事关建筑结构安全！影响混凝土碳化深度的因素有哪些?[都市检测]

　　混凝土强度不达标的因素是有很多的，其中混凝土碳化深度对混凝土强度就有重大影响，混凝土碳化指混凝土中的Ca(OH)2与空气中CO2或水中溶解的CO2或其它酸性物质反应变成CaCO3而失去碱性的过程。混凝土碳化后会失去混凝土对钢筋的保护作用，严重时，可能导致钢筋混凝土构件中的钢筋生锈蚀膨胀破坏。影响混凝土碳化的因素有：材料因素、环境因素以及施工养护。

　　一、混凝土碳化情况评估方法

　　混凝土强度直接关系到结构的承载能力和长期使用安全性。混凝土的配合比，施工质量，环境恶化等因素直接影响混凝土性能。其中混凝土碳化是混凝土常见病害之一，他将导致混凝土力学性能，尤其是强度明显下降。混凝土碳化是指混凝土中的Ca(OH)2与空气中CO2或水中溶解的CO2或其它酸性物质反应变成CaCO3而失去碱性的过程。

　　碳化会使混凝土降低甚至失去对钢筋的保护作用，甚至导致钢筋混凝土构件中的钢筋生锈蚀膨胀破坏。严重时导致混凝土失效。

　　因此评估混凝土的碳化情况和提高混凝土抗碳化能力尤为重要。

　　碳化深度是衡量混凝土碳化程度的一个重要指标。测试混凝土碳化深度的方法最常见的有“酚酞”法。测试原理是酞遇碱变红、遇酸不变色。当混凝土碳化后失去碱性，遇酚酞不变色，而内部未碳化的混凝土呈碱性，遇酚酞变为红色。

　　混凝土的碳化深度值是指混凝土表面至变红色位置的垂直长度，在工程实践中，测量混凝土构件碳化深度的仪器是碳化深度测量仪也叫“碳化尺”，测量方法如下：

　　（1）如下图布置碳化深度侧孔

　　（2）可采用锤子、凿子凿出直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度；

　　（3）清除粉末和碎屑，不得用水擦洗；

　　（4）用酚酞酒精液（1%～2%浓度）滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清晰时，应采用碳化深度测量仪测量已碳化（未变红）与未碳化（变红）混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，并应测量3次，每次读数应精确至0.25mm，将三次测量的平均值作为检测结果（精确至0.5mm）。

　　二、提高混凝土抗碳化能力的方法

　　影响混凝土碳化因素很多，常见的有材料、环境、施工养护等。清楚这些因素对于混凝土碳化的影响，可以提高混凝土抗碳化能力或减缓混凝土碳化速率。天津都市检测公司长年承揽混凝土结构检测业务，具有丰富的混凝土碳化检测经验，在浇筑后及时检测混凝土的性能，可以尽早采取混凝土碳化的防治措施。

　　（一）材料因素

　　（1）水泥品种

　　一般来说，早强型的水泥品种的抗碳化能力也较高，普通硅酸盐水泥要比早强硅酸盐水泥碳化稍快。对同一熟料的水泥来说，混合材含量越高，其碳化速度越快，如矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土的碳化速度比硅酸盐水泥混凝土的碳化速度快

　　从提高抗碳化性能的角度来说，混凝土生产时应优先选择硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，尽量避免使用矿渣硅酸盐水泥。还要充分考虑水泥对混凝土保水性的影响，选择泌水性能小的水泥，减少混凝土内部缺陷，提高混凝土自身密实，改善混凝土抗碳化性能。合理使用引气剂和减水剂，提高混凝土的耐久性，增加混凝土强度，提高抗碳化性能。矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，由于熟料降低，混合材数量多，配制混凝土时造成其体系碱含量降低，再加上早期水化速率慢，不利于混凝土抗碳化性能。

　　（2）水泥用量

　　水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。随着混凝土中水泥用量的增加，一方面增加混凝土中的碱含量，体系的pH值提高，有利于混凝土的抗碳化性能；另一方面水泥用量增加，加快了水泥的水化速度，提高了混凝土的早期强度，从而混凝土自身的密实性越高，二氧化碳的渗透能力随强度的增加逐渐降低，使得混凝土的碳化速度变慢。尽管增加水泥用量可以改善混凝土的碳化，但单凭增加水泥用量来降低混凝土碳化的方法，并不经济。

　　（3）骨料品种及级配

　　水灰比是混凝土中用水量与水泥的重量比。水灰比是混凝土配合比的重要参数，其直接影响混凝土的强度、耐久性和其他一系列物理性能。混凝土中的骨料本身一般比较坚硬、密实的材料。混凝土的碳化主要通过水泥浆体进行。骨料品种和级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响着混凝土的密实性。密实性差的混凝土，透气性大，CO2能通过骨料使混凝土碳化，材质致密坚硬，级配较好的骨料抵抗碳化的能力更强。

　　（4）外加剂

　　外加剂可以降低水胶比，改善混凝土的和易性，提高密实性，对混凝土的碳化具有改善作用。选用优质的加气剂和缓凝剂可以加强混凝土的工程质量，使混凝土发挥出更优越的性质，从而使碳化反应大大减低。

　　（二）环境因素

　　（1）湿度

　　混凝土碳化是液相反应，在空气湿度50%～75%的大气中，不密实的混凝土最容易碳化。

　　（2）光照和温度

　　混凝土碳化与光照和温度有直接关系。随着温度提高，CO2在空气中的扩散逐渐增大，为其与Ca（OH）2反应提供了有利条件。阳光的直射，加速了其化学反应，碳化速度加快。试验研究表明，CO2浓度10%，相对湿度80%的条件下，温度40℃混凝土的碳化速度是20℃的2倍；CO2浓度5%，相对湿度60%的条件下，温度30℃的碳化速度是10℃的1.7倍。

　　因此混凝土的最佳环境应为低温、避光环境。

　　（三）施工与养护

　　（1）施工

　　在施工工程中，混凝土搅拌不均匀或浇筑后振捣不足都会影响混凝土的匀质性和自身密实性，造成混凝土内部存在空洞、麻面等现象，混凝土的整体强度就会降低，CO2和水分渗入的可能性就大大提高，混凝土的抗碳化能力就会降低。相反，合理的施工工艺，使得混凝土的强度更高，整体密实性更好，抗碳的能力越高。

　　（2）养护

　　浇筑后的养护是影响混凝土密实性的一个重要因素。养护条件的不同也会使得水泥的水化反应结果不用，水化的程度对混凝土的密实性有重要影响，进而影响混凝土抗碳化能力。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出现裂缝等缺陷，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。一般来说，普通混凝土的蒸汽养护比一般自然养护的碳化速度高1.5倍。