影響混凝土碳化深度的因素有哪些

1、水泥品種相對(duì)碳化速度系數(shù)火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰雙摻水泥粉煤灰水泥1.71.81.01.10.80.7影響混凝土碳化深度的因素有哪些？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(guò)程。碳化后， 混凝土的堿度降低， 當(dāng)碳化超過(guò)混凝土的保護(hù)層時(shí)，在水與空氣存在的條件下， 會(huì)使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，鋼筋容易發(fā)生銹蝕膨脹削弱混凝土對(duì)鋼筋的握裹力，嚴(yán)重時(shí)， 可能導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件的破壞。材料因素和環(huán)境因素以及施工因素等對(duì)混凝土自身的密實(shí)性和Ca（ OH）2 等堿性物質(zhì)的含量是影響混凝土碳化的最主要原因。（一）材料因素）

2、水泥品種在混凝土水泥用量相同的前提下，不同的水泥品種所含的包含的礦物成分不同， 水泥的活性也不同， 對(duì)混凝土強(qiáng)度和堿性的影響也有所不同。一般來(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)， 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。表不同品種水泥混凝土的相對(duì)碳化速度系數(shù)無(wú)外加劑摻引氣劑摻減水劑硅酸鹽水泥0.60.40.2普通硅酸鹽水泥1.00.60.4礦渣硅酸鹽水泥（礦渣摻量30% 40%）1.40.60.6礦渣硅酸鹽水泥（礦渣摻量60%）2.21.30.9配制

3、混凝土?xí)r應(yīng)優(yōu)先選用保水性好，泌水性小的水泥， 減少混凝土內(nèi)部泌水通道，提高混凝土密實(shí)性，改善混凝土抗碳化性能。）水泥用量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， 孔溶液中的 PH 值會(huì)提高，提高混凝土的抗碳化性能，另一方面水泥用量越多，水化速度快，混凝土早期強(qiáng)度提高，從而混凝土的密實(shí)性 越高，二氧化碳在混凝土內(nèi)部的滲透能力將逐漸減小，使得混凝土的碳化速度變慢， 它們之間呈反比例關(guān)系。 混凝土碳化深度隨水泥用量的增加而減少，但影響不是很大。所以，單憑增加水泥用量來(lái)降低混 凝土碳化的方法，并不可取。）水灰比的大小水灰比是指拌制混凝土?xí)r所用的水和水泥的重量之比，它決定混凝土的強(qiáng)度、

4、耐久性和其他一系列物理性能的組要參數(shù)?；炷恋乃冶仍降停?其強(qiáng)度越高， 混凝土的密實(shí)程度也越高， CO2 擴(kuò)散的阻力就越大。水灰比越大，混凝土的孔隙率增加，密實(shí)度降低，滲透性增 大，碳化速度增大。當(dāng)水灰比從0.4 增長(zhǎng)至 0.8 時(shí)，二氧化碳在混凝土中的擴(kuò)散能力將達(dá)到10 倍，當(dāng)水灰比超過(guò)0.65 時(shí)，其碳化速度將大大加快，水灰比在0.55 以下時(shí)，碳化速度將受到一定的抑制，抗碳能力有所加強(qiáng)。 龔洛書(shū)通過(guò)試驗(yàn)給出水灰比對(duì)碳化速度影響系數(shù)的公式：對(duì)于輕骨料混凝土： =0.0172.06W/C對(duì)于普通混凝土： =4.15W/C1.02此外，山東科技院通過(guò)室外的試驗(yàn)也得出混凝土碳化深度與水灰比的關(guān)

