混凝土的碳化及影响因素
混凝土碳化值

混凝土碳化值一、什么是混凝土碳化值?混凝土碳化值是衡量混凝土材料耐久性的重要指标之一。
它指的是混凝土内部因二氧化碳的作用而导致碱性水泥基料中的钙化学性质逐渐减弱,从而影响混凝土材料的物理和机械性能。
二、混凝土碳化值的影响因素混凝土碳化值的大小会受到以下几个因素的影响:1. 混凝土的配比和材料混凝土的配比和材料是影响碳化值的重要因素之一。
合理的配比可以提高混凝土的密实性和均匀性,减少碳化的可能性。
同时,选用质量优良的水泥和骨料也可以减缓混凝土的碳化速度。
2. 混凝土的孔隙结构混凝土中的孔隙结构对其碳化值有直接影响。
孔隙结构越紧密,混凝土的碳化速度越慢。
而存在较多大孔和连通孔的混凝土则容易导致快速碳化。
3. 外界环境条件外界环境条件对混凝土碳化值的影响也不可忽视。
较高的温度和湿度会加速混凝土的碳化过程,而较低的温度和湿度则会减缓碳化速度。
此外,混凝土表面的暴露度也会影响碳化值,暴露在空气中的混凝土碳化速度更快。
4. 使用寿命和维护措施混凝土的使用寿命和维护措施也会对碳化值产生影响。
正常使用和维护的混凝土结构,碳化速度较慢;而长期受到各种不利因素的影响,并未得到及时维修和保养的混凝土,碳化值较高。
三、混凝土碳化值的测量方法1. pH试剂法pH试剂法是一种常用的测量混凝土碳化值的方法。
首先,将混凝土样品研磨成粉末状,然后与pH试剂混合,并通过改变颜色的方式来判断样品的碱度程度,从而得到碳化值。
2. 碱度滴定法碱度滴定法是另一种常用的测量混凝土碳化值的方法。
它通过向混凝土样品中滴加稀盐酸溶液,然后用酚酞指示剂将试液由红变蓝,直到颜色不再变化,记录滴定所用的盐酸溶液的体积,从而计算混凝土的碳化值。
3. 饱和溶液法饱和溶液法是一种间接测量混凝土碳化值的方法。
它通过浸泡混凝土样品于pH值逐渐递减的溶液中,然后测量溶液中钙离子含量的变化,从而计算出混凝土的碳化值。
四、混凝土碳化值的评价混凝土碳化值的评价是判断混凝土材料耐久性的重要依据。
混凝土碳化的原理及其危害

混凝土碳化的原理及其危害一、混凝土碳化的定义和概述混凝土碳化是指混凝土中的碳酸盐与空气中的二氧化碳反应,形成碳酸钙的过程。
在混凝土中,主要存在的碳酸盐是钙基碳酸盐,其中又以普通钙质水泥中的钙基碳酸盐为主。
混凝土碳化是一种自然老化现象,会对混凝土结构的性能和使用寿命产生影响。
二、混凝土碳化的原理混凝土碳化的原理是混凝土中的碳酸盐与空气中的二氧化碳反应,形成碳酸钙。
这个过程可以分为以下几个步骤:1.空气中的二氧化碳进入混凝土中空气中的二氧化碳含量大约为0.03%,当二氧化碳进入混凝土中后,会与混凝土中的水反应,形成碳酸。
2.碳酸与混凝土中的钙离子发生反应混凝土中的钙离子与碳酸发生反应,形成碳酸钙。
这个过程可以表示为:Ca2+ + CO2 + H2O → CaCO3 + 2H+3.碳酸钙沉积在混凝土中碳酸钙是一种不溶于水的物质,会沉积在混凝土中,形成碳化层。
随着时间的推移,碳化层会不断扩散,影响混凝土的性能和使用寿命。
三、混凝土碳化的危害混凝土碳化会对混凝土结构的性能和使用寿命产生影响,主要表现在以下几个方面:1.降低混凝土的强度碳酸钙的体积比碳酸盐大,会导致混凝土的体积膨胀,从而降低混凝土的强度。
2.降低混凝土的耐久性碳酸钙的形成会使混凝土中的钙离子流失,从而降低混凝土的碱度,使得混凝土失去对钢筋的保护作用,从而导致钢筋锈蚀、混凝土龟裂等问题。
3.影响混凝土的外观混凝土中的碳酸钙会使混凝土表面呈现出灰色或白色,影响混凝土的外观。
4.影响混凝土的使用寿命混凝土碳化会导致混凝土中的钢筋锈蚀、混凝土龟裂等问题,从而影响混凝土的使用寿命。
四、混凝土碳化的预防措施为了避免混凝土碳化带来的危害,需要采取以下预防措施:1.降低混凝土的水泥用量混凝土中的水泥含量越高,混凝土碳化的速度就越快。
