混凝土碳化的分析

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1、混凝土碳化的分析混凝土碳化的分析:混凝土的碳化程度与对混凝十•的破坏作丿IJ成正比，因此，掌握混凝土的碳化机理和防控措施在混凝土工程中越來越引起行业内工程技术人员的重视。一、概念混凝土的碳化又称为混凝土的中性化，几乎所有混凝土表而都处在碳化过程中。它是空气中二氧化碳与水泥中的碱性物质和互作用，使其成分、组织和性能发生变化、使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。混凝土碳化木身对混凝土并无破坏作用，其主要危害是出于混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作川的致密氧化膜（钝化膜）遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，

2、导致混凝土中钢筋锈蚀。同时，混凝土的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。水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多，约占75%,水泥完全水化后，生成的水化硅酸钙凝胶约占总体积的50%,氢氧化钙约r1!"25%,水泥石的强度主要取决于水化硅酸钙，在混凝土中水泥石的含量占总体积的25%。混凝土具有毛细管——孔隙结构的特点，这些毛细管——孔隙包括混凝土成型时残留下來的气泡，水泥石中的毛细孔和凝胶孔，以及水泥石和骨料接触处的孔穴等等。此外，还可能存在着由于水泥石的干燥收缩和温度变形而引起的微裂缝。普通混凝土的孔

3、隙率一般不少于8%〜10%。根据已碳化完了的试件的孔隙壁及内部的取样，测定其钙化比得知，碳化反应主要发生在孔隙内壁上。但是，碳化降低了混凝土孔隙液体中pH值，碳化一旦达到钢筋表而，钢筋就会因其表ifli的钝化膜遭到破坏而锈蚀，随后钢筋径向膨胀，保护层顺筋开裂，最后钢筋锈蚀加剧直至结构破坏；混凝土碳化破坏了混凝土结构的农面稳定的水化生成物，碳化反应生成的碳酸鈣强度较低，从而降低混凝土强度。同时，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩，导致混凝土产生裂缝，从rfn破坏建筑物。二、影响凶索混凝土的碳化是伴随着C02气体向混凝土内部扩散，溶解于

4、混凝土孔隙内的水中，再与各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丁C02气体的扩散速度及C02与混凝土成分的反应性。而C02气体的扩散速度又受混凝土本身的组织密实性、C02气体的浓度、环境温度、湿度等因素影响，所以碳化反应受混凝土内孔隙溶液的组成、水化产物的形态等因素的影响。具体表现在以下方面。内在因素1•水泥品种。不同的水泥，具矿物组成、混合材量、外加剂、生料化学成分不同，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱度，对碳化速度有重要影响。一•般而言，水泥中熟料越多，则混凝土的碳化速度越慢。外加剂（减水

5、剂、引气剂）一般均能提高抗渗性，减弱碳化速度，但含氯盐的防冻、早强剂则会严重加速钢筋锈蚀，应严格控制其用量。2.骨料品种和级配。骨料品种和级配不同，其内部孔隙结构差别很人，肓接影响着混凝土的密实性。材质致密坚实，级配较好的骨料的混凝土，其碳化的速度较慢。3.磨细矿物掺料的站种和数量。如具有活性水硬性材料的掺料，其不能自行硬化，但能与水泥水化析出的氢氧化钙或者与加入的石灰相互作川而形成较强较稳定的胶结物质，使混凝土碱度降低。在水灰比不变采用等量取代的条件下，掺料量取代水泥量越多，混凝土的碳化速度就越快。2.水泥用量。增加水泥用量，一

6、方而对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，使其抗碳化性能增强，碳化速度随水泥用量的增大而减少。3.水灰比。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，渗透性增人，空气中的水分及冇害化学物质较多的浸入混凝土体内，加快混凝上碳化。4.施工质量。施丁质量差表现为振捣不密实，造成混凝十•强度低，蜂窝、麻面、空洞多，为大气中的二氧化碳和水分的渗入创造了条件，加速了混凝土的碳化。5.养护质量。混凝土成型后，必须在适宜的环境中进行养护。养护好的混凝土，具冇胶凝好、强度高、内实外光

7、和抗侵蚀能力强，能阻止大气中的水分和二氧化碳侵入其内，延缓碳化速度。外界因索1•酸性介质。酸性气体（如C02）渗入混凝土孔隙溶解在混凝土的液相中形成酸，与水泥石中的氮氧化钙、硅酸盐、铝酸盐及其他化合物发个中和反应，导致水泥石逐渐变质，混凝土的碱度降低，这是引起混凝十•碳化的肓接原因。试验研究已证明，混凝土的碳化速度与二氧化碳浓度的平方根成正比，即混凝土碳化速度系数随二氧化碳浓度的增加而加快。混凝土屮钢筋锈蚀的另一个重要和普通的原因是氯离子（C1-）作用。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，氯化钙貝有高吸湿性，在

8、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。2.温度和光照。混凝十•温度骤降，具表面收缩产生拉力，一旦超过混凝土的抗拉强度，混凝土表血便开裂，导致形成裂缝或逐渐脱落，为二氧化碳和水分渗入创造了条件，加速混凝土碳化。阳面混凝土