【摘要】：混凝土砌塊具有質(zhì)輕、高強(qiáng)及良好的隔熱保溫等優(yōu)良特性,已經(jīng)成為應(yīng)用廣泛的建筑材料之一,但是混凝土砌塊的耐高溫性能較差,利用CO2氣體養(yǎng)護(hù)混凝土砌塊,CO2能夠與水泥顆粒及水化產(chǎn)物反應(yīng)生成碳酸鈣,碳酸鈣的高溫性能均比水化硅酸鈣凝膠和氫氧化鈣優(yōu)異,本文通過(guò)不同水灰比、粉煤灰及礦粉摻量三個(gè)方向深入研究CO2養(yǎng)護(hù)混凝土砌塊的耐高溫性能。以自然養(yǎng)護(hù)作為參照,以不同溫度梯度下的砌塊的外觀變化、質(zhì)量損失、強(qiáng)度變化規(guī)律作為耐高溫性能指標(biāo),評(píng)價(jià)CO2養(yǎng)護(hù)混凝土砌塊耐高溫性能;采用X射線衍射、熱重分析及掃描電子顯微鏡等先進(jìn)測(cè)試手段對(duì)CO2養(yǎng)護(hù)混凝土砌塊的微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行檢測(cè)分析。宏觀試驗(yàn)表明,CO2養(yǎng)護(hù)與自然養(yǎng)護(hù)的混凝土砌塊,在各目標(biāo)溫度后的顏色變化相似,隨溫度升高,從青灰色轉(zhuǎn)變?yōu)樯詈稚?后轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨O2養(yǎng)護(hù)可以降低混凝土砌塊在高溫后的外部損傷,與自然養(yǎng)護(hù)相比,CO2養(yǎng)護(hù)的砌塊在300～500℃后,砌塊的裂紋較少,600～800℃后,砌塊的外部掉角破壞程度低。CO2養(yǎng)護(hù)存在最佳水灰比,水灰比越大,砌塊內(nèi)部孔隙越多,有利于CO2在砌塊內(nèi)部擴(kuò)散,提高砌塊碳化程度,但隨著水灰比的增加,砌塊內(nèi)孔隙率過(guò)高,導(dǎo)致砌塊的強(qiáng)度降低,本文砌塊在水灰比為0.3時(shí),抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)峰值。摻入粉煤灰和礦粉可以促進(jìn)CO2養(yǎng)護(hù)砌塊的耐高溫性能,隨著摻量的增加,CO2養(yǎng)護(hù)砌塊在高溫后外部損傷逐漸降低,同一目標(biāo)溫度時(shí),CO2養(yǎng)護(hù)砌塊的強(qiáng)度隨摻量增加而增大。微觀試驗(yàn)表明,砌塊經(jīng)CO2養(yǎng)護(hù)后,通過(guò)SEM觀察,水泥基體被大量碳酸鈣晶體覆蓋,相比于自然養(yǎng)護(hù)批次,高溫后內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接緊密,高溫?fù)p傷低,也驗(yàn)證了CO2養(yǎng)護(hù)的砌塊在高溫后的抗壓強(qiáng)度高于自然養(yǎng)護(hù)砌塊,摻入粉煤灰及礦粉后,砌塊內(nèi)部的微觀孔隙較少,碳酸鈣之間連接緊密度較高。相比于自然養(yǎng)護(hù),熱重分析顯示CO2養(yǎng)護(hù)的砌塊中氫氧化鈣含量較少,碳酸鈣含量較大,并且CO2養(yǎng)護(hù)后,砌塊中碳酸鈣的分解溫度也會(huì)提高,摻入粉煤灰和礦粉后,碳酸鈣的含量大幅度增加。X射線衍射分析發(fā)現(xiàn),砌塊經(jīng)CO2養(yǎng)護(hù)后,其中硅酸三鈣、氫氧化鈣及鈣礬石峰強(qiáng)減弱及數(shù)量減小,砌塊中的方解石特征峰增多。摻入粉煤灰及礦粉的砌塊經(jīng)CO2養(yǎng)護(hù)后,方解石特征峰數(shù)量多于未摻加的砌塊,說(shuō)明粉煤灰和礦粉的加入可以提高砌塊的碳化程度,促進(jìn)碳酸鈣結(jié)晶,這也是砌塊強(qiáng)度隨摻量增加而增大的原因。
【圖文】：

圖２．１混凝土高溫力學(xué)性能變化［１９￣２２］逡逑土砌塊隨溫度上升時(shí)的殘余抗折強(qiáng)度、殘余劈裂強(qiáng)度和殘余彈強(qiáng)度變化相似，混凝土砌塊的抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和彈性高而降低，但呈近似線性變化�；炷疗鰤K在高溫后的應(yīng)力應(yīng)研宄者研宄［２２￣２４］，隨著溫度的升高，應(yīng)力應(yīng)變曲線趨于平緩，的峰值應(yīng)力和彈性模量隨溫度的升高而降低，峰值應(yīng)力應(yīng)變。逡逑土砌塊在高溫后會(huì)發(fā)生剝落或爆裂的現(xiàn)象，，是導(dǎo)致混凝土砌塊至結(jié)構(gòu)垮塌主要原因［２５］。高溫后混凝土砌塊爆裂現(xiàn)象可以從孔度應(yīng)力兩方面來(lái)解釋１２５］�；炷疗鰤K內(nèi)部孔隙中含有不同程混凝土砌塊的水灰比、齡期及環(huán)境。當(dāng)混凝土砌塊表面處于高汽化進(jìn)入大氣中，也會(huì)有一部分水會(huì)蒸發(fā)留在混凝土砌塊內(nèi)部混凝土砌塊內(nèi)部溫度較低，水蒸氣會(huì)凝結(jié)。隨著凝結(jié)水的積累。這一層將阻止蒸汽進(jìn)一步進(jìn)入混凝土砌塊內(nèi)部，蒸汽會(huì)繼續(xù)

無(wú)定型硅膠相的形成。Ｃ－Ｓ－Ｈ凝膠是有高密度和低密度兩種類型＿￣７２］。Ｃ－Ｓ－Ｈ凝逡逑膠的鈣硅比從１．２？２．３分布不等［７］］，0１＂（＾＾５［６１１在丁￡＾［下觀察發(fā)現(xiàn)鈣硅比為１．５８逡逑和鈣硅比為１．８９之間有很大的區(qū)別（圖２．３）。碳化后的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝膠的ＴＥＭ照片逡逑顯示了碳化后的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝膠的形態(tài)變化，碳化的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝膠樣品產(chǎn)生的大量碳酸逡逑鹽微晶呈無(wú)序矩陣分布［７２］，剩余的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝膠被大量的方解石覆蓋，形成鈍化層，逡逑這會(huì)使得高密度的Ｃ－Ｓ－Ｈ凝膠碳化受到抑制（和氫氧化鈣碳化類似），低密度逡逑１０逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU522.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2636540