因此,可以采用低水泥配合比的混凝土来降低混凝土碳化的速度。
2.加强混凝土的密实性混凝土的密实性越好,空气中的二氧化碳就越难进入混凝土中,从而降低混凝土碳化的速度。
什么叫混凝土的碳化(一)

什么叫混凝土的碳化(一)引言:混凝土的碳化是指混凝土中所含的碳酸盐在大气中的作用下发生化学反应,导致碳酸盐溶解或转化为二氧化碳和水,从而引起混凝土碳化现象。
混凝土的碳化是混凝土结构耐久性的一个重要指标,对于加强混凝土的抗碳化能力和延长混凝土的使用寿命具有重要意义。
正文:一、影响混凝土碳化的因素1. 大气环境:酸性、碱性与湿度是影响混凝土碳化的关键因素之一。
高温、潮湿的环境会加速混凝土碳化的速度。
2. 混凝土配比:水灰比、水胶比、用水质量等都会直接影响混凝土碳化的程度。
3. 混凝土成分:粉煤灰、硅灰、膨胀剂等添加剂的使用会对混凝土碳化产生不同的影响。
4. 混凝土修补材料:修补材料的选择和使用会影响混凝土碳化的扩散和抵抗能力。
5. 混凝土施工质量:混凝土的浇筑方式、养护条件等对混凝土的碳化产生重要影响。
二、混凝土碳化的过程1. 碳酸盐的溶解:大气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应,产生碳酸钙。
碳酸钙溶解在水中,形成氢氧根离子和碳酸盐离子。
2. 碳酸盐的转化:混凝土中的氢氧根离子与二氧化碳反应,生成碳酸根离子和水。
碳酸盐溶解于水中的过程称为碳酸盐的转化。
3. 混凝土中碳酸盐的迁移:碳酸盐会通过孔隙迁移到混凝土的内部,导致混凝土内部的碳化现象。
4. 混凝土碳化带的形成:混凝土中碳酸盐的迁移逐渐形成了混凝土碳化带,尤其是在混凝土表面和暴露部位。
5. 碳化对混凝土性能的影响:混凝土碳化会导致混凝土的物理与力学性能下降,如强度降低、抗渗性能变差等。
三、混凝土碳化的危害1. 结构强度降低:混凝土碳化会导致混凝土的强度降低,影响结构的承载力。
2. 具有腐蚀性:碳酸盐的产生会导致混凝土的pH值下降,使得混凝土中的钢筋易受腐蚀。
3. 影响使用寿命:混凝土碳化会使混凝土结构的使用寿命缩短,增加维修与更换成本。
4. 对环境的影响:混凝土碳化会加剧大气中的二氧化碳排放,对环境造成负面影响。
四、混凝土碳化的防治措施1. 选择合适的混凝土配比:优化配合比,控制水灰比、水胶比等,提高混凝土的致密性和强度。
混凝土碳化原理

混凝土碳化原理混凝土碳化是指混凝土中的水泥基体中的碳酸盐与二氧化碳反应生成碳酸盐的过程。
混凝土碳化是混凝土耐久性的重要指标之一,混凝土碳化会导致钢筋锈蚀,从而降低混凝土的承载能力和使用寿命。
因此,了解混凝土碳化原理对于混凝土结构的设计和维护具有重要意义。
混凝土碳化的原理主要包括以下几个方面:1. 碱性物质的影响。
混凝土中的水泥基体具有一定的碱性,当混凝土遇到二氧化碳时,碱性物质会中和二氧化碳,生成碳酸盐。
这种化学反应会导致混凝土中的钙化合物溶解,从而使得混凝土的碱性降低,进而促进混凝土的碳化。
2. 水分的影响。
混凝土中的水分是碳化的重要影响因素之一。
水分可以促进二氧化碳的渗透和扩散,加速混凝土的碳化过程。
此外,水分还可以溶解混凝土中的钙化合物,使得混凝土的碱性降低,从而促进碳化的进行。
3. 温度的影响。
温度对混凝土碳化的影响主要表现在二氧化碳的渗透和扩散速度上。
一般情况下,温度越高,二氧化碳的渗透和扩散速度越快,碳化的速度也会相应增加。
4. 氧气的影响。
氧气是混凝土碳化的必要条件之一。
氧气可以促进混凝土中碳酸盐的生成,加速混凝土的碳化过程。
因此,通风良好的混凝土结构更容易发生碳化。
总的来说,混凝土碳化是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。
