混凝土碳化的危害及影响碳化因素是什么?

(一)影响混凝土碳化的因素

1.混凝土水胶比

混凝土水胶比越大,混凝土越不密实,孔隙度越大,外部CO2易侵入,越容易碳化;反之,即水胶比小,混凝土密实,孔隙度越小,则不易发生碳化。

2.周围介质相对湿度

混凝土碳化作用要在适中的相对湿度条件下(约50%)才会较快进行,这是因为过高的湿度(100%)使混凝土孔隙中充满了水,CO2不易扩散到水泥石中去,或水泥石中的钙离子能通过水扩散到混凝土外层,碳化生成的CaCO3把混凝土外层孔隙堵塞,碳化作用也不易进行;相反,过低的相对湿度(如25%),空隙中没有足够的水使CO2生成碳酸,明显碳化也不易进行。

3.大气CO2的浓度值

在大气层中CO2的常规含量为空气体积的0.03%~0.04%,但在工业区则相对较高,而室内可达0.1%。因此,混凝土碳化作用的强弱与所在地区或位置的CO2浓度值有关。明显大气层中CO2浓度值高,碳化作用强,反之则碳化作用弱。根据试验结果,室内结构混凝土碳化速率为室外的2倍~3倍。

4.碳化经历时间

很明显,碳化深度随碳化时间的延长而增加。据有关研究表明,混凝土碳化深度与碳化時间的平方根成正比。

5.混凝土碱度

采用硅酸盐水泥配制混凝土,碱度高,有较多Ca(OH)2和H2CO3起反应,其碳化速度较低,而掺用火山灰质掺合料(如粉煤灰)的水泥混凝土,因粉煤灰二次水化需要消耗一部分Ca(OH)2.致使混凝土碱度有所降低,碳化速度较高。

(二)碳化的危害

混凝土发生碳化有两大危害:其一是使混凝土碱度降低,破坏钢筋混凝土中钢筋的钝化膜,使钢筋易发生锈蚀;其二是碳化导致混凝土发生碳化收缩变形。干缩与碳化收缩在本质上是完全不同的,干缩是物理收缩,碳化收缩是化学收缩。

(三)提升混凝土抗碳化性的对策

(1)降低混凝土水胶比,加强混凝土施工质量,提高混凝土密实性,减少孔隙度,使CO2很难侵入到混凝土中去。

(2)选用合适的水泥品种,优先选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。

(3)钢筋混凝土中钢筋应有足够的保护层厚度,以尽量延长碳化時间。

(4)混凝土中掺用阻锈剂,防止混凝土碳化后钢筋锈蚀。

(5)在混凝土外层涂抹防碳化涂层等。

(四)试验要点及注意事项

(1)将达到试验龄期的试件烘干,留下相对的两个侧边,其余外层用融化的石蜡进行密封。在侧边上顺长度方向以10毫米间隔绘制平行线,以预定碳化深度的测点。

(2)放入碳化箱,保持碳化箱内二氧化碳浓度值(20±3)%湿度(70±5)%、温度(20±5)℃的环境,进行碳化试验。

(3)碳化试验至规定龄期后,取出试件用劈裂法劈开试件,在劈开的断面随即喷上1%的酚酞乙醇试剂,经30s后测定碳化深度。

(4)如果测点处的碳化分界线恰好嵌有粗骨料颗粒,则可用该颗粒两边处碳化深度的平均值作为该点的深度值。碳化深度测量精确至1毫米。

(5)为保证混凝土碳化试验的准确性,应对碳化箱进行密封,并保证对箱内湿度等控制准确。

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