混凝土碳化

减水剂对粉煤灰影响 电通量
碳化深度
2 1 0
DK-7% DK-4 碳化深度
减水剂对矿粉影响 电通量与碳化关系曲线碳化与电通量关系
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
1
2
3
4
5
6
7 8
9 10 11 12 13
7 试验结果分析
1、电通量表征混凝土的导电能力，侧面反映混凝 土的密实度，电通量越低，密实度越大。 2、由上图可以看出，电通量与混凝土碳化值成正 比关系，电通量越低，碳化值越低。
混凝土碳化性能研究技术交流
大连市建筑科学研究设计院 股份有限公司 2010.01.13
1 混凝土碳化概述
狭义碳化：碳化是特指潮湿空气中的二氧化碳扩散侵入混凝土
中与氢氧化钙反应生成碳酸钙的反应，又称碳酸盐化，日本叫作中性 化。
广义碳化：凡是能与Ca（OH）2进行中和反应的一切酸性气体，
如SO2、SO3、H2S以至于气相HCL等，均能进行上述中和反应，使混 凝土碱度降低，故混凝土碳化应广义地称为“中性化”。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
粉煤灰 矿粉
6 拆模时间对碳化影响
编号 水泥 砂 石 粉煤灰 水 DK-7% 拆模时 碳化深 间（h） 度（mm）
3-1
3-2
320
320
743
743
1027
1027
80
80
205
205
1.2
1.2
21
30
1、拆模时间对碳化的影响
2、养护条件对碳化的影响
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
内因（材料因素）：混凝土的碱度和密实度
在环境条件相同的情况下，碳化速度本身的碱要取决于混凝土本 碱度及抗渗性，碱度越大抗渗性强的混凝土，碳化速度慢，也就 说明混凝土的抗碳化性能强 。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
4 混凝土碳化的因素总结
外因（环境因素）：相对湿度（50~75%）和CO2浓度
3 混凝土碳化的因素
外因（环境因素）：相对湿度（50~75%）和CO2浓度
因为碳化是液相反应，十分干燥的混凝土即一直处于相对湿度低 于25%空气中的混凝土很难碳化；在空气湿度50%～75%的大气 中，不密实的混凝土最容易碳化；但在相对湿度>95%的潮湿空 气中或在水中的混凝土反而难以碳化，这是因为混凝土含水时透 气性小，碳化慢；在湿度相同时，风速愈高、温度愈高，混凝土 碳化也愈快；混凝土碳化速度与空气中CO2浓度的平方根成正比。
碳化深度 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 80 碳化深度
矿粉等量取代
粉煤灰超量取代
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
同水泥量粉煤灰外掺
5 试验结果
掺合料对碳化深度的影响
碳化
14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 80 160 40+40 80+80 掺量 粉煤灰与矿粉对碳化影响曲线
化学侵蚀：“碳酸气”和“含碳酸的水”与混凝土中氢氧化钙
作用机理和效果是不一样的，不能都叫做碳化。在水下的混凝土是不 受碳化作用的。水中溶解的二氧化碳与混凝土的作用是一种侵蚀作用， 效果是形成碳酸氢钙而被溶出，是一种溶析性破坏。但是并不是水中 只要有二氧化碳都有侵蚀性，那些与水中碳酸氢钙相平衡的二氧化碳 没有侵蚀性，称作平衡二氧化碳，其余的才是侵蚀性二氧化碳。 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(平衡二氧化碳） CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2（侵蚀性二氧化碳）
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
2 混凝土碳化危害
造成钢筋锈蚀：
碳化导致混凝土的碱度降低，减弱了混凝土对钢筋的保护作用， 可能导致钢筋的锈蚀。
引起混凝土开裂：
碳化会引起混凝土收缩（碳化收缩），容易会使混凝土的表面 产生细微的裂缝。
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
谢谢各位！
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
6 试验结果
深度（mm）
14.0 6.0 12.0 5.0 10.0 8.0 6.0
mm
4.0 3.0
2.0 4.0 1.0 2.0
0.0 0.0 标养 21 自然养
30
时间（h）
拆模时间碳化曲线 养护条件对碳化影响（标准碳化）
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
6 试验结果分析
1、拆模时间对混凝土碳化影响较大，应适当延长拆
混凝土的养护方式（温度、湿度、风速、养护剂等） 拆模时间
内因（材料因素）：混凝土的碱度和密实度
混凝土水灰比 水泥种类及用量 混合材的种类及掺量 密实度（抗渗透性） 振捣成型
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
5 混凝土碳化存在的问题？
混凝土掺入掺合料碳化深度是否会增加？——消耗碱
模时间。 原因： （1）拆模早，混凝土表面潮湿，适于碳化。 （2）拆模早，失水大，混凝土表面水化不充分， 密实度差，碳化大。
2、养护条件对混凝土碳化影响很大。 主要原因： （1）自然养护湿度小，碳化大。 （2）标准养护水化充分，混凝土密实度大，碳化 小。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
10
11 12 13
400
240 240 240
768
