混凝土碳化深度对回弹试验的影响研究

混凝土碳化深度对回弹试验的影响研究

张维霞

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司  陕西省西安市 710061

【摘 要】混凝土结构的应用越来越广泛，对混凝土强度的检测手段也越来越多，现场通常采用操作简便易行的回弹方式；在回弹过程中碳化深度对回弹数值的影响最大，往往能够直接决定混凝土强度能否达到设计要求，因此能否准确测量碳化深度，将直接影响回弹数值及最终混凝土的强度推定值；碳化深度较大将直接影响混凝土各项功能性指标，因此，分析碳化深度的影响因素以及制定混凝土碳化的防治措施将成为重中之重。

【关键词】混凝土回弹强度；碳化深度；碳化影响；预防措施

            1、引言

            在混凝土结构现场实际检测技术中，回弹法具有检测方便、操作简单、速度快、效率高、不对构件造成损伤等优点，它是混凝土结构现场检测技术中应用最为广泛的一种混凝土无损检测技术。回弹强度由回弹平均值依据碳化深度来进行推定，混凝土碳化程度直接决定着混凝土回弹强度推定值的大小。因此深入认识混凝土碳化对回弹值的影响，了解碳化深度的影响因素并掌握碳化的预防措施，对指导现场施工具有重要意义。

            2、混凝土碳化对混凝土构件回弹的影响

            2.1 少量碳化有助于回弹读数的提高

            少量碳化有助于改善混凝土的部分机能，使回弹读数得到一定的提高。碳化使混凝土表面形成CaCO3薄膜，使混凝土表面层孔隙被Ca-CO3结晶填充，从而改善混凝土表面的硬度及密实性，混凝土回弹读数得到相应的提高。

            2.2 大量碳化使混凝土强度降低

            大量碳化使混凝土环境中的Ca(OH)2浓度降低，当Ca(OH)2浓度降至水泥水化物稳定所需浓度限值以下时，水泥水化物就会分解，放出CaO以维持溶液的[OH-]浓度，继续下去就会导致水化物晶体变成胶体，降低混凝土构件强度。混凝土构件强度降低，混凝土表面硬度相应降低，从而混凝土构件的回弹值也相应的降低。

            2.3 过量碳化使混凝土构件回弹值急剧下降

            混凝土碳化生成的CaCO3使混凝土变脆，过量碳化使混凝土出现收缩、涨裂，导致混凝土表面松散，在回弹过程中吸收部分弹击能量，降低回弹数值。同时碳化加快混凝土收缩，使混凝土表面发生微裂纹，为各种侵蚀解质（如CO2等）进入混凝土内部提供条件，加速混凝土碳化，使混凝土表面状况直线下降，从而使混凝土回弹推定值大幅下降。

            2.4 混凝土碳化对钢筋耐久性的影响

            混凝土碳化使混凝土的碱度降低，完全碳化区的pH值由12左右降至9以下，钢筋表面的钝化膜发生破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用而导致钢筋锈蚀。混凝土的碳化由表及里，空气中的CO2首先扩散至混凝土内部的毛细管孔隙中与水泥水化产生氢氧化钙和水化硅酸钙等水化产物相互作用形成碳酸钙，使混凝土的碱度逐渐降低。当碳化层达到钢筋后，便会破坏钢筋的钝化膜层，其周围若存在发生电化腐蚀所需的水分和氧气或者某些有害成分时，混凝土中的钢筋将产生锈蚀，体积膨胀，呈现多孔疏松状态，极易透气和吸水，因此加剧了钢筋的锈蚀。钢筋锈蚀产生的体积膨胀，由于内部应力的作用使混凝土产生裂缝，甚至产生混凝土表面崩落。
   3混凝土碳化的控制措施

        3.1水泥品种和标号的选择

        在施工过程中应综合考虑各种因素进行水泥品种的选择，比如建筑物的地理位置、环境条件、气候等。当在水位变化区域应选用抗硫酸盐的普通硅酸盐水泥；当在水闸室等高速水流冲刷的区域，应选用高标号的水泥；当在严寒地区也应选用硅酸盐水泥。

        3.2骨料的选用

        在混凝土混合料中选用级配良好的抗酸性骨料可以有效的缓解混凝土的碳化作用。在骨料中应尽量避免存在针片、片状的骨料以及粉尘。

        3.3选择合适的配合比、控制拌合加水量

        配合比是指混凝土中各种原材料采用的用量之比。根据相关的研究可以知道，在混凝土拌和过程中，如果使用的水量过大，水分蒸发之后会在混凝土中产生通道，从而加大孔隙率，这样会降低混凝土的密实度，继而降低混凝土的强度和耐久性，因此混凝土的抗碳化性能会下降。但是水量不能过少，应在满足水泥水化生成凝胶体的用水量的基础上尽量减少用水量。

        3.4适当加入外加剂及添加剂

        在进行混凝土的拌和中，加入减水放裂剂可以有效的减少用水量，一般可以减少25%左右，同时还能改善水泥浆的稠度，提高混凝土的密实度和抗裂性能。在混凝土中还可以加入适量的添加剂，比如粉煤灰等，这样提高混凝土的密实度和强度。

        3.5加强养护

        在混凝土养护的早期，应使混凝土保持适宜的温湿环境，这样是为了达到两个目的，第一个目的是为了避免混凝土出现湿度变形的问题，防止出现有害的冷缩和干缩问题；第二个目的是为水泥的水化作用创造有利的环境，从而促使水泥顺利的完成水化。混凝土的保温和保湿措施往往是相关联的，当进行保温时往往伴随着保湿效果。从理论上来讲，混凝土中所添加的水分完全能够满足水泥水分的要求，但是在施工过程中往往会由于蒸发作用而丧失部分的水分，从而影响到水泥的水化作用。混凝土的表面由于直接受到环境温度和湿度的影响，是最容易产生水分蒸发的位置，因此在混凝土浇筑完成之后的前面几天，应加强混凝土的养护，这在施工过程中应特别注意。混凝土的养护后期其目的是为混凝土结构内部还未完成水化的水泥颗粒提高适宜的条件，从而使水化作用继续进行，最终生成凝胶体。随着时间的延续，混凝土的强度会逐级变大。

        结束语

        受外界因素以及一些施工养护手段的影响，混凝土碳化是难以避免的现象，要想减少混凝土碳化速度，一方面须从设计和施工方面加强研究，采用新型材料，替代传统的结构材料，优化结构设计方案，在施工中加强监测采集数据建立数据库，同时采取一定的措施对混凝土加强养护，减小环境对混凝土碳化速度的影响。另一方面，加强学术交流，掌握当前国际最前沿，加强新材料的研究开发，从客观条件上，减小混凝土碳化的速度，延长建筑物使用寿命。提高经济效益和社会影响。

        参考文献

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