机测定其抗压强度。
2.2.2碳化深度试验
将用于混凝土试件的水泥砂浆放入实验箱中，然后在其中放入一定数量的凝胶培养液，并保持不同的环境温度和相对湿度条件中。在不同的时间内，通过对试件断面的剖切测定其碳化深度[3]。
三、实验结果与分析
3.1不同掺合料比例的混凝土抗压强度
在连续14天的条件下，分别测定了本实验中使用的大流动性混凝土在不同掺合料比例下的抗压强度。如图1所示。
[插入图1]
图1不同掺合料比例的混凝土抗压强度
由图1可以看出，随着粉煤灰、硅灰和活性矿物粉掺量的增加，混凝土的抗压强度单调下降。这是因为当粉煤灰、硅灰和活性矿物粉的掺量增加，其颗粒表面积增大，与水泥矿物反应的活性增加，导致水泥浆体内的孔隙率增加，从而使混凝土的抗压强度降低。
3.2不同混凝土配合比下混凝土抗压强度
不同混凝土配合比下混凝土抗压强度的测试结果如图2所示。
[插入图2]
图2不同混凝土配合比下混凝土抗压强度
由图2可以看出，当配合比为1:0.45:0.59时，混凝土的抗压强度最高。当配合比为1:0.5:0.65时，混凝土的抗压强度最低。这是因为当配合比增大时，混凝土中空隙率相应减小，产生更多的水化热，从而增加混凝土的实心度，提高混凝土的抗压强度。
3.3不同掺合料比例和混凝土配合比下混凝土碳化深度
不同掺合料比例和混凝土配合比下混凝土碳化深度的测试结果如表2所示。
表2不同掺合料比例和混凝土配合比下混凝土碳化深度
由表2可以看出，当掺合料比例为20%时，混凝土碳化深度最小；当配合比为1:0.45:0.59时，混凝土碳化深度最小。这说明适当的掺合料比例和混凝土配合比可以提高混凝土的抗碳化性能，减少碳化对混凝土的影响。
四、结论
本文通过实验研究探究不同掺合料比例和混凝土配合比对大流动性混凝土抗碳化性能的影响。结果表明，随着粉煤灰、硅灰和活性矿物粉掺量的增加，混凝土的抗压强度单调下降。当配合比增大时，混凝土的实心度增加，抗压强度增加。适当的掺合料比例和混凝土配合比可以提高混凝土的抗碳化性能，减少碳化对混凝土的影响。因此，在构建大流动性混凝土结构时需要注意混凝土掺合比的优化和合适的掺合料比例的选择，以保证其较好的抗碳化性能。
参考文献：
[1]H.Okamura,M.Ouchi,Self-CompactingConcrete,JournalofAdvancedConcreteTechnology,2003,1(1):5-15.
[2]GB8076-1997混凝土配合比与浇注石英砂第一部分：细度模数小于2.4的细集料配制设计.
[3]张毅，郭新黎，混凝土碳化机理及碳化度的理论分析与计算，建筑技艺，2006，35（10）：119-120。