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聊聊混凝土碳化那些事儿

发布于:2022-11-11 13:34:11 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

随着现代大型建筑高层建筑不断增多,商品混凝土的大量使用。我们对大量回弹检测数据的分析,发现多数浇注时间不算太长的构件其表面的碳化深度已经较深,通常超过了2.0mm,致使经常需要进行混凝土抽芯修正,今天我们就通过对混凝土碳化的原因、影响因素以及分析修正前后混凝土强度推算值的变化来探寻碳化深度对混凝土以及整个混凝土结构的影响,并对其做好防治措施。


什么是混凝土的碳化?

混凝土的主要成分有水泥、粗细骨料、水以及外加剂。其中,水泥主要成分是CaO,经水化作用后生成Ca(OH)2 ,混凝土的碳化就是指混凝土中的Ca(OH)2与空气中的CO2起化学反应。空气中CO2渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作为中性化,其化学反应式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O,生成中性的碳酸盐CaCO3 。


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混凝土碳化对结构有何影响?

混凝土碳化后会产生体积收缩,当收缩应力超过混凝土表面抗拉强度时,会在表面产生裂缝。潮湿空气进入裂缝使裂缝处的混凝土碳化收缩,继而使裂缝向混凝土内部发展。当裂缝穿透混凝土保护层到达钢筋时,由于混凝土碱性降低,湿气锈蚀钢筋,钢筋锈蚀后,锈蚀产生的膨胀体积是原来的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,最终削弱砼对钢筋的握裹力,导致钢筋砼构件的破坏,影响结构的耐久度。


混凝土碳化对强度影响的分析

混凝土结构工程施工质量验收规范中规定:在混凝土试件强度评定不合格及结构实体检验中,可采用非破损或局部破损的检测方法,按国家现行有关标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定。常用的有回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法等,其中最常用的是回弹法。而回弹法中碳化深度对混凝土强度的推定值影响很大。碳化是一个缓慢发展的过程,在进行混凝土结构及构件强度的检验时,为取得比较准确的混凝土的实际强度,应在28d后尽早进行,即在未碳化或碳化程度很小时进行,从而减小因碳化深度过大引起推算的不准确。泵送混凝土进行回弹检测,当碳化深度大于2.0mm时,需要进行钻芯修正。如某工程共钻取6个芯样进行修正,经计算修正系数为1.10,分别对各测区强度推算值修正后,各构件强度推算值见下表。

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通过分析上表的数据,可以看出,泵送混凝土碳化深度大于2.0mm时,其回弹检测强度推算值总是比芯样试件的强度值低。


混凝土碳化的因素有哪些?


因素1    环境

一直处于相对空气湿度低于25%的混凝土很难碳化;在空气湿度50%75%的大气中,不密实的混凝土最容易碳化;但在相对湿度95%的潮湿空气中或在水中的混凝土反而难以碳化,风速愈快、温度愈高,混凝土碳化也将加快。混凝土碳化速度与空气中CO2浓度的平方根成正比。


因素2    水泥品种

在使用时合理选用水泥品种。对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥;对矿渣水泥和粉煤灰水泥要控制掺量,普通水泥掺粉煤灰,可以在水泥用量不变的情况下,再外掺粉煤灰取代部分砂子,或同时掺用粉煤灰的减水剂,即采用“双掺”的技术措施,这样可以提高混凝土的抗碳化能力。


因素3    水灰比

选好合适的配合比,适量的外加剂,控制细骨料、粉料用量。分析骨料的性质,如抗酸性骨料与水,水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用。对于使用江砂的地方,砂的级配不合理,粉料较多,更应选择合适的配合比,控制水灰比。科学地搅拌和运输,及时地养护,以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀,确保混凝土的密实性。混凝土的密实度也是保证工程质量的关键因素。

 

因素4    浇筑与养护质量

振捣不密实,以及养护方法不当、养护时间不足时,就会造成混凝土内部毛细孔道粗大,且大多相互连通,严重时会引起混凝土再现蜂窝、裂缝等缺陷,使水、空气、侵蚀性化学物质沿着粗大的毛细孔道或裂缝进入混凝土内部,从而加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。


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如何防治混凝土碳化?

对于混凝土的碳化破坏,我们在施工中总结出了一系列治理措施:一是,在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境,选择合适的水泥品种;对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥;冲刷部位宜选高强度水泥;二是,分析骨料的性质,如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用;三是,要选好配合比,适量的外加剂,高质量的原材料,科学的搅拌和运输,及时的养护等各项严格的工艺手段,以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀,以确保混凝土的密实性;另外,若建筑物地处环境恶劣的地区,宜采取环氧基液涂层保护效果较好,对建筑物地下部分在其周围设置保护层;用各种溶注液浸注混凝土,如:用溶化的沥青涂抹。还有,若建筑物一旦发生了混凝土碳化,最好采用环氧材料修补,若碳化深度较大,可凿除混凝土松散部分,洗净进入的有害物质,将混凝土衔接面凿毛,用环氧砂浆或细石混凝土填补,最后以环氧基液做涂基保护。

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知识点:混凝土碳化

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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