5、系式：K=12.1W/C式中， W/C 為水灰比。合理設(shè)計(jì)混凝土配合比， 保證具有足夠的水泥用量， 盡量降低水灰比，摻入減水劑等外加劑降低用水量。只要水灰比降低，相應(yīng)的碳 化深度就會(huì)降低，而且兩者呈線性關(guān)系。）摻合料的影響混凝土的制備在攪拌時(shí)加入一定量的摻和料，可以適當(dāng)?shù)臏p少混凝土中水泥的用量， 提高經(jīng)濟(jì)效益還可以提高混凝土的各種性能，例如密實(shí)性， 和易性和后期強(qiáng)度。 在混凝土中摻入礦物摻合料對(duì)碳化主要有兩方面的作用：一方面，礦物摻合料等量取代水泥，降低水泥用 量進(jìn)而使水灰比增大， 其礦物摻合料的活性效應(yīng)使堿含量減低，對(duì)混凝土的抗碳性能具有副作用；另一方面， 礦物摻合料與水泥復(fù)合改善膠凝材料級(jí)

6、配降低空隙率，提高密實(shí)性，具有一定的改善作用。隨著 粉煤灰摻量的增加， 負(fù)面影響逐漸大于正面影響，不利于混凝土早期抗碳化性能的提高。 因此，礦物摻合料對(duì)混凝土碳化的影響要綜合這兩方面的因素，進(jìn)行分析利弊。使用礦物摻合料時(shí)， 應(yīng)根據(jù)混凝土所處工程條件控制摻量，對(duì)于濕熱環(huán)境可以適當(dāng)提高礦物摻合料摻量，濕熱的環(huán)境不僅可以提高混凝土早期強(qiáng)度，二次水化反應(yīng)也有利于混凝土后期密實(shí)度的提高。）骨料品種及級(jí)配混凝土中的骨料本身一般比較堅(jiān)硬、密實(shí)，總的說(shuō)來(lái)，天然砂、 礫石、碎石比水泥漿的透氣性小， 因此混凝土的碳化主要通過(guò)水泥漿體進(jìn)行。但是，在輕混凝土中， 由于輕質(zhì)骨料本身氣泡多， 透氣性大， 所以能通過(guò)骨料使

7、混凝土碳化。一般說(shuō)來(lái)， 輕混凝土比普通混凝土碳化快，需要摻用加氣劑或減水劑來(lái)減緩它的碳化速度。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。材質(zhì)致密堅(jiān)實(shí)，級(jí)配較好的骨料的混凝土，其碳化的速度較慢。）外加劑外加劑已經(jīng)成為現(xiàn)今混凝土不可缺少的組分，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。一般來(lái)說(shuō)， 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）濕度混凝土碳化是液相反應(yīng)， 十分干燥的混凝土即一直處于相對(duì)濕度低于 25%空氣中的混凝土很難碳化，在空氣濕度50%7

8、5%的大氣中，不密實(shí)的混凝土最容易碳化。但在相對(duì)濕度 95%的潮濕空氣中或在水中的混凝土反而難以碳化，這是因?yàn)榛炷梁畷r(shí)透氣性小，碳化慢。在濕度相同時(shí)，風(fēng)速愈高、溫度愈高，混凝土碳化也愈快。另 外，對(duì)室外淋雨環(huán)境，混凝土所處位置對(duì)碳化速度也有一定的影響。）光照和溫度物理學(xué)知識(shí)可以知道， 離子運(yùn)動(dòng)速度加快， 二氧化碳的擴(kuò)散速度也會(huì)加快，因而混凝土的抗碳能力降低，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(yáng)光的直射，加速了其化學(xué)反應(yīng)， 碳化速度加快。實(shí)驗(yàn)研究表明，CO2 濃度 10%，相對(duì)濕度80%的條件下

9、，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。但也有部分學(xué)者認(rèn)為溫度升高將使得二氧化碳的溶解率降低，使得混凝土的碳化也降低。 因此， 溫度高低的對(duì)混凝土碳化的影響因素到目前為止還沒(méi)有得出一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。（三）施工與養(yǎng)護(hù)）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

10、的能力越高。在混凝土施工過(guò) 程中，一定要選擇科學(xué)的施工方法，根據(jù)氣候特點(diǎn)選擇性施工，如在 環(huán)境氣候惡劣的條件下就要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。施工振搗時(shí)要做到振搗均勻、不漏振、不過(guò)振。嚴(yán)格控制拆模時(shí)間，低溫情況下做好保 溫和高溫條件下的降溫等。）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(lái)說(shuō)