提要:介紹混凝土碳化的原因,以及影響混凝土碳化的因素,并對(duì)混凝土碳化深度對(duì)混凝土回彈檢測(cè)推算強(qiáng)度的影響,最后對(duì)混凝土碳化的防治技術(shù)作了介紹。

關(guān)鍵詞:混凝土 碳化深度 強(qiáng)度

一、引言

隨著順德地區(qū)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,大型建筑高層建筑不斷增多,商品混凝土被大量使用。通過對(duì)大量回彈檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析,不難發(fā)現(xiàn)多數(shù)構(gòu)件澆注時(shí)間不算太長(zhǎng)但表面的碳化深度已經(jīng)較深,通常超過了2.0mm,致使經(jīng)常需要進(jìn)行混凝土抽芯修正,通過對(duì)混凝土碳化的原因、影響因素的了解以及分析修正前后混凝土強(qiáng)度推算值的變化,我們可以更加深入了解碳化深度對(duì)混凝土以及整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)其加以防治。

二、混凝土碳化原因 

混凝土的主要成分有水泥、粗細(xì)骨料、水以及外加劑。水泥摻與混凝土的拌合中,水泥中主要成分是CaO,經(jīng)水化作用后生成Ca(OH)2 ,混凝土的碳化,是指混凝土中的Ca(OH)2與空氣中的CO2起化學(xué)反應(yīng),空氣中CO2氣滲透到混凝土內(nèi),與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水,使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化,又稱作中性化,其化學(xué)反應(yīng)為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,生成中性的碳酸鹽CaCO3 。未碳化的混凝土呈堿性,混凝土中鋼筋保持鈍化狀態(tài)的最低(臨界)堿度是PH值為11.5,碳化后的混凝土PH值為8.5~9.5,可見碳化使混凝土的堿度降低。

三、影響混凝土碳化的因素

影響混凝土碳化的因素有環(huán)境因素、原材料因素、施工操作因素等。
順德地區(qū)空氣污染較重,空氣中二氧化硫含量較多,酸雨也較多,是影響混凝土質(zhì)量的主要原因,另外影響混凝土碳化的因素還有如下幾點(diǎn)。①水泥品種。水泥品種是影響混凝土碳化的主要因素。礦渣水泥和粉煤灰水泥中的摻合料含有活性氧化硅和活性氧化鋁,它們和氫氧化鈣結(jié)合形成具有膠凝性的活性物質(zhì),降低了堿度,因而加速了混凝土表面形成碳酸鈣的過程,固而碳化速度較快。普通水泥碳化速度慢。②粗、細(xì)骨料。銅陵地區(qū)使用的是江砂,細(xì)骨料及粉料過多,則碳化速度加快。③水灰比。水灰比小的混凝土由于水泥漿的組織密實(shí),透氣性小,碳化速度較慢。④外加劑;炷镣饧觿┑姆N類較多,但不可使用含有氯化物的外加劑,因?yàn)槁然飼?huì)加劇鋼筋的腐蝕。⑤澆筑和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量;炷翝仓䲡r(shí),振搗不密實(shí)、養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足會(huì)造成混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔道粗大,使水、空氣、侵蝕性化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部,加速混凝土的碳化和鋼筋腐蝕。

四、混凝土碳化對(duì)強(qiáng)度影響的分析

混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中規(guī)定:在混凝土試件強(qiáng)度評(píng)定不合格及結(jié)構(gòu)實(shí)體檢驗(yàn)中,可采用非破損或局部破損的檢測(cè)方法,按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的混凝土強(qiáng)度進(jìn)行推定。常用的有回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯法、后裝拔出法等,其中最常用的是回彈法。而回彈法中碳化深度對(duì)混凝土強(qiáng)度的推定值影響很大。碳化是一個(gè)緩慢發(fā)展的過程,在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件強(qiáng)度的檢驗(yàn)時(shí),為取得比較準(zhǔn)確的混凝土的實(shí)際強(qiáng)度,應(yīng)在28d后盡早進(jìn)行,即在未碳化或碳化程度很小時(shí)進(jìn)行,從而減小因碳化深度過大引起推算的不準(zhǔn)確。
泵送混凝土進(jìn)行回彈檢測(cè),當(dāng)碳化深度大于2.0mm時(shí),需要進(jìn)行鉆芯修正。某工程共鉆取6個(gè)芯樣進(jìn)行修正,經(jīng)計(jì)算修正系數(shù)為1.10,分別對(duì)各測(cè)區(qū)強(qiáng)度推算值修正后,各構(gòu)件強(qiáng)度推算值見表1。
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通過分析上表的數(shù)據(jù),可以看出,泵送混凝土碳化深度大于2.0mm時(shí),其回彈檢測(cè)強(qiáng)度推算值總是比芯樣試件的強(qiáng)度值低。

