混凝土的碳化

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1、混凝土的碳化前言在混凝土建筑工程中，混凝土必须是耐久性的（混凝土耐久性是指混凝土在所使用的环境中保持长期性能稳定的能力）。如耐久性能不足，就会造成结构物不同程度的损坏，一旦被损坏，所作修复工作投入的人力、物力往往是很大的；如耐久性能不足，甚至整个工程就会完全遭到破坏，给国家造成重大损失。因此提高混凝土的耐久性、对延长混凝土建筑物的使用年限，节约国家对建筑的投资，具有重要的现实意义和深远的历史意义。  影响混凝土耐久性的因素是多方面的，而其中重要因素之一就是混凝土的碳化。混凝土碳化，会引起钢筋锈蚀，导致其体积膨胀，使混凝土保护层开裂，直至使混

2、凝土剥落，严重的影响了混凝土建筑物的耐久性。因此必须采取相应措施，防止混凝土的碳化或降低碳化速度。1.定义混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。2.原理混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空

3、隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为纯化膜。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。1.影响因素影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥

4、中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同，水泥品种是影响混凝土碳化的主要因素。矿渣水泥和粉煤灰水泥中的掺合料含有活性氧化硅和活性氧化铝，它们和氢氧化钙结合形成具有胶凝性的活性物质，降低了碱度，因而加速了混凝土表面形成碳酸钙的过程，固而碳化速度较快。普通水泥碳化速度慢；其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中CO2的浓度高低及湿度大小有关，在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个非常重要的原因；再次，在渗透水经过的混凝土时，石灰的溶出速度还将决定于水中是否存在影响Ca（OH）2溶解度的物质，如水中含有Na2SO4及

5、少量Mg2+时，石灰的溶解度就会增加，如水中含有Ca（HCO3）2的Mg（HCO3）2对抵抗溶出侵蚀则十分有利。因为它们在混凝土表面形成一种碳化保护层；另外，混凝土的渗透系数、透水量、混凝土的过度振捣、混凝土附近水的更新速度、水流速度、结构尺寸、水压力及养护方法与混凝土的碳化都有密切的关系。另外影响混凝土碳化的因素还有如下几点：①粗、细骨料。若使用的是江砂，细骨料及粉料过多，则碳化速度加快。②水灰比。水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实，透气性小，碳化速度较慢。③外加剂。混凝土外加剂的种类较多，但不可使用含有氯化物的外加剂，因为氯化物会加剧

6、钢筋的腐蚀。④浇筑和养护质量。混凝土浇筑时，振捣不密实、养护方法不当、养护时间不足会造成混凝土内部毛细孔道粗大，使水、空气、侵蚀性化学物质进入混凝土内部，加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。1.检测方法Ⅰ.在砼表面凿个小洞，深1cm左右；Ⅱ.用洗耳球或小皮老虎吹掉灰尘碎屑；Ⅲ.在凿开的砼表面滴或者喷1%的酚酞酒精溶液；Ⅳ.用游标卡尺或碳化深度深度测定仪测定没有变色的砼的深度。注意：碳化深度值测量行标（JGJ/T23-2001）：采用适当工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。同

7、时，应采用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁边缘处，当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，测量不应少于3次，取其平均值。每次读数精确至0.5mm。2.危害钢筋混凝土结构在使用寿命期间可能遇到的最危险倾入介质就是氯离子。它对混凝土结构的危害是多方面的。正常情况下，钢筋混凝土结构中，混凝土的孔隙中存在着碱性溶液，钢筋在这种碱性介质条件下，生成一层厚度很薄的氧化膜，氧化膜牢固吸附在钢筋的表面上，保护钢筋不发生锈蚀。可是碳化会使混凝土对钢筋的保护作用减弱，当碳化超过混凝土的保护层厚度时，

8、钢筋就会开始锈蚀。这是因为碳化降低了混凝土的碱性，并增加混凝土孔溶液中氯离子的含量。经研究表明，对于混凝土中的钢筋，当周围环境中的pH值大于11.5时，钢筋处于完全钝化状态，锈蚀