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混凝土碳化的過程及對(duì)其作業(yè)的不利方面

混凝土碳化是影響溫凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要原因之一,通過對(duì)混凝土碳化機(jī)理以及影響因素的分析,我們可以采取更好的相關(guān)控制措施來減少碳化的危害。

[關(guān)鍵詞]混凝土;碳化;影響因素;控制措施

空氣、土壤或地下水中酸性物質(zhì),如CO2、HCl、SO2、Cl2深入混凝土表面,與水泥石中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的過程稱為混凝土的中性化?;炷猎诳諝庵械奶蓟侵行曰R姷囊环N形式,它是空氣中二氧化碳與水泥石中的堿性物質(zhì)相互作用很復(fù)雜的一種物理化學(xué)過程。在某些條件下,混凝土的碳化會(huì)增加其密實(shí)性,提高溫凝土的抗化學(xué)腐蝕能力,但由于碳化會(huì)降低混凝土的堿度,破壞鋼筋表面的鈍化膜,使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,給混凝土中鋼筋銹蝕帶來不利的影響。同時(shí),混凝土碳化還會(huì)加劇混凝土的收縮,這些都可能導(dǎo)致混凝土的裂縫和結(jié)構(gòu)的破壞。由此可見,混凝土的碳化對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有很大的影響。因此,混凝土碳化機(jī)理、影響因素及其控制的分析很重要。

1混凝土的碳化機(jī)理

1.1碳化反應(yīng)[1]

混凝土的基本組成材料為水泥、水、砂和石子,其中的水泥與水發(fā)生水化反應(yīng),生成的水化物自身具有強(qiáng)度(稱為水泥石),同時(shí)將散粒狀的砂和石子粘結(jié)起來,成為一個(gè)堅(jiān)硬的整體。混凝土的碳化,是指水泥石中的水化產(chǎn)物與周圍環(huán)境中的二氧化碳作用,生成碳酸鹽或其他的物質(zhì)的現(xiàn)象。碳化將使混凝土的內(nèi)部組成及組織發(fā)生變化。由于混凝土是一個(gè)多孔體,在其內(nèi)部存在大小不同的毛細(xì)管、孔隙、氣泡,甚至缺陷等??諝庵械亩趸际紫葷B透到混凝土內(nèi)部充滿空氣的孔隙和毛細(xì)管中,而后溶解于毛細(xì)管中的液相,與水泥水化過程中產(chǎn)生的氫氧化鈣和硅酸三鈣、硅酸二鈣等水化產(chǎn)物相互作用,形成碳酸鈣。所以,混凝土碳化也可用下列化學(xué)反應(yīng)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,混凝土的碳化是在氣相、液相、和固相中進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜的多相物理化學(xué)連續(xù)過程。

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作者來源: 昌利建機(jī)

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