为了延缓混凝土的碳化过程,可以采取一些措施,如控制混凝土中的水分含量、提高混凝土的密实性、采用防碱材料等。
同时,在混凝土结构的设计和维护中,也需要考虑混凝土碳化的影响因素,以确保混凝土结构的安全和耐久性。
在实际工程中,通过对混凝土碳化原理的深入研究,可以为混凝土结构的设计和维护提供科学依据,延长混凝土结构的使用寿命,提高混凝土结构的耐久性。
因此,加强对混凝土碳化原理的研究具有重要的理论和实际意义。
混凝土碳化影响因素分析

混凝土碳化影响因素分析
1.水泥质量:水泥是混凝土中最重要的材料之一,对混凝土碳化有着重要影响。
水泥的碳化性能与其化学成分、石膏含量、活性指数等有关。
高活性水泥和低石膏含量的水泥,其碳化速度相对较快。
2.混凝土配合比:混凝土碳化速度与混凝土中水灰比有密切关系。
当水灰比过大时,混凝土内的水分较多,有利于气体渗透,从而加速了水泥的碳化速度。
因此,合理的配合比设计对减缓混凝土碳化过程有着显著的影响。
3.环境温度:环境温度也是影响混凝土碳化的重要因素之一、一般来说,环境温度越高,混凝土碳化速度就越快。
这是因为高温条件下,水泥胶体的水化反应速度加快,导致混凝土内的水分挥发加剧,碳酸盐的形成速度相应也会加快。
4.氧气浓度:氧气是混凝土碳化的必要条件之一,氧气浓度越高,混凝土碳化的速度也就越快。
这是因为与氧气反应生成二氧化碳和水,是混凝土碳化的主要驱动力之一
5.相对湿度:相对湿度也是影响混凝土碳化的重要因素之一、相对湿度越高,混凝土内的水分也就越多,有利于二氧化碳渗透和碳化的发生。
而在相对湿度较低的情况下,混凝土中的水分含量较低,碳化的速度也会减慢。
以上是混凝土碳化影响因素的简要分析。
在实际施工中,我们应该合理选择水泥材料,进行恰当的配合比设计,并注重环境温度和相对湿度的控制,以减缓混凝土碳化过程,延长混凝土的使用寿命。
混凝土碳化

混凝土碳化文档标题:混凝土碳化一、引言混凝土碳化是指混凝土中的水泥石碳酸钙与大气中二氧化碳反应,形成碳酸钙的化学过程。
混凝土碳化是混凝土耐久性的重要指标之一,主要影响混凝土的力学性能和耐久性。
本文将对混凝土碳化的原理、检测方法、碳化机理、影响因素以及防治措施进行详细介绍。
二、混凝土碳化的原理混凝土碳化的原理是由于二氧化碳的渗透,使水泥石中的碳酸钙分解,释放出水和二氧化碳,从而导致混凝土中水泥石中的碳酸钙含量减少,影响到混凝土的性能。
三、混凝土碳化的检测方法1. pH试纸法:通过将pH试纸浸泡在混凝土表面水槽中,观察试纸变色反应来判断混凝土碳化的程度。
2. 酚酞指示剂法:在混凝土表面涂覆酚酞指示剂,观察其颜色变化来判断混凝土碳化的程度。
3. 碳酸锂灰分法:将混凝土样品中的灰分与碳酸锂溶液反应,通过计算反应量来测定混凝土中的碳酸钙含量。
四、混凝土碳化的机理1. 二氧化碳的渗透:大气中的二氧化碳透过混凝土的孔隙进入混凝土内部。
2. 碳酸钙的分解:二氧化碳与水泥石中的碳酸钙反应水和二氧化碳。
3. 碱性物质的流失:碳酸钙的分解使混凝土中碱性物质流失,影响混凝土的抗腐蚀性能。
五、混凝土碳化的影响因素1. 混凝土配合比:水胶比的变化会影响混凝土内部的孔隙结构和渗透性,进而影响碳化的程度。
2. 混凝土强度:强度较低的混凝土更容易被二氧化碳渗透,导致碳化的发生。
3. 混凝土氯离子含量:氯离子会加速混凝土的碳化过程,增加混凝土的脆性。
六、混凝土碳化的防治措施1. 加强混凝土覆盖层厚度,减小二氧化碳的渗透。
2. 提高混凝土强度和密实性,减小碳化的程度。
3. 控制混凝土配合比,避免水胶比过大。
4. 合理控制混凝土中的氯离子含量,减缓碳化的速度。
