论文混凝土碳化研究

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1、论文混凝土碳化研究混凝土的碳化混凝土的碳化，是指空气屮C02渗透到混凝十•内，与混凝土屮的碱性物质起化学反应后牛:成中性的碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程，又称作中性化，其化学反应为：Ca(OH)2+C02=CaC03+H20o碳化深度过深会降低混凝土的碱性，影响结构的耐久度。回弹检测混凝上强度是以混凝上的表面驶度来推断混凝上强度的，碳化会增人混凝上表面驶度，所以回弹判定其强度时需要检测碳化深度进行修正。一、混凝土碳化机理及原因混凝土原材料主要成分有水泥、粗•细骨料、水以及外加剂。水泥掺与混凝土

2、的拌合中，水泥中主要成分是50,经水化作用后生成大量的氢氧化钙，少量(大部分以结晶状态存在，成为孔隙液保持高碱性的储备，它的PH值为12.5〜13.50)溶于孔隙液屮使混凝土空隙屮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Fe203和Fe304,称为钝化膜。空气中的C02气体不断地透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔道，气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中，与其中的孔隙液所溶解的Ca(0H)2进行中和反应。反应产物为CaC03和1120,CaC03溶解度低，沉积丁•

3、毛细孔中。反应后，毛细孔周围水泥石中的超钙石补充溶解为52+和0H-,反向扩散到孔隙液中，与继续扩散进来的C02反应，一直到孔隙液的PH值降为8.5〜9.0时，这层混凝土的毛细孔中才不再进行这种屮和反应，此时即所谓“已碳化”，确切地说，碳化应称为碳酸盐化。另外，凡是能与Ca(0H)2进行中和反应的一切酸性气体，如S02、S03、H2S以至于气相HCI等，均能进行上述中和反应，使混凝土碱度降低，故混凝土碳化应广义地称为“小性化”。混凝土表层碳化后，大气屮的C02继续沿混凝土中未完全充水的毛细孔道向混

4、凝土深处气相扩散，更深入地进行碳化反应。混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于索混凝土，碳化述有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土來说，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了数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。未碳化的混凝土呈碱性，混凝土屮钢筋保持钝化状态的最低(临界)碱度是PH值为11.5,碳化后的混凝土PH值为8.5〜9.5。碳化使混凝上的碱度降低，同时，增加混凝上孔溶液中氢离子数量，使混凝上对钢筋的保护作用减弱。当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存

5、在的条件卜就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。钢筋锈蚀后，锈蚀产生的体积比原来膨胀旷4倍，从而对周围混凝土产牛膨胀应力，锈蚀越严重，铁锈越多，膨胀力越大，最后导致混凝土开裂形成顺筋裂缝。裂缝的产生使水和C02得以顺利的进入混凝土内，从而乂加速了碳化和钢筋的锈蚀。二、影响混凝土碳化的因索影响混凝土碳化的因索有环境因索、原材料因素、施工操作因素等。1、环境(如酸南、二氧化硫)，C02的浓度及湿度。一玄处于相对湿度低于25%空气中的混凝土很难碳化，在空气湿度50%〜75%的大气屮，不密实的混

6、凝土最容易碳化；但在相对湿度95%的潮湿空气中或在水中的混凝土反而难以碳化，因为混凝土含水时透气性小，C02无法结合到水纶成H2C03(碳酸)，碳化慢；在湿度和同时，风速愈高、温度愈高，混凝土碳化也愈快；混凝土碳化速度与空气中C02浓度的平方根成正比。在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止。在渗透水经过的泯凝土时，如水中含有Na2S04及少量Mg2+时,石灰的溶解度会增加,如水中含有Ca(HCO3)2的Mg(HCO3)2对抵抗溶出侵蚀则十分有利。凶为它们在混凝土表而形成一种碳化保护层。2、水泥品种

7、。一般说来，普通硅酸盐水泥要比早强硅酸盐水泥碳化稍快，掺混合材的水泥碳化速度更快，混合材料掺量越人，碳化速度越快。掺用优质减水剂或加气剂，nJ以大大改善混凝土的和易性，减小水灰比，制成密实的混凝土，使碳化减慢。尤其是加气减水剂，由于抗冻性提高，可以大大改善钢筋混凝土建筑物的耐久性。3、骨料种类。天然砂、砾石、碎石骨料本身较坚硬、密实，比水泥浆的透气性小，因此混凝土的碳化主要通过水泥浆体进行。在轻混凝土中，由于轻质骨料本身气泡多，透气性人，所以能通过骨料使混凝土碳化。-•般说來，轻混凝土比普通混凝土

8、碳化快，需要掺用加气剂或减水剂来减缓它的碳化速度。4、水灰比。一般说来，水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实，透气性小，因而碳化速度就慢。当水灰比一定的时候，水泥用量多的话，混凝上中的Ca(0H)2就多，碱性就越强，碳化较慢。5、浇筑与养护质量。密实的混凝土表层孔隙很小，易从潮湿的空气屮吸取水分而充满水，故不易碳化；欠密实的混凝土表层中大孔隙内无水，C02可以由气相扩散到充满水的毛细孔隙而完成碳化。所以越是密实的混凝土其抗碳化能力越高。混凝土浇筑与养护质量是影响混凝土密实性的一个重