混凝土碳化ppt课件.pptx

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1、混凝土碳化姓名：张凯旋专业：建筑与土木工程学号：20159080557目录1.混凝土碳化的概述2.混凝土碳化的机理3.混凝土碳化的影响4.造成混凝土碳化的影响因素5.混凝土碳化深度的检测1.混凝土碳化概述：狭义碳化：碳化是特指潮湿空气中的二氧化碳扩散侵入混凝土与氢氧化钙反应生成碳酸钙的反应，又称碳酸盐化。广义碳化：凡是能与Ca(OH)2进行中和反应的一切酸性气体，如SO₂,SO₃,H₂S或气态HCL等，均能进行上述中和反应，使混凝土碱度降低，故混凝土碳化又可叫中性化。注意：化学侵蚀中，“碳酸气”和“含碳酸的水”与混凝土中的氢氧化钙

2、作用机理和效果是不一样的，不能叫做碳化。在水下的混凝土是不受碳化作用的。水中溶解的二氧化碳与混凝土的作用是一种侵蚀作用，效果是形成碳酸氢钙被溶出，属溶性破坏。2.混凝土碳化机理：3CaO•SiO2+3.1H2O→1.7CaO•SiO2•1.8H2O+0.3Ca(OH)2混凝土具有毛细—孔隙结构的特点，包括混凝土成型残留的小气泡，水泥石中的毛细孔和凝胶孔，以及水泥石和集料接触处的孔穴等。此外还可能有水泥石干燥收缩和温度变形引起的微小裂缝。大气中的CO2通过孔隙向混凝土内部扩散并在孔隙水中溶解，固态Ca(OH)2在孔隙水中溶解并向其浓

3、度低的区域(已碳化区域)扩散；溶解在孔隙水中的CO2与Ca(OH)2发生化学反应生成CaCO3；同时，C-S-H凝胶(又称水化硅酸钙CaOx•SiO2•(H2O))y、AFt(钙矾石C3A•3CS•H32)等水化物也在固液界面发生碳化反应：Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O(氢氧化钙)3CaO•SiO2•3H2O+CO2→3CaCO3+2SiO2+3H2O(水化硅酸钙)3CaO•Al2O3•3CaSO4•32H2O+3CO23CaCO3+2Al(OH)3+3CaSO4•H2O+23H2O(钙矾石)混凝土碳化过程物理模型由此

4、可见，混凝土碳化是在混凝土的气相、液相、固相中进行的一个十分复杂的多相物理化学连续过程。3.混凝土碳化的影响：混凝土碳化反应产生的CaCO3和其他固态产物堵塞在孔隙中，使混凝土的孔隙率下降，大孔减少，从而减弱了后续的CO2扩散，并使已碳化混凝土则密实度与强度提高。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，碳化使混凝土脆性变大，但总体上讲，碳化对混凝土力学性能及构件受力性能的负面影响不大。＊碳化会引起混凝土收缩（碳化收缩），容易会使混凝土的表面产生细微的裂缝。水泥中的矿物质以硅酸

5、二钙(2CaO•SiO2)和硅酸三钙(3CaO•SiO2)含量较多，约占总重75%。在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空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，称为钝化膜。当商品混凝土的pH值＜12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值＜11.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行＊混凝土中pH值降低＜9，导致钢筋脱钝而锈蚀。钢筋腐蚀会对结构受力产生影响钢筋锈蚀体积膨胀，钢筋与商品混凝土交界面上会产生钢筋锈胀力，导致商品混凝土产生顺筋裂缝，甚至使商品

6、混凝土保护层剥落，使构件截面有效面积减小，更重要的是使钢筋与商品混凝土间粘接性能退化；同时由于钢筋锈损，其截面面积减小，延性降低,力学性能退化，使结构或构件受到不同程度的损伤。商品混凝土中钢筋锈蚀会使构件的承载力下降，使结构的性能劣化，更为甚者结构遭到破坏。混凝土碳化导致的混凝土“病害”铁路桥梁中经常看到的混凝土碳化混凝土碳化导致的钢筋锈蚀以及混凝土开裂保护层剥落在桥梁、码头、水利工程和工业厂房等钢筋混凝土结构物中,混凝土的碳化效应非常常见。据调查:华南地区18座海港码头中,因碳化效应而引起的工程破损率占89%，湛江25万吨级油码

7、头,建成仅7年就因混凝土碳化钢筋锈蚀而遭到破坏。对于水利工程，据调查:沧州地区沿海60、70年代建造的10座中、小型闸和桥无一幸免，混凝土不同程度地爆裂，露筋现象随处可见，有的钢筋已经锈断，建筑物有摇摇欲坠之感。工业厂房、交通桥梁等钢筋混凝土结构物因混凝土碳化使建筑物严重受损的例子也很多。大量实例证明,因碳化效应而引起建筑物过早地损伤和破坏的现象，愈演愈烈,因此而付出的财力物力将是巨大的。有资料表明:在英国因碳化效应而需要修复或重建的工程占36%；美国洲际公路网56万座桥梁，混凝土碳化效应率达40%，每年此项耗资达500亿美元；瑞

8、士联邦公路局统计,对3000座桥梁进行检测和维修，每年耗资达8000万欧元。混凝土碳化处理的工程措施：碳化处理方法混凝土碳化的程度不同，部位不同，处理方法也不同。对碳化深度过大，钢筋锈蚀明显、危及结构安全的构件应拆除重建；对碳化深度较小并小于钢筋保