混凝土碳化
混凝土碳化1
比较两图可以发现，经氯盐侵蚀后试样中初始的粗大孔隙均得以细化， 几乎不存在粗大孔隙结构。由左图（b）可以看到，未经氯盐侵蚀试 样的孔隙结构清晰可见，并且大多为连通孔隙，而在右图（b）中几 乎已经观察不到任何孔隙结构，与左图(b）相比其物质形态也发生了 很大变化。
环境因素
由上可知，混凝土经氯盐侵蚀后，混凝土的孔隙结构会得到细化，使混凝土更加 致密，阻碍CO2的进入，降低碳化速度。许晨等分析可能是由于氯盐的结晶体填 充了孔隙，也可能是由氯离子化学结合生成的复盐Friedel在孔隙中的沉积作用， 以及氯离子在C-S-H凝胶表面形成的化学吸附层所致。 虽然氯离子侵蚀能够降低碳化的速度，但是当氯离子侵蚀造成钢筋的锈蚀时，则 会加快碳化速度。
（降2低）而温增度大降，低0℃有达利到于最CO大2在值水0.3中3溶46解，。90C℃O以2在上水几中乎的为溶零解。度随温度
（3）温度降低有利于 CH在水中溶解。CH在 水中的溶解度随温度降 低而增大，0℃时达到 最大值0.18，随温度升 高而减小100℃时降到 最小值0.07。
环境因素
（4）温度升高，有利于CO2的扩散。 从前三条可以看出温度降低有利于增加增加反应物质浓度，有利于反应向正反应 方向进行。第四条则刚好相反。也正是因为这样的原因，故温度变化对混凝土碳 化的影响，各国学者看法不一。
混凝土碳化
小组成员：
目录
1 混凝土碳化的定义及机理 2 混凝土碳化的影响 3 混凝土碳化的影响因素 4 混凝土碳化的处理和预防措施 5 混凝土碳化的表征手段
混凝土碳化的定义
空气中的CO2扩散渗透进入到到混凝土孔溶液中,与可碳化物质发生 化学反应,使混凝土碱性程度降低的过程称为混凝土的碳化。
混凝土碳化机理
混凝土碳化
式中： x一碳化深度； 度；
t一碳化时间； [CO2]0一环境中CO2的浓
Dce一CO2扩散系数，
各参数都有明确的定义和量纲，相关文献中给出计算方法； 仅适用于普通硅酸盐水泥混凝土，对于其它水泥需要修正； 在较低湿度环境下计算值与试验结果相差较大。
(B) 经验模型： 多参数模型：如中国建筑科学研究院龚洛书。
3) 部分碳化区长度的主要影响因素：
环境湿度：当RH＝70％时部分碳化区很短，可忽略不计；当RH ＜ 60 ％时部分碳化区在整个碳化区中已占有一定比例且其长度随湿度下降而迅 速增大，此时应计及部分碳化的影响。
水灰比：相对湿度为50%条件下，混凝土部分碳化区长度随水灰比增加 而增大。
水泥用量：相对湿度为50%条件下，水泥用量对部分碳化区长度有一定 影响．总的趋势是水泥用量越大部分碳化区长度就越小 。
式中： xz、 xk一分别为混凝土自然碳化、快速碳化深度； tz、tk一分别为混凝土自然碳化、快速碳化时间； Cz、Ｃk一分别为混凝土自然碳化、快速碳化环境中CO2的浓度。
保护层厚度 / mm
20
20
20
实验28d碳化深度 / mm
4
8
10
碳化到钢筋表面时间 / 年 128
32
20
2.5 部分碳化区及其对钢筋锈蚀的影响
条件影响系数。
基于抗压强度的经验模型：如中国建筑科学研究院邸小坛。
α1、α2、α3—分别为混凝土养护条件、水泥品种、环境条件修正
系数。
(C) 基于扩散理论与试验的碳化模型：上海同济大学张誉。
x
C0
各碳化模型计算比较
某混凝土工程使用已44年，根据统计资料：周围环境CO2浓度约 0.25％，平均温度16.3℃，相对湿度79%；混凝土强度等级为C15，采 用32.5普通硅酸盐水泥，水泥用量为400kg/m3，水灰比为0.55；该结 构为现浇结构，自然养护，经测试混凝土平均碳化深度值为20.7mm。
混凝土碳化
