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事關(guān)建筑結(jié)構(gòu)安全!影響混凝土碳化深度的因素有哪些?
時(shí)間:2021-07-23 16:01   來源:今日頭條   責(zé)任編輯:青青

  原標(biāo)題:事關(guān)建筑結(jié)構(gòu)安全!影響混凝土碳化深度的因素有哪些?

  混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的因素是有很多的,其中混凝土碳化深度對(duì)混凝土強(qiáng)度就有重大影響,混凝土碳化指混凝土中的Ca(OH)2與空氣中CO2或水中溶解的CO2或其它酸性物質(zhì)反應(yīng)變成CaCO3而失去堿性的過程;炷撂蓟髸(huì)失去混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,嚴(yán)重時(shí),可能導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋生銹蝕膨脹破壞。影響混凝土碳化的因素有:材料因素、環(huán)境因素以及施工養(yǎng)護(hù)。

  一、混凝土碳化情況評(píng)估方法

  混凝土強(qiáng)度直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的承載能力和長期使用安全性;炷恋呐浜媳,施工質(zhì)量,環(huán)境惡化等因素直接影響混凝土性能。其中混凝土碳化是混凝土常見病害之一,他將導(dǎo)致混凝土力學(xué)性能,尤其是強(qiáng)度明顯下降;炷撂蓟侵富炷林械腃a(OH)2與空氣中CO2或水中溶解的CO2或其它酸性物質(zhì)反應(yīng)變成CaCO3而失去堿性的過程。

  碳化會(huì)使混凝土降低甚至失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,甚至導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋生銹蝕膨脹破壞。嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致混凝土失效。

  因此評(píng)估混凝土的碳化情況和提高混凝土抗碳化能力尤為重要。

  碳化深度是衡量混凝土碳化程度的一個(gè)重要指標(biāo)。測(cè)試混凝土碳化深度的方法最常見的有“酚酞”法。測(cè)試原理是酞遇堿變紅、遇酸不變色。當(dāng)混凝土碳化后失去堿性,遇酚酞不變色,而內(nèi)部未碳化的混凝土呈堿性,遇酚酞變?yōu)榧t色。

  混凝土的碳化深度值是指混凝土表面至變紅色位置的垂直長度,在工程實(shí)踐中,測(cè)量混凝土構(gòu)件碳化深度的儀器是碳化深度測(cè)量儀也叫“碳化尺”,測(cè)量方法如下:

  (1)如下圖布置碳化深度側(cè)孔

  (2)可采用錘子、鑿子鑿出直徑約15mm的孔洞,其深度應(yīng)大于混凝土的碳化深度;

  (3)清除粉末和碎屑,不得用水擦洗;

  (4)用酚酞酒精液(1%~2%濃度)滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處,當(dāng)已碳化與未碳化界線清晰時(shí),應(yīng)采用碳化深度測(cè)量儀測(cè)量已碳化(未變紅)與未碳化(變紅)混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離,并應(yīng)測(cè)量3次,每次讀數(shù)應(yīng) 至0.25mm,將三次測(cè)量的平均值作為檢測(cè)結(jié)果( 至0.5mm)。

  二、提高混凝土抗碳化能力的方法

  影響混凝土碳化因素很多,常見的有材料、環(huán)境、施工養(yǎng)護(hù)等。清楚這些因素對(duì)于混凝土碳化的影響,可以提高混凝土抗碳化能力或減緩混凝土碳化速率。天津都市檢測(cè)公司長年承攬混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)業(yè)務(wù),具有豐富的混凝土碳化檢測(cè)經(jīng)驗(yàn),在澆筑后及時(shí)檢測(cè)混凝土的性能,可以盡早采取混凝土碳化的防治措施。

  (一)材料因素

  (1)水泥品種

  一般來說,早強(qiáng)型的水泥品種的抗碳化能力也較高,普通硅酸鹽水泥要比早強(qiáng)硅酸鹽水泥碳化稍快。對(duì)同一熟料的水泥來說,混合材含量越高,其碳化速度越快,如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土的碳化速度比硅酸鹽水泥混凝土的碳化速度快

  從提高抗碳化性能的角度來說,混凝土生產(chǎn)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥,盡量避免使用礦渣硅酸鹽水泥。還要充分考慮水泥對(duì)混凝土保水性的影響,選擇泌水性能小的水泥,減少混凝土內(nèi)部缺陷,提高混凝土自身密實(shí),改善混凝土抗碳化性能。合理使用引氣劑和減水劑,提高混凝土的耐久性,增加混凝土強(qiáng)度,提高抗碳化性能。礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥,由于熟料降低,混合材數(shù)量多,配制混凝土?xí)r造成其體系堿含量降低,再加上早期水化速率慢,不利于混凝土抗碳化性能。

