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混凝土碳化的过程及对其作业的不利方面

混凝土碳化是影响温凝土结构耐久性的重要原因之一,通过对混凝土碳化机理以及影响因素的分析,大家可以采取更好的相关控制措施来减少碳化的危害。

[关键词]混凝土;碳化;影响因素;控制措施

空气、土壤或地下水中酸性物质,如CO2、HCl、SO2、Cl2深入混凝土表面,与水泥石中的碱性物质发生反应的过程称为混凝土的中性化。混凝土在空气中的碳化是中性化常见的一种形式,它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用很复杂的一种物理化学过程。在某些条件下,混凝土的碳化会增加其密实性,提高温凝土的抗化学腐蚀能力,但由于碳化会降低混凝土的碱度,破坏钢筋表面的钝化膜,使混凝土失去对钢筋的保护作用,给混凝土中钢筋锈蚀带来不利的影响。同时,混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩,这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。由此可见,混凝土的碳化对钢筋混凝土结构的耐久性有很大的影响。因此,混凝土碳化机理、影响因素及其控制的分析很重要。

1混凝土的碳化机理

1.1碳化反应[1]

混凝土的基本组成材料为水泥、水、砂和石子,其中的水泥与水发生水化反应,生成的水化物自身具有强度(称为水泥石),同时将散粒状的砂和石子粘结起来,成为一个坚硬的整体。混凝土的碳化,是指水泥石中的水化产物与周围环境中的二氧化碳作用,生成碳酸盐或其他的物质的现象。碳化将使混凝土的内部组成及组织发生变化。由于混凝土是一个多孔体,在其内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡,甚至缺陷等。空气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中,而后溶解于毛细管中的液相,与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸钙。所以,混凝土碳化也可用下列化学反应表示:

CO2+H2OH2CO3

Ca(OH)2+H2CO3CaCO3+2H2O

3CaO·2SiO2·3H2O+3H2CO33CaCO3+2SiO2+6H2O

2CaO·SiO2·4H2O+2H2CO32CaCO3+SiO2+6H2O

可以看出,混凝土的碳化是在气相、液相、和固相中进行的一个复杂的多相物理化学连续过程。

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编辑来源: 方泰建机

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