七、附件本文档所涉及附件如下:1. pH试纸2. 酚酞指示剂3. 碳酸锂溶液八、法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下:1. 水泥石:水合硅酸钙和水合铝酸钙的胶束状固体。
混凝土的抗碳化性能

混凝土的抗碳化性能混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程中的材料。
然而,由于环境中存在的二氧化碳和其他化学物质的侵蚀作用,混凝土的抗碳化性能成为了一个重要的考虑因素。
本文将探讨混凝土的抗碳化性能,包括碳化机理、影响因素以及改善抗碳化性能的方法。
一、碳化机理混凝土的碳化是指混凝土中的水泥矩阵受到二氧化碳的侵蚀而发生化学反应,其主要机理如下:1. 二氧化碳吸附:二氧化碳从大气中吸附到混凝土表面,并渗透到混凝土内部。
2. 碳酸化反应:二氧化碳与水泥矩阵中的钙化合物反应生成碳酸盐。
这一过程降低了混凝土的碱度,导致矩阵的溶解和钢筋的腐蚀。
二、影响因素混凝土的抗碳化性能受到以下几个因素的影响:1. 水胶比:水胶比是指混凝土中水与水泥及其他固体成分的比例。
较低的水胶比可减少混凝土的孔隙结构,降低了二氧化碳的渗透速度,提高了抗碳化性能。
2. 水泥种类:不同种类的水泥在抗碳化性能上存在差异。
一般来说,硅酸盐水泥具有较好的抗碳化性能,而硫铝酸盐水泥则较低。
3. 骨料:骨料的类型、大小和质量对混凝土的抗碳化性能有影响。
细骨料可以减少混凝土的孔隙结构和渗透能力,从而提高抗碳化性能。
4. 密实度:混凝土的密实度是指混凝土中空隙的存在程度。
较高的密实度可以减缓碳化反应的进行,提高抗碳化能力。
三、改善抗碳化性能的方法鉴于混凝土的抗碳化性能对于工程的耐久性至关重要,以下是几种改善抗碳化性能的方法:1. 采用高性能水泥:选择硅酸盐水泥等抗碳化性能较好的水泥类型,可以有效提高混凝土的抗碳化能力。
2. 控制适当的水胶比:合理控制水胶比可以改善混凝土的致密性,减少碳化反应的发生。
3. 使用合适的骨料:选择合适的骨料类型和质量,可以改善混凝土的孔隙结构,提高抗碳化性能。
4. 加入掺合料:掺入粉煤灰、矿渣粉等掺合料,不仅可以降低碳化速率,还可以提高混凝土的力学性能。
5. 表面防护措施:对于一些特殊环境条件下的混凝土结构,可以考虑采用表面涂层或防水处理,以增强混凝土的抗碳化能力。
混凝土碳化的原因及防治措施

混凝土碳化的原因及防治措施混凝土碳化是混凝土耐久性低耐久性重要缺陷之一,许多因素都会导致混凝土碳化,主要原因包括:
1、混凝土表面污染:混凝土表层污染物,如油污、灰尘等,会破坏混凝土表面的密封,使氯离子易于渗入,对钢筋的腐蚀会加快氧化混凝土的速度,最终导致混凝土碳化。
2、空气污染:空气污染物如碳氧化物、臭氧等,会腐蚀混凝土表面,降低混凝土表面防水性能,使混凝土表层更易损坏。
3、接触及重力作用:混凝土受重力作用或接触空气、湿地土壤,都会使混凝土表层受损,进而加快混凝土碳化进程。
防治措施如下:
1、做好混凝土水凝土施工严格按设计规范建设,使混凝土性能达到设计要求,以保证长期的使用寿命。
2、做好防护措施。
采用增韧材料,减少或避免混凝土表层受到重力作用或接触空气、湿地土壤;采用耐腐蚀的涂料,防止混凝土表层受到空气污染等损坏。
3、加强表面防护,采用防水、抗渗、耐腐蚀的涂料,能保证混凝土表面AK,延长其使用寿命。
4、做好清洁,及时清除混凝土表面的污染物,以降低混凝土表层受到破坏的可能性。
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混凝土的碳化及影响因素【摘要】混凝土碳化是影响温凝土结构耐久性的重要原因之一,通过对混凝土碳化机理以及影响因素的分析,我们可以采取更好的相关控制措施来减少碳化的危害。
