混凝土碳化影响因素分析.pdf

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1、水泥与混凝土混凝土碳化影响因素分析Analysisfortheinfluencefactorsofconcretecarbonation裴雪君（合肥水泥研究设计院，安徽合肥，230051）摘要：混凝土碳化一直是混凝土耐久性研究的一个重要方向，因此国内外学者对混凝土碳化的机理、影响因素进行了大量研究。本文结合混凝土碳化的研究现状，发现影响混凝土碳化的主要因素是材料因素、环境因素和施工因素，为有针对性地预防混凝土碳化提供了参考。关键词：混凝土；碳化；研究Abstract：Thecarbonationofconcreteisa

2、veryimportantaspectoftheresearchofconcretedurabilityallthetime.Themechanismofcarbonationandtheinfluencefactorsofcarbonationwerestudiedbydomesticandoverseasscholars.Basedontheresearchsituationonconcretecarbonation,theinfluencefactorofconcretecarbonationarematerial

3、factor,environmentalfactorandconstrictionfactor，thesefactorsprovidepertinenceforpreventingcarbonation.Keywords：concrete；carbonation；researchn中图分类号：TU528.31文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)01-0004-02混凝土的破坏原因按重要性递减顺序是钢筋腐蚀、混3CaO·SiO2+3CO2+γH2O→SiO2·γH2O+3CaCO3凝土冻融、侵蚀环境的物理

4、化学作用，因此，钢筋锈蚀是（3）影响混凝土耐久性的主要原因，而混凝土碳化则是引起钢2CaO·SiO2+3CO2+γH2O→SiO2·γH2O+2CaCO3[1]筋锈蚀最主要的原因。为此国内外对混凝土的碳化进行（4）了大量试验研究和理论分析。混凝土碳化是指空气中的酸当混凝土未发生碳化时，混凝土中的氢氧化钙饱和液性气体CO2与混凝土中的碱性物质发生反应，使得混凝土的pH值约为12~13，呈强碱性。一旦CO2渗入混凝土中，[2]碱性下降和混凝土中化学成分改变的中性化反应过程。与氢氧化钙溶液发生反应，逐渐生成CaCO晶体，导致3

5、一般认为，混凝土碳化对混凝土本身没有太大的危害，相混凝土pH值降低，混凝土发生中和现象，随着pH值的反，混凝土碳化会使混凝土的强度提高，但是碳化会削弱降低，Ca(OH)晶体的溶解速度也将减慢，碳化速度相应2混凝土对钢筋的保护作用。这是由于本来混凝土中水泥水降低。化生成大量的氢氧化钙，使钢筋处于这种碱性环境中在其由于碳化反应的主要产物碳酸钙为非溶解性钙盐，比表面生成一层钝化膜，可以保护钢筋不易被锈蚀，但是当原反应物的体积膨胀约11.6%[4]，因此，混凝土中的孔隙碳化深度穿透混凝土保护层而到达钢筋表面时，使钢筋表将被碳化产

6、物堵塞，使混凝土的密实度和强度有所提高，面的钝化膜脱落钢筋发生锈蚀，此时体积膨胀使混凝土保在一定程度上阻碍CO气体的扩散。另一方面随着pH值2护层产生开裂，混凝土保护层开裂又会加快混凝土碳化和降低，完全碳化的混凝土pH值在8.0~9.0之间，使混凝钢筋锈蚀，最终导致混凝土产生沿刚劲开裂而破坏。另外，土中的钢筋脱钝，引起钢筋锈蚀，导致混凝土损伤或耐久碳化会增加混凝土的收缩，引起混凝土表面产生拉应力而性降低。出现微细裂缝，从而降低混凝土的抗拉、抗折强度及抗渗能力。混凝土碳化将影响混凝土构件破损或失效，从而降2影响混凝土碳化的

7、因素分析低混凝土构件的服役寿命。因此，混凝土的碳化是混凝土结构耐久性研究的一个重要研究方向。从混凝土碳化的机理可知，影响碳化的主要因素是空气中CO2的浓度、混凝土本身的密实性和碱性储备的大小，1混凝土的碳化过程及其机理因此可将影响混凝土碳化的因素分为材料因素、环境因素和施工因素三类。混凝土是一种多孔的结构材料，内部存在大量的孔隙，2.1材料因素这些孔隙大多通过直接或间接的方式连通，当混凝土暴露材料因素主要是通过影响混凝土碱度来影响混凝土碳在空气中时，CO2渗入到混凝土的表面以及孔隙中，与混化速度，包括水泥种类、水泥用量、

8、水灰比、骨料品种、凝土中的氢氧化钙溶液和C-S-H凝胶等发生反应，生产外加矿物原料、外加剂、混凝土表面覆盖层等。CaCO3和H2O，是一个复杂的物理化学过程。水泥的种类决定了单位体积混凝土可碳化物质的含[3]混凝土碳化的主要化学反应式为：量，普通水泥水化物碱性高，故其抗碳化性能优于其他水Ca(OH)2+CO2→CaC