引言
混凝土作为建筑业应用最多、最广泛的建筑材料,具有广泛的实用性和良好的经济性,而混凝土的碳化问题直接影响到混凝土的使用寿命,碳化使混凝土呈中性化,进而易引起钢筋锈蚀,最终影响钢筋混凝土结构的耐久性。
随着建筑材料和混凝土技术的发展,矿物掺合料的应用越来越广泛,在混凝土中的掺量也越来越大。矿物掺合料的应用,在环境保护和资源综合利用等方面发挥重要的作用,与此同时,因为其与水泥不同的水化机理,矿物掺合料对结构工程施工质量、工程实体养护质量的管理和控制技术提出了更高的要求,由此带来的混凝土碳化问题也凸显出来。如一些工程在结构验收时,由于混凝土碳化深度过大而导致回弹强度值达不到设计要求,致使工程无法验收。所以,分析混凝土碳化的主要影响因素,从混凝土的配合比技术及施工的管理上采取科学有效的措施,控制混凝土的生产及施工质量是非常重要的。
1混凝土碳化原理及其影响因素分析
1.1混凝土碳化原理
混凝土是多孔结构,从表面到内部分布着大大小小的毛细孔、气泡等,导致环境中的CO2、SO2等酸性气体侵入水泥石结构内部,与水泥石中的水化产物相互作用,发生一系列复杂的物理化学反应。
主要的碳化反应方程式为:
CO2+H2O=H2CO3
Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O
CaSiO3+H2CO3=CaCO3+SiO2+H2O
碳化反应导致混凝土碱性降低,呈中性化,对钢筋的保护作用削弱,影响结构的耐久性。
混凝土掺入大量矿物掺合料,会使混凝土中出现“贫钙”的问题,即大量活性掺合料的二次水化消耗胶材中的游离氢氧化钙,导致混凝土的碱性降低,加剧了混凝土的碳化,进而影响结构的耐久性。
1.2混凝土碳化影响因素
影响混凝土碳化的因素很多,主要分为外因(混凝土服役环境,外部条件)和内因(内在结构)两大类。本文主要是研究在混凝土生产和施工过程中对混凝土碳化影响较大,并且通过采取适当的技术方案和措施能够有效控制的影响因素。通过对混凝土碳化及其影响因素的理论分析,结合工程实践数据的积累,在研究应用中选择了混凝土矿物掺合料的掺量、混凝土的浇筑振捣方式、混凝土的早期养护等主要影响因素,设计了正交试验的方案。
2混凝土碳化试验方案
以普通C30混凝土为例,保持水胶比不变,设计矿物掺合料掺入量不同的5个混凝土配合比,通过调整外加剂掺量控制出机混凝土塌落度为mm±10mm,将成型的试件置于不同养护环境下,重点观察混凝土碳化深度的变化,同时