【关键词】混凝土;碳化;影响因素;控制措施空气、土壤或地下水中酸性物质,如CO2 、HCl 、SO2 、Cl2 深入混凝土表面,与水泥石中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的中性化。
混凝土在空气中的碳化是中性化最常见的一种形式,它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用很复杂的一种物理化学过程。
在某些条件下,混凝土的碳化会增加其密实性,提高温凝土的抗化学腐蚀能力,但由于碳化会降低混凝土的碱度,破坏钢筋表面的钝化膜,使混凝土失去对钢筋的保护作用,给混凝土中钢筋锈蚀带来不利的影响。
同时,混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩,这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。
由此可见,混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有很大的影响。
因此,混凝土碳化机理、影响因素及其控制的分析很重要。
1 混凝土的碳化机理1. 1 碳化反应混凝土的基本组成材料为水泥、水、砂和石子,其中的水泥与水发生水化反应,生成的水化物自身具有强度(称为水泥石) ,同时将散粒状的砂和石子粘结起来,成为一个坚硬的整体。
混凝土的碳化,是指水泥石中的水化产物与周围环境中的二氧化碳作用,生成碳酸盐或其他的物质的现象。
碳化将使混凝土的内部组成及组织发生变化。
由于混凝土是一个多孔体,在其内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡,甚至缺陷等。
空气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中,而后溶解于毛细管中的液相,与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸钙。
所以,混凝土碳化也可用下列化学反应表示:CO2 + H2O H2CO3Ca (OH) 2 + H2CO3 CaCO3 + 2H2O3CaO·2SiO2·3H2O + 3H2CO3 3CaCO3 + 2SiO2 + 6H2O2CaO·SiO2·4H2O + 2H2CO3 2CaCO3 + SiO2 + 6H2O可以看出,混凝土的碳化是在气相、液相、和固相中进行的一个复杂的多相物理化学连续过程。
1. 2 碳化反应进展模式在混凝土的细孔溶液中,存在着较多的K+ 、Na + 和与之平衡的OH- ,Ca + + 的浓度很低。
CO2 与细孔溶液中的H2O 反应进而转化为H+ 和CO2 - 3 ,然后H+ 与固相Ca (OH) 2 中OH- 结合生成H2O ,从而Ca (OH) 2 溶解;CO2 - 3 选择性地与少量Ca + + 结合生成CaCO3 沉淀。
2 影响混凝土碳化的因素混凝土的碳化是伴随着CO2 气体向混凝土内部扩散,溶解于混凝土孔隙内的水,再与水化产物发生碳化反应这样一个复杂的物理化学过程。
所以,混凝土的碳化速度取决于CO2 的扩散速度及CO2 与混凝土成分的反应性。
而CO2 的扩散速度又受混凝土本身的组织密实性、CO2 的浓度、环境温度、试件的含水率等因素影响,所以碳化反应受混凝土内孔溶液的组成、水化产物的形态等因素的影响。
这些影响因素主要可归结为与混凝土自身相关的内部因素和与环境有关的外部因素,当然,除此之外还存在一些其他因素。
2. 1 内部因素2. 1. 1 水泥用量水泥用量直接影响混凝土吸收CO2 的量,混凝土吸收CO2 的量等于水泥用量与混凝土水化程度的乘积。
另外,增加水泥用量一方面可以改变混凝土的和易性,提高混凝土的密实性;另一方面还可以增加混凝土的碱性储备。
