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影响混凝土碳化的因素有哪些

发表时间:2022-09-26  |  点击率:340
  由于空气、土壤和地下水中有着各种各样能影响混凝土碳化的物质,所以混凝土碳化的因素是多方面的,但从混凝土的碳化机理可以知道,自身的密实性及其Ca(OH)2等碱性物质的含量是影响混凝土碳化的最主要原因。其中的材料因素和环境因素以及施工的因素等是最为突出的。
  1材料因素
  1.1水灰比的影响
  混凝土的抗碳性不仅仅是依靠Ca(OH)2的量,在Ca(OH)2固定不变的情况下,二氧化碳的量也将影响着混凝土的碳化。这两者对水泥的水化有着重要的意义。所以二氧化碳在混凝土中的扩散能力是混凝土碳化的一项重要指标。在相同条件下,水灰比值越大,二氧化碳扩散的越快,碳化深度也会越快,但是二者其实并不是呈线性的关系,有研究表明它们存在一定的数学函数关系。
  1.2水泥品种的影响
  水泥品种的不同选择在单位体积相同条件下,混凝土的碳化速度也是不同的。同等强度水泥与早强水泥相比,抗碳化的性能更差。火山灰配置的混凝土比普通的混凝土抗碳化性能更差。
  1.3水泥用量的影响
  水泥的用量会影响着混凝土中可碳物质的用量。水泥中含碱量越多,孔溶液中的PH值会越高值,使得部分碳化后的混凝土中CaCO3的沉淀浓度会减少,在一定程度上可以改善混凝土的整体密实性。在其他用量不变时,水泥用量的增加会使得混凝土碳化的速度有所减小。在水泥用量增多的同时,混凝土构件的整体密实度也会随着加大,二氧化碳在混凝土内部的渗透能力将逐渐减小,保证钢筋不会因为混凝土的碳化而进一步锈蚀。
  1.4掺合料的影响
  混凝土中掺入矿渣、粉煤灰等活性物质的掺和料,过多的活性物质与水泥水化后的氢氧化碳结合,致使碱性物质在混凝土中总量下降,对混凝土的碳化起了加速的作用。粉煤灰混凝土相对于后期而言,早期有着较好的抗碳化能力,但是随着时间的推移,由于粉煤灰与混凝土中的碱性物质发生了化学反应,所以抗碳能力会不如没有掺杂粉煤灰的混凝土。
  混凝土中加入了掺和料有着两种不同的作用:一方面,因为加入的掺和料,取代了水泥的部分用量,使得水泥的用量会有所减少,水用量保持固定的情况下,水灰比也会增大,水泥水化反应后的碱储备量会因此减少,导致混凝土的抗碳性能降低;另一方面,掺和料参与了二次水化反应,混凝土的空隙得到有效的填充,混凝土的整体密实性会因此提高。所以粉煤灰的用量必须控制在一定的范围内,才能发挥出好的性能。
  1.5外加剂的影响
  外加剂中的活性物质与混凝土有很好的适应性,但是相同的外加剂掺入不同品种的水泥,配制时对混凝土的抗碳能力也可能有不同的结果。适当合理的外加剂,可以与混凝土很好的相结合,使混凝土构件更具有牢固性。一般来说,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。
  2环境因素
  环境因素主要包括了自然环境和使用环境两个方面。自然环境包括环境相对湿度,室内外温度、应力以及二氧化碳浓度等;使用环境主要指混凝土构件的所能承受的受力水平,受力水平也是通过二氧化碳浓度的高低和碳化的速度来反应混凝土的碳化。
  2.1环境相对湿度的影响
  相对湿度较高时,混凝土内部的空隙中水分会阻碍甚至停止二氧化碳的扩散,二氧化碳与混凝土的中性化反应受到抑制,从而混凝土的抗碳化性能会提高;相对湿度较低时,混凝土内部会相对畅通,二氧化碳可以顺利的流通,但是此时混凝土的水分欠缺,使得水化反应的效率将变慢,在一定程度上也可以使混凝土的碳化随之减慢。空气中的二氧化碳浓度可以分为室内浓度与室外浓度。一般来说,室内的二氧化碳的浓度会比室外二氧化碳的浓度高,所以室内的混凝土碳化速度会略快。
  2.2环境温度的影响
  温度的高低也会影响着混凝土的碳化。温度越高,从物理学知识可以知道,离子运动速度加快,二氧化碳的扩散速度也会加快,因而混凝土的抗碳能力降低。一般来说,只要温度上升了10℃,化学反应的速度将提高2倍。但也有部分学者认为温度升高将使得二氧化碳的溶解率降低,使得混凝土的碳化也降低。所以温度高低的对混凝土碳化的影响因素到目前为止还没有得出一个*的标准。
  3施工因素
  搅拌、振捣和养护条件等施工因素也是影响着混凝土抗碳化的能力,混凝土的密实性最能体现出混凝土抗碳能力的优良。工程实践表明:在同样的基础条件下,优越的工程质量,使得混凝土的强度更高,整体密实性更好,抗碳的能力越高;反之,劣性的工程质量,会出现很多的裂缝、孔洞,疏松的混凝土,有利于二氧化碳的扩散,发生的化学反应,将使混凝土的碳化加重。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孔隙体积有着重要的影响,而且孔隙体积的大小又直接影响了混凝土的密实性,所以养护对混凝土有着极其重要的意义。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。