混凝土碳化值一般是多少(了解混凝土的碳化)

一、碳化形成机理

混凝土中的胶凝材料主要是由水泥组成,水泥主要含有Ca0、Si02、Al203、Fe203、石膏和其他混合材料等。水泥熟料矿物成分有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙,这些成份水化后的产物中都有氢氧化钙。当空气中的二氧化碳渗透到混凝土内部孔隙中时,与水化产物氢氧化钙生成碳酸钙,就是混凝土的碳化。

二、碳化对混凝土的危害

混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化,碳化后的硬度会略有增加。但是,本行业的人都了解,混凝土之所以可以与钢筋一起工作,除了混凝土的热膨胀系数与钢筋接近之外,另一条重要的原因是混凝土可以为钢筋提供碱性环境,保护钢筋不锈蚀。水泥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。碳化后使混凝土的碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。当钢筋锈蚀后,锈蚀产生的体积比原来膨胀2~4倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,锈蚀越严重,铁锈越多,膨胀力越大,最后导致混凝土开裂形成顺筋裂缝,裂缝的产生使水和CO2得以顺利的进入混凝土内,从而又加速了碳化和钢筋的锈蚀,形成恶性循环。所以,碳化对混凝土质量的危害可归结为一点:加速了钢筋锈蚀,缩短结构寿命。

混凝土碳化值一般是多少(了解混凝土的碳化)(1)

三、影响碳化的因素

1、水灰比水灰比是决定混凝土孔隙结构与孔隙率的主要因素,其中游离水的多少还关系着孔隙饱和度(孔隙水体积与孔隙总体积之比)的大小。因此,水灰比是决定二氧化碳有效扩散系数及混凝土碳化速度的主要因素之一。水灰比越大,碳化速度就越大。2、水泥的品种与用量水泥用量越大,单位体积混凝土中可碳化物质的含量越多,消耗的二氧化碳也越多,碳化速度就越慢。水泥品种不同,其可碳化物质的含量也不同,碳化速度也不一样。相同水泥用量的硅酸盐水泥混凝土的碳化速度最小,普通硅酸盐水泥混凝土次之,粉煤灰、矿渣硅酸盐水泥混凝土最大。同一品种的掺合材水泥,碳化速度随掺合材掺量的增加而加快。

混凝土碳化值一般是多少(了解混凝土的碳化)(2)

3、骨料品种与粒径骨料粒径的大小对骨料与水泥浆的粘结有很大影响,粗骨料与水泥浆粘结较差,二氧化碳易从骨料水泥浆界面扩散。另外,很多人造或天然轻骨料中的火山灰在加热养护过程中会与二氧化碳结合,有些碱骨料反应时,也会消耗氢氧化钙,这些都会加快碳化速度。4、外加剂减水剂能直接减少用水量,引气剂能是混凝土中形成很多封闭的气泡,切断毛细管的通路,两者均可以使二氧化碳的扩散系数显著减小,从而大大降低混凝土的碳化速度。5、养护方法与龄期养护方法与龄期的不同导致水泥水化程度不同,在水泥熟料一定的条件下生成的可碳化物质含量不等,因此也会影响混凝土的碳化速度。早期养护不良,会使水泥水化不充分,从而加快碳化速度。6、混凝土强度总体来说,混凝土强度越高,碳化速度越小。但强度难以反应水泥用量等因素对碳化速度的影响,因此有时有离散性。

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