因此,水泥用量越大,混凝土强度越高,其碳化速度越慢。
2. 1. 2 水泥品种水泥品种不同意味着其中所包含的塑料的化学成分和矿物成分以及水泥混合材料的品种和掺量有别,直接影响着水泥的活性和混凝土的碱性,对碳化速度有重要影响。
在同一试验条件下砂浆的碳化速度大小顺序为,高炉矿渣水泥(BF C) > 普通硅酸盐水泥(OPC) > 早强水泥(HEC) 。
文献[2 ] 认为,高铝水泥混凝土的碳化规律同普通硅酸盐水泥混凝土的碳化规律基本相似。
2. 1. 3 水灰比混凝土的水灰比和强度是两个密切相关的概念。
混凝土的水灰比越低,其强度越高,混凝土的密实程度也越高;反之亦然。
由于混凝土的碳化是CO2 向混凝土内扩散的过程,混凝土的密实程度越高,扩散的阻力越大。
混凝土碳化的深度受单位体积的水泥用量或水泥石中的Ca (OH) 2 含量的影响。
水灰比越大,单位水泥用量越小,混凝土单位体积内的Ca (OH) 2 含量也就越少,碳化速度越快。
在混凝土拌和过程中,水占据一定的空间,即使振捣比较密实,随着混凝土的凝固,水占据的空间也会变成微孔或毛细管等。
因此水灰比对混凝土的孔隙结构影响极大,控制着混凝土的渗透性。
在水泥用量一定的条件下,增大水灰比,混凝土的孔隙率增加,密实度降低,渗透性增大,碳化速度增大。
2. 1. 4 混凝土抗压强度混凝土抗压强度是混凝土基本性能指标之一,也是衡量混凝土品质的综合性参数,它与混凝土的水灰比有非常密切的关系,并在—定程度上反映了水泥品种、水泥用量与水泥强度,骨料品种掺和剂,以及施工质量与养护方法等对混凝土品质的共同影响。
据有关资料表明,混凝土强度高,抗碳能力强。
2. 1. 5 集料品种和级配集料的品种和级配不同,其内部孔隙结构差别很大,直接影响着混凝土的密实性。
试验说明,普通混凝土的抗碳化性能最好,在同等条件下其碳化速度约为轻砂天然轻骨科混凝土的0.56 倍。
2. 1. 6 施工质量及养护方法对碳化的影响施工质量差表现为振捣不密实,养护不善,造成混凝土密实低,烽窝麻面多,为大气中的二氧化碳、氧和水分的渗入创造了条件,加速了混凝土的碳化速度。
除此之外,混凝土养护状况对碳化也有一定影响。
混凝土早期养护不良,水泥水化不充分,使表层混凝土渗透性增大,碳化加快。
施工中常用自然和蒸汽养护法。
试验表明,普通混凝土采用蒸汽养护的碳化速度比自然养护提高 1.5 倍。
2. 2 外部因素2. 2. 1 光照和温度混凝土碳化与光照和温度有直接关系。
随着温度提高, CO2 在空气中的扩散逐渐增大,为其与Ca (OH) 2 反应提供了有利条件。
阳光的直射,加速了其化学反应,碳化速度加快。
2. 2. 2 相对湿度CO2 溶于水后形成H2CO3 方能和Ca (OH) 2 进行化学反应,所以非常干燥时,混凝土碳化无法进行,但由于混凝土的碳化本身既是一个释放水的过程,环境相对湿度过大,生成的水无法释放也会抑制碳化进一步进行。
试验结果表明,相对湿度在50 %~70 %之间时,混凝土碳化速度最快。
2. 2. 3 CO2 的浓度对于CO2 的影响,学者们提出了多达几十种观点,其理论模式大多数基于菲克(Fick) 第一扩散(渗透) 定律,即:x = 2Dqc a · t (1)其中, x 为碳化系数, D 为CO2 渗透系数; qc 为空气中CO2 浓度; a 为单位体积混凝土吸收CO2 能力的系数。
(1) 式表明CO2 浓度越高,碳化速度越快。
2. 2. 4 氯离子浓度的影响氯离子在混凝土液相中形成盐酸,与氢氧化钙作用生成氯化钙。
氯化钙具有高吸湿性,在其浓度及湿度较高时,能剧烈地破坏钢筋的钝化膜,使钢筋发生溃烂性锈蚀[3 ] 。
2. 3 其他因素2. 3. 1 不同应力状态对混凝土碳化的影响混凝土试件在不同应力状态下其碳化速度有所不同(如表1 所示) 。
