混凝土碳化深度与处理措施

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1、目录一、碳化作用机理2二、影响商品混凝土碳化的因素2三、商品混凝土碳化的预防措施5四、混凝土碳化处理措施 6混凝土碳化的影响因素及其预防措施商品混凝土碳化是影响商品混凝土耐久性的一个重要因素。本文对商品混凝土碳化的影响因素及其预防措施进行了总结。从商品混凝土本身的密实度和碱性大小的角度考虑，商品混凝土的碳化受材料、环境和施工等因素的影响。降低水灰比、优化配合比设计、加强养护和增加保护层厚度可以提高商品混凝土的抗碳化能力。一、碳化作用机理空气中CO2渗透到商品混凝土内，与其碱性物质发生化学反应生成碳酸盐和水，使商品混凝土碱度降低的过程称为商品混凝土碳化，也可称为中

2、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，使商品混凝土空隙中充满了饱和Ca(OH)2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，称为钝化膜。碳化本身对商品混凝土没有破坏作用，其主要危害是由于碳化会降低商品混凝土的碱度。当碳化超过商品混凝土的保护层时，在水与空气同时存在的条件下，钢筋开始生锈。钢筋锈蚀产生的体积膨胀将导致钢筋长度方向出现纵向裂缝，并使保护层脱落，进而使得构件的截面减小、承载能力降低，最终将使结构构件破损或者失效。二、影响商品混凝土碳化的因素影响商品混凝土

3、碳化最主要的因素是商品混凝土本身的密实度和碱性大小，即商品混凝土的渗透性及其Ca(OH)2含量。影响商品混凝土碳化的因素主要分为三个方面：材料因素、环境因素和施工因素。2.1材料因素材料因素包括水灰比、水泥品种与用量、掺合料、外加剂、骨料品种与级配、商品混凝土表面覆盖层等等，主要通过影响商品混凝土的碱度和密实性来影响商品混凝土的碳化速度。2.1.1水灰比水灰比是决定混凝土性能的重要参数，对混凝土碳化速度影响极大。众所周知，水灰比基本上决定了混凝土的孔结构，水灰比越大，混凝土内部的孔隙率就越大。混凝土中的气孔主要有胶孔、气孔和毛细孔。胶孔的半径很小，CO2分子很难

4、自由进出；CO2扩散均在内部的气孔和毛细孔中进行。因此水灰比一定程度上决定了CO2在混凝土中的扩散速度，水灰比越大，孔隙率越高，CO2的扩散越容易，混凝土碳化速度越快。另外，水灰比大会使商品混凝土孔隙中的游离水增多，一定程度上也有利于碳化反应。研究结果表明：当水灰比大于0.65时，碳化深度会急剧加大。国内外进行了大量的快速碳化试验和长期暴露试验来研究水灰比与混凝土碳化速度的关系。得到碳化速度与水灰比的关系，暴露试验给出了碳化速度系数与水灰比的表达式： k=12.1w/c-3.2 式中,w/c—混凝土的水灰比。2.1.2水泥品种与用量的影响水泥品种决定了单位体积商

5、品混凝土中可碳化物质的含量。研究表明：在相同的试验条件下，不同水泥配置的商品混凝土的碳化速度大小顺序为：硅酸盐水泥<普通硅酸盐水泥<其他品种的水泥；矿渣水泥商品混凝土要比普通硅酸盐水泥的碳化快10～20%，室外暴露的情况下高达50%以上；早强水泥与同强度其它水泥相比，抗碳化能力更高。水泥用量也直接影响到商品混凝土中可碳化物质的含量。增加水泥用量，一方面可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实度；另一方面可以增加混凝土的碱性储备，直接影响混凝土吸收二氧化碳的量。混凝土吸收二氧化碳的量取决于水泥用量和混凝土的水化程度，水泥用量越大，其碳化速度越慢，以大量的试验数据为

6、前提，根据最小二乘法可以拟和水泥用量对碳化速度的影响公式： φ=2.582-4.71x其中，φ为碳化速度；x为单位体积水泥用量(T)。2.1.3掺合料的影响商品混凝土中掺入的粉煤灰、矿渣等掺合料与水泥水化后的Ca(OH)2结合，降低商品混凝土的碱性，进而减弱了商品混凝土的抗碳化能力。相关研究表明，粉煤灰等量取代水泥越多，商品混凝土的抗碳化能力下降越大。但是采用超量取代技术，可提高商品混凝土的抗碳化能力。2.1.4外加剂的影响高效减水剂能够降低商品混凝土的用水量，改善其和易性，降低商品混凝土的孔隙率，可以提高商品混凝土的抗碳化能力。引气剂在商品混凝土中引入大量的微

7、细气泡。初期引气剂能够使商品混凝土中的毛细孔形成封闭的气孔，切断毛细管通道，可以在一定程度上抑制商品混凝土的碳化。但是随着碳化的延续，引气剂在商品混凝土内部留下的孔隙成为CO2扩散的通道。2.1.5骨料的影响骨料的粒径大小对骨料-水泥浆粘结由很大的影响，而骨料-水泥浆的界面有一个过渡层，过渡层的结构较为疏松、孔隙较多。因此，不同骨料对骨料-水泥浆的过渡层由影响，也会影响CO2的扩散，进而影响商品混凝土的碳化速率。2.1.6商品混凝土覆盖层的影响商品混凝土覆盖层的种类与厚度对商品混凝土的碳化有着不同程度的影响。气密性覆盖使CO2渗入商品混凝土的数量减少，可以提高商

8、品混凝土的抗碳化能力。增