混凝土碳化性能的试验研究.pdf

广东建材2 0 1 0 年第1 1 期研究与探讨 混凝土碳化性能的试验研究 范永法1 赵俊奎z ( 1 深圳市建筑科学研究院有限公司；2 深圳市金众混凝土有限公司) 摘要：混凝土的碳化( 中性化) 是引起钢筋锈蚀、混凝土耐久性降低的原因之一，为提高混凝土的 耐久性，必须防止混凝士的碳化或降低碳化速度。本文通过试验研究了影响混凝士碳化的因素，并提 出了降低混凝土碳化或放慢碳化速度所采取的措施，为提高混凝士的耐久性提供了重要依据。 关键词：混凝土碳化；碳化深度 1 概述 影响混凝土耐久性的因素是多方面的，而其中最重 要因素之一就是混凝土的碳化。混凝士的碳化，会引起 钢筋锈蚀，导致其体积膨胀，使混凝土保护层开裂，直至 使混凝土剥落，严重影响了混凝十建筑物的耐久性。因 此必须采取相应措施，防止混凝土的碳化或降低碳化速 度。 本文系统地从混凝土的强度等级、掺合料的品种及 掺量、养护方式、养护龄期几方面凶素，通过碳化深度的 测试，分析了各因素对混凝土碳化的影响。 2 混凝土碳化的机理 硬化的混凝土，由于水泥水化生成C a ( o H ) 。，呈碱 性，P H 值 1 2 ，此时混凝土里的钢筋表面生成。一层稳定、 致密、钝化的保护膜，有效阻止了钢筋锈蚀。当混凝土置 于空气中或C 0 ：环境中时，由于C 0 。的侵入，混凝土中的 C a ( O H ) ：与空气中的c O ：在一定湿度的范围内发生化学 反应，生成C a C O 。等物质，其碱件逐渐降低，甚笔消失， 这种化学反应称为混凝士的碳化。当环境处于5 0 7 0 湿度时碳化速度最快。这个碳化过程是由表及黾、由 浅入深，逐渐向混凝士内部扩散的过程。表层的混凝土 碳化后，侵入的c O ：将继续沿着混凝士中的空隙通道向 混凝土的深处扩展，直至到达混凝土里钢筋的表面。碳 化作用降低了混凝土的碱性，对钢筋的保护膜起破坏作 用，当混凝土的P H 值 1 2 时，钢筋的保护膜就不稳定， 当P H 值 1 1 5 时，钢筋的钝化膜就会遭到破坏，引起铡 筋锈蚀，导致其体积膨胀至约为基体的2 “ - - 4 倍，所产生 的膨胀力将使混凝土保护层开裂。开裂的混凝土由于 C 0 ，不断的侵入，碳化更加严重，钢筋锈蚀更加厉害，直 至使混凝土剥落，严重的影响了混凝土的耐久性。 3 试验方案 3 1 试验用原材料 ( 1 ) 水泥：本试验中使用的水泥为华润平南牌P 0 4 2 5 R 硅酸盐水泥，其主耍性能见表l 所示： 表1 水泥物理力学性能 标准比表凝结时间( m i n )抗折强度( I f I P a )抗压强度( M P a ) 稠度面积 ( )( m 2 k g )初凝 终凝3 d2 8 d3 d2 8 d 2 4 。83 7 01 6 62 4 l5 38 62 9 15 3 6 ( 2 ) 细集料：东莞河沙，细度模数2 8 ，含泥量1 5 ， 泥块含量0 6 ，氯离子含量0 0 1 7 。 ( 3 ) 粗集料：石岩石场，颗粒级配5 2 5 m m ，含泥量 0 4 ，泥块含量0 2 ，J 玉碎指标9 6 ，针片状颗粒含量 8 。 ( 4 ) 粉煤灰为F 类I I 级，其主要性能见表2 所示： 表2 粉煤灰的主要性能 细度 I 需水量比l烧失量I 二氧化硫l 含水量 ( 5 ) 矿渣粉：采用柳钢$ 9 5 矿渣粉，其性能指标见表 3 所示： 表3 矿渣粉的主要性能 I 比表面积l 烧失量l 含水量I 流动度I7 d 活性指数1 2 8 d 活性指数l 4 2 8 m 2 k g 0 1 10 2 l1 0 5 I8 3 1 0 1 ( 6 ) 外加剂使用深圳科隆产的S T H 一6 缓凝型高效减 水剂，具有引气、超塑化、高效减水和增强等功能( 见表 4 ) 。 表4 外加剂主要性能 I 固体含量l 砂浆减水率I 密度IP H 值I 净浆流动度I