通过对混凝土施加荷载后进行快速碳化试验研究,我们可以在实际工程中对不同受力构件采取不同的防碳化措施,提高混凝土的耐久性。
混凝土施加应力之后对内部的微细裂缝起到了抑制或扩散作用。
微细裂缝的存在使CO2 容易渗透,引起碳化速度加快,但施加了压应力之后,使混凝土的大量微细裂缝闭合或宽度减小,CO2 的渗透速度减慢,从而减弱了混凝土的碳化速度。
当然,混凝土中的压应力过大时,也可使是混凝土产生微观裂缝,加速碳化过程;相反,施加拉应力后,混凝土的微裂缝扩展,加快了混凝土的碳化速度。
另外,碳化速度随时间的增长也越来越慢。
2. 3. 2 裂缝对混凝土碳化的影响混凝土机构的劣化破坏过程,多是由于各种有害物质从外部向内部的渗透或迁移作用。
因而混凝土结构的抗渗性是反应其耐久性的一个综合性指标。
裂缝的存在将直接影响到混凝土的渗透性与耐久性,并且由于碳化能够通过裂缝较快的渗入到混凝土内部,因而裂缝处混凝土的碳化速度要大于无裂缝处。
3 工程实例a) 淮北焦化厂的钢筋混凝土煤炭运输支架,由于水泥用量较低,混凝土强度较低(水灰比较大) ,又因为焦化厂生产过程中支架周围的CO2 浓度特别大,根据混凝土碳化影响的因素,水泥用量越小,混凝土强度越低,水灰比越大,CO2 浓度越高,碳化速度越快。
所以该结构仅仅使用四五年,混凝土即遭受严重碳化,保护层开裂,剥落,纵筋暴露,锈蚀严重。
另外,可以发现梁比柱、受拉区比受压区碳化程度明显严重。
b) 北京酒仙桥某污水厂水泵房,由于施工期间在混凝土内部与外部温差大于20℃的情况下过早拆模,引起温度裂缝,并且由于拆模次序不对(先拆了外模,后拆了内模) ,造成了池壁两侧均出现通长裂缝。
根据混凝土碳化影响因素,温度越高,碳化速度越快以及裂缝处混凝土的碳化速度要大于无裂缝处等。
我们可以发现该建筑受到严重碳化破坏,后经对混凝土碳化深度的检测,发现碳化深度均在35 mm 以上,已经超过了混凝土保护层厚度,混凝土的碳化导致钢筋的锈蚀,进而使裂缝发展加剧,结构耐久性失效。
对此,将采取相应措施进行修复。
4 混凝土碳化处理措施4. 1 碳化处理方法对碳化深度过大,钢筋锈蚀明显,危及结构安全的构件应拆除重建;对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度,碳化层比较坚硬的,可用优质涂料封闭;对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化浓度虽较小但碳化层疏松剥落的,应凿除碳化层,粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土;对钢筋锈蚀严重的,应在修补前除锈,并根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋,防碳化后的结果,要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体进入混凝土内侵蚀,使其内部和钢筋一直处在高碱性环境中。
4. 2 防碳化措施目前,防碳化处理多采用涂料封闭法,主要使用环氧厚涂料,呋喃改性环氧涂料、丙稀酸涂料等。
使用涂料时要考虑涂料与混凝土间的粘结力;涂料是否抗冻、抗晒、抗雨水侵蚀;涂料的收缩、膨胀系数是否与混凝土接近。
对与混凝土结构变形缝的缝面处理,水上部分的变形缝可用华东水利设计研究院研制的SR 嵌缝膏进行表面封闭;对水下部分的变形缝,可采用南京水利科学研究院制的S BS 改性沥青灌注封闭。
另外,考虑钢筋混凝土结构有足够的保护层厚度是最常用的保护钢筋不遭锈蚀的一种方法。
设计时应合理设计混凝土配合比,施工选择模板应尽可能选择钢材、胶合板、竹林、塑料等材料制成的模板。