水工建筑物混凝土碳化的影响因素较多,有内在因素,也有外界因素。
1 影响混凝土碳化的内在因素
1.1 水泥品种
差别的水泥,其矿物组成、混合材量、外加剂、生料化学身分差别,直接影响着水泥的活性和混凝土的碱度,对碳化速度有重要影响。一般而言,水泥中熟料越多,则混凝土的碳化速度越慢。外加剂(减水剂、引气剂)一般均能提高抗渗性,减弱碳化速度,但含氯盐的防冻、早强剂则会严重加速钢筋锈蚀,应严格控制其用量。
1.2 集料品种和级配
集料品种和级配差别,其内部孔隙结构差别很大,直接影响着混凝土的密实性。材质致密坚实,级配较好的集料的混凝土,其碳化的速度较慢。
1.3 磨细矿物掺料的品种和数量
如具有活性水硬性质料的掺料,其不克自行硬化,但能与水泥水化析出的氢氧化钙或者与加入的石灰相互作用而形成较强较稳定的胶结物质,使混凝土碱度降低。在水灰比稳定接纳等量取代的条件下,掺料量取代水泥量越多,混凝土的碳化速度就越快。
1.4 水泥用量
增加水泥用量,一方面可以转变混凝土的和易性,提高混凝土的密实性;另一方面还可以增加混凝土的碱性储备,使其抗碳化性能增强,碳化速度随水泥用量的增大而减少。 2.1.5 水灰比
在水泥用量一定的条件下,增洪流灰比,混凝土的孔隙率增加,密实度降低,渗透性增大,空气中的水分及有害化学物质较多的浸入混凝土体内,加快混凝土碳化。
1.6 施工质量
施工质量差体现为振捣不密实,造成混凝土强度低,蜂窝、麻面、空洞多,为大气中的二氧化碳和水分的渗入创造了条件,加速了混凝土的碳化。
1.7 养护质量
混凝土成型后,务必在适宜的环境中进行养护。养护好的混凝土,具有胶凝好、强度高、内实外光和抗侵蚀能力强,能阻止大气中的水分和二氧化碳侵入其内,延缓碳化速度。
2 影响混凝土碳化的外界因素
2.1 酸性介质
酸性气体(如CO2)渗入混凝土孔隙溶解在混凝土的液相中形成酸,与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐、铝酸盐及其他化合物产生中和反响,导致水泥石逐渐变质,混凝土的碱度降低,这是引起混凝土碳化的直接原因。试验研究已证明,混凝土的碳化速度与二氧化碳浓度的平方根成正比,即混凝土碳化速度系数随二氧化碳浓度的增加而加快。
混凝土中钢筋锈蚀的另一个重要和普通的原因是氯离子(CL-)作用。氯离子在混凝土液相中形成盐酸,与氢氧化钙作用生成氯化钙,氯化钙具有高吸湿性,在其浓度及湿度较高时,能剧烈地破坏钢筋的钝化膜,使钢筋产生溃灿性锈蚀。
2.2 温度和光照
混凝土温度骤降,其外貌收缩孕育产生拉力,一旦超出混凝土的抗拉强度,混凝土外貌便开裂,导致形成裂缝或逐渐脱落,为二氧化碳和水分渗入创造了条件,加速混凝土碳化。
阳面混凝土温度较背阳面混凝土温度高,二氧化碳在空气中的扩散系数较大,为其与氢氧化钙反响提供了有利条件,阳光的直接照射,加速了其化学反响和碳化速度。
2.3 含水量和相对湿度
周围介质的相对湿度直接影响混凝土含水率和碳化速度系数的巨细。过高的湿度(如100%),使混凝土孔隙富裕水,二氧化碳不易扩散到水泥石中,过低的湿度(如25%),则孔隙中没有足够的水使二氧化碳生成碳酸,碳化作用都不易进行;当周围介质的相对湿度为50~70%,混凝土碳化速度最快。因此,混凝土碳化速度还取决于混凝土的含水量及周围介质的相对湿度。实际工程中混凝土结构下部的碳化水平较上部轻,主要是湿度影响的结果。
2.4 冻融和渗漏
在混凝土浸水饱和或水位转变部位,由于温度交替转变,使混凝土内部孔隙水交替地冻结膨胀和融解松弛,造成混凝土大面积疏松剥落或孕育产生裂缝,导致混凝土碳化。渗漏水会使混凝土中的氢氧化钙流失,在混凝土外貌结成碳酸钙结晶,引起混凝土水化产品的分化,其结果是严重降低混凝土强度和碱度,恶化钢筋锈蚀条件。 来源:考
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