五、混凝土碳化的危害及防治

(一)、混凝土碳化的危害;炷撂蓟饔靡话悴粫(huì)直接引起其性能的劣化,對(duì)于素混凝土,碳化還有提高混凝土耐久性的效果。水泥在水化過程中生成大量的氫氧化鈣,使混凝土空隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液,其堿性介質(zhì)對(duì)鋼筋有良好的保護(hù)作用,使鋼筋表面生成難溶的Fe2O3和Fe3O4,稱為純化膜。碳化后使混凝土的堿度降低,當(dāng)碳化超過混凝土的保護(hù)層時(shí),在水與空氣存在的條件下,就會(huì)使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,鋼筋開始生銹。同時(shí),增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量,因而會(huì)使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。同時(shí),增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量,使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。當(dāng)鋼筋銹蝕后,銹蝕產(chǎn)生的體積比原來膨脹2~4倍,從而對(duì)周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,銹蝕越嚴(yán)重,鐵銹越多,膨脹力越大,最后導(dǎo)致混凝土開裂形成順筋裂縫。裂縫的產(chǎn)生使水和CO2得以順利的進(jìn)入混凝土內(nèi),從而又加速了碳化和鋼筋的銹蝕。
(二)、混凝土碳化的防治
1、在使用時(shí)合理選用水泥品種。對(duì)于水位變化區(qū)以及干濕交替作用的部位或較嚴(yán)寒地區(qū)選用抗硫酸鹽普通水泥;對(duì)礦渣水泥和粉煤灰水泥要控制摻量,普通水泥摻粉煤灰,可以在水泥用量不變的情況下,再外摻粉煤灰取代部分砂子,或同時(shí)摻用粉煤灰的減水劑,即采用“雙摻”的技術(shù)措施,這樣可以提高混凝土的抗碳化能力。
2、選好合適的配合比,適量的外加劑,控制細(xì)骨料、粉料用量。分析骨料的性質(zhì),如抗酸性骨料與水,水泥的作用對(duì)混凝土的碳化有一定的延緩作用。對(duì)于使用江砂的地方,砂的級(jí)配不合理,粉料較多,更應(yīng)選擇合適的配合比,控制水灰比。科學(xué)地?cái)嚢韬瓦\(yùn)輸,及時(shí)地養(yǎng)護(hù),以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕,確;炷恋拿軐(shí)性;炷恋拿軐(shí)度也是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
3、碳化后的混凝土構(gòu)件還可采用涂刷環(huán)氧基液的方法,對(duì)建筑物地下部分在其周圍設(shè)置保護(hù)層;用各種溶注液浸注混凝土,如用溶化的瀝青涂抹。對(duì)碳化深度較大的,可鑿除混凝土松散部分,洗凈進(jìn)入的有害物質(zhì),將混凝土銜接面鑿毛,用環(huán)氧砂漿或細(xì)石混凝土填補(bǔ),最后以環(huán)氧基液做涂基保護(hù)。
4、混凝土炭化的反映與混凝土澆注完畢后的養(yǎng)護(hù)工作有一定的關(guān)系,只要混凝土養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位就可以減低混凝土炭化深度,一般養(yǎng)護(hù)是保持混凝土表面濕潤(rùn)7-14天就可以了

六、結(jié)束語

綜上所述,我們得知混凝土碳化的原因與影響碳化的因素,也了解了碳化深度過大對(duì)混凝土強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全性的影響,并探討了混凝土碳化的防治。通過加深理解與深入的分析,并在日常施工中加以注意,混凝土碳化問題對(duì)混凝土強(qiáng)度及安全性的影響一定可以降低。

參考文獻(xiàn)
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