探究各因素对碳化深度的影响：正交法分析

对再生混凝土碳化试验指标28d碳化龄期进行极差分析见表6.13，再生混凝土碳化深度影响趋势图如图6.30所示。

由表6.13中极差分析结果可知影响再生混凝土碳化深度因素顺序为：A＞B＞C＞E＞D，即矿渣粉＞粉煤灰＞引气剂＞再生骨料＞聚丙烯纤维。

表6.13　28d碳化龄期的碳化深度极差计算表

因素A （矿渣粉掺量）对碳化深度的影响趋势为：随着矿粉掺量增加碳化深度增加，矿粉掺量为10%和掺量为20%时，碳化深度变化不大。当矿粉掺量增至30%时，混凝土碳化深度出现突增，从15.9mm增至22.3mm，抗碳化能力下降明显。

因素B （粉煤灰掺量）对28d碳化龄期的混凝土碳化深度影响与矿粉相似，随粉煤灰掺量增加混凝土碳化深度增加。粉煤灰掺量30%时混凝土碳化深度亦出现大幅增大，从16.9mm增至21.3mm，抗碳化能力明显下降。

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图6.30　碳化深度点图分析

因素C （引气剂掺量）对混凝土碳化深度的影响表现为先增大后降低，掺入引气剂之后碳化深度增大，掺量为0.5/万时碳化深度取得最大值，其后碳化深度随引气剂掺量增加略减小。

因素D （聚丙烯纤维掺量）掺量变化对碳化深度影响最小，聚丙烯纤维掺量为0、0.5%和1.0%三组试件碳化深度几乎无变化，但当聚丙烯纤维掺量增至1.5%时，碳化深度值出现下降，这说明聚丙烯纤维掺量达到一定水平可提高混凝土抗碳化能力。

因素E （再生骨料掺量）对混凝土碳化深度影响呈先增大后下降趋势。碳化深度随再生骨料掺量增加而增加。再生混凝土内部孔隙率比天然混凝土大，且再生骨料由已经碳化过的废弃混凝土制成，其抗碳化能力不及普通混凝土。

综上所述，矿渣粉和粉煤灰和再生骨料以及引气剂4种因素均为影响混凝土抗碳化能力的不利因素。矿渣粉和粉煤灰两种矿物掺合料均会使混凝土碳化速度和深度增加。这是因为随着矿物掺合料的增加，胶凝材料中水泥用量相应减少，则早期水化反应生成的Ca（OH）2和C—S—H凝胶数量相应减少。后期可参与与矿粉和粉煤灰发生二次水化反应的Ca（OH）2和C—S—H数量比较少，同时溶于水的CO2与Ca（OH）2发生化学反应生成的CaCO3较少，不能及时有效地堵塞混凝土的孔隙。再加上再生骨料本身的微裂缝较多的缺陷，新旧砂浆之间粘结不密实等因素最终导致混凝土抗碳化能力降低。聚丙烯纤维的加入可提高混凝土抗碳化能力，这与聚丙烯纤维对混凝土阻裂作用密不可分。

通过本试验可知：再生混凝土中添加掺活性矿物掺合料对早期再生混凝土抗碳化性能存在不利影响，后期效果如何有待进一步研究。