  (2)水泥用量

  水泥和水形成水泥漿,包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤滑作用,使混凝土拌合物具有良好工作性能,硬化后將骨料膠結(jié)在一起,形成堅(jiān)強(qiáng)的整體。隨著混凝土中水泥用量的增加,一方面增加混凝土中的堿含量,體系的pH值提高,有利于混凝土的抗碳化性能;另一方面水泥用量增加,加快了水泥的水化速度,提高了混凝土的早期強(qiáng)度,從而混凝土自身的密實(shí)性越高,二氧化碳的滲透能力隨強(qiáng)度的增加逐漸降低,使得混凝土的碳化速度變慢。盡管增加水泥用量可以改善混凝土的碳化,但單憑增加水泥用量來降低混凝土碳化的方法,并不經(jīng)濟(jì)。

  (3)骨料品種及級(jí)配

  水灰比是混凝土中用水量與水泥的重量比。水灰比是混凝土配合比的重要參數(shù),其直接影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性和其他一系列物理性能;炷林械墓橇媳旧硪话惚容^堅(jiān)硬、密實(shí)的材料。混凝土的碳化主要通過水泥漿體進(jìn)行。骨料品種和級(jí)配不同,其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)差別很大,直接影響著混凝土的密實(shí)性。密實(shí)性差的混凝土,透氣性大,CO2能通過骨料使混凝土碳化,材質(zhì)致密堅(jiān)硬,級(jí)配較好的骨料抵抗碳化的能力更強(qiáng)。

  (4)外加劑

  外加劑可以降低水膠比,改善混凝土的和易性,提高密實(shí)性,對(duì)混凝土的碳化具有改善作用。選用優(yōu)質(zhì)的加氣劑和緩凝劑可以加強(qiáng)混凝土的工程質(zhì)量,使混凝土發(fā)揮出更優(yōu)越的性質(zhì),從而使碳化反應(yīng)大大減低。

  (二)環(huán)境因素

  (1)濕度

  混凝土碳化是液相反應(yīng),在空氣濕度50%~75%的大氣中,不密實(shí)的混凝土最容易碳化。

  (2)光照和溫度

  混凝土碳化與光照和溫度有直接關(guān)系。隨著溫度提高,CO2在空氣中的擴(kuò)散逐漸增大,為其與Ca(OH)2反應(yīng)提供了有利條件。陽光的直射,加速了其化學(xué)反應(yīng),碳化速度加快。試驗(yàn)研究表明,CO2濃度10%,相對(duì)濕度80%的條件下,溫度40℃混凝土的碳化速度是20℃的2倍;CO2濃度5%,相對(duì)濕度60%的條件下,溫度30℃的碳化速度是10℃的1.7倍。

  因此混凝土的 環(huán)境應(yīng)為低溫、避光環(huán)境。

  (三)施工與養(yǎng)護(hù)

  (1)施工

  在施工工程中,混凝土攪拌不均勻或澆筑后振搗不足都會(huì)影響混凝土的勻質(zhì)性和自身密實(shí)性,造成混凝土內(nèi)部存在空洞、麻面等現(xiàn)象,混凝土的整體強(qiáng)度就會(huì)降低,CO2和水分滲入的可能性就大大提高,混凝土的抗碳化能力就會(huì)降低。相反,合理的施工工藝,使得混凝土的強(qiáng)度更高,整體密實(shí)性更好,抗碳的能力越高。

  (2)養(yǎng)護(hù)

  澆筑后的養(yǎng)護(hù)是影響混凝土密實(shí)性的一個(gè)重要因素。養(yǎng)護(hù)條件的不同也會(huì)使得水泥的水化反應(yīng)結(jié)果不用,水化的程度對(duì)混凝土的密實(shí)性有重要影響,進(jìn)而影響混凝土抗碳化能力。養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足時(shí),就會(huì)造成混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔道粗大,且大多相互連通,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起混凝土出現(xiàn)裂縫等缺陷,使水、空氣、侵蝕性化學(xué)物質(zhì)沿著粗大的毛細(xì)孔道或裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部,從而加速混凝土的碳化和鋼筋腐蝕。一般來說,普通混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)比一般自然養(yǎng)護(hù)的碳化速度高1.5倍。

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