768 768 768
1017
1017 1017 1017 80 160 80
190
190 190 190
2%
2% 2% 2%
注：坍落度控制200-210mm
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
5 水灰比（或水泥用量）的影响
编号 1 2 W/C 0.68 0.51 水泥 300 400 砂 804 743 石 1066 1027 水 200 205 DK-7% 1.2 1.2
205
205 205 205
1.2
1.2 1.2 1.2
1.7
3.7 4.2 2.8
6
240
743
1027
160
205
1.2
3.8
说明： 6个配比胶凝材料相同，用粉煤灰或矿粉等量取代水泥，进行试验， 比较粉煤灰，矿粉两种掺合料对混凝土碳化的影响，以及掺量对 碳化的影响。 结果： (1)实验表明，（2，3，4）（2，5，6）比较，等量取代水泥，掺 量越大，碳化深度越大。 (2)(3.5)(4,6)比较，同掺量时，粉煤灰较矿粉碳化深度大。
205 205 205
1.2
1.2 1.2 1.2
1.7
3.7 2.8 3.2
9
320
676
1014
160
205
1.2
1.6
结果： (1) （3，7，5）比较，双掺时，碳化值介于，碳化深度越大。 (2）（3，5，7）与9比较，超量取代时，可见碳化深度大明显降低， 可以达到纯水泥的碳化深度。 结论：配制混凝土掺入掺合料时宜采用超量取代法控制碳化。
结论： 碳Baidu Nhomakorabea与混凝土的密实度有密切关系。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
8养护剂对碳化的影响
编号 1 2 3 4 种类 基准混凝 土 1#养护剂 2#养护剂 3#养护剂 标准碳化 深度mm 5.51 2.84 2.64 2.72 自然碳化 mm 2.86 1.03 0.92 1.65 强度MPa 45.8 47.8 47.6 46.7
结论： 水灰比越小，水泥用量越多，碳化越小。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
注：坍落度控制200-210mm
5 等量取代掺合料对碳化影响
编号 水泥 砂 石 粉煤 灰 矿粉 水 DK-7% 碳化深度（mm）
2
3 4 5
400
320 240 320
743
743 743 743
1027
1027 1027 1027 80 160 80
1027
1027 1027 1027 80 160 80
205
205 205 205
1.2
1.2 1.2 1.2
6
7 8 9
240
320 240 320
743
743 743 676
1027
1027 1027 1014 40 80 160 160
160
40 80
205
205 205 205
1.2
1.2 1.2 1.2
注：坍落度控制200-210mm
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
5 超量取代掺合料对碳化影响
编号 水泥 砂 石 粉煤灰 矿粉 水 DK-7% 碳化深度 （mm）
2
3 5 7
400
320 320 320
743
743 743 743
1027
1027 1027 1027 40 80 80 40
205
注：坍落度控制200-210mm
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
5 水灰比（或水泥用量）的影响
碳化深度
h
4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.68 W/C自然碳化曲线 0.51 W/C
9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.68 W/C标准碳化曲线 0.51 W/C
注：坍落度控制200-210mm
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
5 试验结果
掺合料对碳化深度的影响
碳化深度 14.0 12.0 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 0 80 160 0.5 0.0 0 80 160 碳化深度 1.0 2.5 2.0 1.5 碳化深度 碳化深度
粉煤灰等量取代
7 密实度对碳化的影响
密实度对碳化影响
mm/×200c
8 7 6 5
DK-7%
碳化深度 5.0 4.0 3.0 碳化深度 2.0 1.0 0.0 DK-4 DK-7%
碳化深度
1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
碳化深度
DK-4
4 减水剂对纯水泥影响 3
5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 碳化深度
掺粉煤灰、矿粉会增大碳化吗？ 拆模时间对碳化有无影响？
碳化与哪些因素有关？
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
5 进行混凝土碳化试验表
编号 1 水泥 300 砂 804 石 1066 粉煤灰 矿粉 水 200 DK-7% 1.2
2
3 4 5
400
320 240 320
743
743 743 743
实验表明： 喷养护剂能够显著降低混凝土的碳化。 能适当提高混凝土的强度。
大连市建筑科学研究设计院股份有限公司
8小结
1、影响混凝土碳化的主要因素：密实度、养护湿 度和CO2浓度。 2、改善措施： 通过改变养护条件和增加密实度，提高抗碳化能 力。 （1）降低水胶比 （2）采用高塑化性减水剂 （3）通过掺合料的超量取代，提高混凝土密实度。 （4）加强保湿养护。 （5）延长拆模时间。 （6）刷涂混凝土养护剂，保水，隔离CO2