简述钢筋混凝土碳化影响因素

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 简述钢筋混凝土碳化影响因素 钢筋混凝土以优越的性价比广泛 运用在建筑业的各个方面,成为现代土木 工程建筑必不可少的材料。但是, 钢筋 混凝土的碳化效应是不可忽视的。钢筋 混凝土使用年限越长,碳化效应给结构物 带来的危害就越大，严重影响了建筑物 的实用性。混凝土的碳化效应已经成为 2 1 世纪工程界的重大课题之一。对这 一现象进行详细研究和分析，从以下两 个方面简述钢筋混凝土碳化影响产生的 原因及影响因素。 中国论文网 /2/view-12911050.htm 一、混凝土碳化原理 钢筋混凝土碳化是一个化学反应 过程。钢筋混凝土长期暴露在自然坏境 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 下，再加上适当的温度、湿度，空气中 的 CO浸入到硬化的水泥浆细孔 中，与混凝土中 Ca(OH)2 反应形成 CaCO3，使得混凝土碱度降低。碳化就 是 CO从混凝土表面浸入到混凝 土内部的过程。碳化不仅降低了混凝土 碱度，而且减弱了对钢筋的保护作用， 使钢筋更加容易锈蚀。水泥中大约 75% 都是硅酸三钙和硅酸二钙，水泥完全水 化后，生成的水化硅酸钙凝胶约占总体 积的 50%，氢氧化钙约占 25%。水化硅 酸钙决定水泥石的强度，在混凝土中水 泥石的含量占总体积的 25%。 混凝土的结构呈现毛细管孔 隙状，而这些毛细管孔隙不仅包括 混凝土成型时残留在其中的气泡，水泥 石中的毛细孔和凝胶孔，以及水泥石和 集料接触处的孔穴；而且其中还可能有 因水泥石的干燥收缩和温度变形而形成 的微裂痕的存在。就普通混凝土而言， 孔隙率一般不会超过 8-10%。这时，大 气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的孔隙中，接着遇到毛细孔中的水分而 溶解，与在水泥水化过程中产生的水化 硅酸钙和氢氧化钙等水化产物相互作用， 直接生成碳酸钙等产物。所以，混凝土 中存在着的孔隙，以及水分和空气，是 混凝土碳化的主要原因。 虽然混凝土碳化增加了混凝土强 度，减少了渗透性。这可能是因为碳化 过程中放出的水分，使得水泥水化;另外， 碳酸钙沉淀缩小了水泥石的孔隙;然而， 混凝土碳化后，使其碱性降低，加快了 钢筋腐蚀。 二、影响混凝土碳化的因素 建筑物混凝土碳化的影响因素多 样化，既有有内在因素，也有外界因素。 1、内在因素 首先，水泥品种因素会在一定程 度上影响碳化速度。不同的水泥由于其 有着不同的矿物组成、混合材量、外加 剂、生料化学，这对水泥的活性和混凝 土的碱度有所影响，碳化速度也受其影 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 响。一般来说，水泥熟料越多，则混凝 土的碳化速度就越慢。外加剂（减水剂、 引气剂）一般对抗渗性都有积极影响， 使得碳化速度减弱。早强剂则会严重影 响钢筋锈蚀，使其锈蚀速度加快，应对 其用量严格控制。 其次，集料品种和级配因素也对 碳化速度有所影响。集料品种和级配影 响着内部孔隙结构差别，直接影响混凝 土的密实性。混凝土的材质越致密坚实， 级配越好，其碳化的速度就越慢。 再次，磨细矿物掺料的品种和数 量因素和碳化速度也有着密不可分的关 系。具有活性水硬性材料的掺料能使其 不能自行硬化，但能与在水泥水化中产 生的氢氧化钙或者与加入的石灰相互作 用而形成强而稳定的胶结物质，降低混 凝土碱度。在水灰比不变采用等量代换 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。 最后，水泥用量也会影响碳化速 度。 增加水泥用量的作用体现在两个 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 方面：一方面，可以改变混凝土的和易 性，增强混凝土的密实性；另一方面还 可以增加混凝土的碱性储备，增强其抗 碳化性能，最终使得碳化速度减慢。 2、外界因素 首先，酸性介质因素极大程度上 影响了混凝土碳化。渗入到混凝土孔隙 中的酸性气体（如 CO）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 物发生中和反应，使得水泥石逐渐变质， 降低混凝土的碱度，这是引起混凝土碳 化的直接原因。试验研究指出，混凝土 的碳化速度与二氧化碳的浓度的平方成 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 蚀的另一个重要原因是由于氯离子 （CL-）的作用。氯离氯化钙的高吸湿 性特点，使其浓度及湿度较高，剧烈地 破坏钢筋的钝化膜，这时钢筋发生溃烂 性锈蚀。 其次，温度和光照也决定着混凝 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 土的碳化过程的快慢。 如果混凝土温 度骤降，其表面收缩就会产生拉力。一 旦超过混凝土的抗拉强度，就会导致混 凝土表面开裂，形成裂缝或逐渐脱落， 给二氧化碳和水分的渗入创造了条件， 使得混凝土碳化加快。混凝土温度在向 阳面比背面高，这时二氧化碳在空气中 的扩散系数较大，给其与氢氧化钙反应 创造了有利条件。阳光的直接照射，促 使其化学反应和碳化速度加快。 再次，含水量和相对湿度对碳化 过程的有着不小的影响。 周围介质的 相对湿度直接对混凝土含水率和碳化速 度系数的大小造成影响。过高的湿度 （如 100%） ，使混凝土孔隙充满水，阻 碍二氧化碳扩散到水泥石中；而过低的 湿度（如 25%） ，则使孔隙中没有足够 的水为二氧化碳生成碳酸创造条件，抑 制碳化作用。当周围介质的相对湿度为 50-70%时，混凝土碳化速度达到最快。 因而，混凝土的含水量及周围介质的相 对湿度决定了混凝土碳化速度。实际工 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 程中湿度明显影响混凝土结构上下部的 碳化程度轻重。 最后，冻融和渗漏也影响着碳化 过程。在混凝土浸水饱和或水位变化部 位，温度交替的变化，使混凝土内部孔 隙冻结膨胀和融解松弛交替进行，造成 大面积混凝土疏松剥落或产生裂纹，导 致混凝土碳化。水渗透会使加速混凝土 中的氢氧化钙流失，在混凝土表面形成 碳酸钙结晶，引起混凝土水化产物的分 解，最终其结果是严重降低混凝土强度 和碱度，导致钢筋锈蚀。 实践证明，钢筋混凝土碳化的影 响因素是多样的。既有诸如水泥品种、 集料品种和级配因素、磨细矿物掺料的 品种和数量等内部因素；也有像酸性介 质因素、温度和光照等