为探究煤矸石陶粒混凝土的抗碳化性能,通过混凝土快速碳化试验,研究了煤矸石陶粒取代率及碳化时间对煤矸石陶粒混凝土抗碳化性能的影响,并建立了适用于不同煤矸石陶粒取代率和不同碳化时间的混凝土碳化模型。研究表明,随着碳化时间的增加,各取代率混凝土的碳化深度逐步加大,且碳化深度与碳化时间的平方根成线性关系,煤矸石陶粒取代率依次为20%、40%和60%时,混凝土抗碳化性能逐渐减弱。

通过对不同煤矸石陶粒掺量(0、20%、40%、60%)的混凝土进行快速冻融循环试验,探究了冻融循环后煤矸石陶粒混凝土的表面劣化、质量损失率和相对动弹性模量的变化规律,以不同冻融循环次数下煤矸石陶粒混凝土的动弹性模量为损伤变量,建立了煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型,并对其在自然冻融环境下的寿命进行了预测。研究结果表明,随着冻融循环次数的增加,煤矸石陶粒混凝土的抗冻性能逐渐降低,但降低幅度有所不同;随着煤矸石陶粒取代率的增加,混凝土的抗冻性能呈现先下降后提高再下降的趋势;建立的煤矸石陶粒混凝土冻融损伤劣化模型与试验结果符合较好,具有较高的精度;当煤矸石陶粒掺量为40%时,混凝土的抗冻性能效果最佳,抗冻耐久性寿命最长。