混凝土碳化文档标题：混凝土碳化一、引言混凝土碳化是指混凝土中的水泥石碳酸钙与大气中二氧化碳反应，形成碳酸钙的化学过程。
混凝土碳化是混凝土耐久性的重要指标之一，主要影响混凝土的力学性能和耐久性。
本文将对混凝土碳化的原理、检测方法、碳化机理、影响因素以及防治措施进行详细介绍。
二、混凝土碳化的原理混凝土碳化的原理是由于二氧化碳的渗透，使水泥石中的碳酸钙分解，释放出水和二氧化碳，从而导致混凝土中水泥石中的碳酸钙含量减少，影响到混凝土的性能。
三、混凝土碳化的检测方法1. pH试纸法：通过将pH试纸浸泡在混凝土表面水槽中，观察试纸变色反应来判断混凝土碳化的程度。
2. 酚酞指示剂法：在混凝土表面涂覆酚酞指示剂，观察其颜色变化来判断混凝土碳化的程度。
3. 碳酸锂灰分法：将混凝土样品中的灰分与碳酸锂溶液反应，通过计算反应量来测定混凝土中的碳酸钙含量。
四、混凝土碳化的机理1. 二氧化碳的渗透：大气中的二氧化碳透过混凝土的孔隙进入混凝土内部。
2. 碳酸钙的分解：二氧化碳与水泥石中的碳酸钙反应水和二氧化碳。
3. 碱性物质的流失：碳酸钙的分解使混凝土中碱性物质流失，影响混凝土的抗腐蚀性能。
五、混凝土碳化的影响因素1. 混凝土配合比：水胶比的变化会影响混凝土内部的孔隙结构和渗透性，进而影响碳化的程度。
2. 混凝土强度：强度较低的混凝土更容易被二氧化碳渗透，导致碳化的发生。
3. 混凝土氯离子含量：氯离子会加速混凝土的碳化过程，增加混凝土的脆性。
六、混凝土碳化的防治措施1. 加强混凝土覆盖层厚度，减小二氧化碳的渗透。
2. 提高混凝土强度和密实性，减小碳化的程度。
3. 控制混凝土配合比，避免水胶比过大。
4. 合理控制混凝土中的氯离子含量，减缓碳化的速度。
七、附件本文档所涉及附件如下：1. pH试纸2. 酚酞指示剂3. 碳酸锂溶液八、法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下：1. 水泥石：水合硅酸钙和水合铝酸钙的胶束状固体。
混凝土碳化
混凝土碳化
混凝土碳化是指混凝土中的钙化学反应被破坏，导致碳酸盐与钙水泥反应生成碳化物。
这种反应会使得混凝土变得松散，弱化其结构性能，影响混凝土的强度和性能。
混凝土碳化是一种自然现象，会随着混凝土寿命的增加而不断加剧。
通常，混凝土中的钙与水反应，生成固体钙并随着时间积累。
然而，当混凝土中空气中的二氧化碳( CO 2 ) 与钙
反应时，就会导致碳酸盐( CaCO 3 ) 的形成，这也是混凝土碳化的主要原因之一。
混凝土碳化不仅会影响混凝土的结构性能，还会对环境造成重大影响。
由于混凝土碳化导致腐蚀加剧，会加剧钢筋受损，因此会导致建筑物的部分或全部坍塌。
此外，混凝土碳化还会释放有害物质，如二氧化碳、硫酸盐和氨气等，这对周围的环境和生态系统都有影响。
为了减少混凝土碳化的发生，可以采用一些措施。
首先，建造混凝土时可以使用防碳化剂或加入一些碳酸盐。
其次，通过保养和修复混凝土，可以提高其寿命并减少碳化现象的发生。
最后，在混凝土中添加少量的粒子，如硅酸盐和氧化物，也可以减少混凝土碳化的发生。
总的来说，混凝土碳化是混凝土寿命的一种自然现象，但它会对混凝土和环境造成重大影响。
因此，在建造和保养混凝
土时，应该采取措施来减少这种现象的发生，以确保建筑物在长期使用中的安全和可靠性。
什么是混凝土碳化,混凝土碳化怎么处理(一)2024
什么是混凝土碳化，混凝土碳化怎么处理（一）引言概述:混凝土碳化是指碳酸盐离子侵蚀混凝土结构的过程，常发生在混凝土表面。
碳化会导致混凝土结构的强度下降、腐蚀钢筋以及降低结构的耐久性。
因此，对混凝土碳化的处理是确保结构安全和延长使用寿命的必要措施。
本文将介绍混凝土碳化的定义及成因，并讨论处理碳化混凝土的方法。
正文:1. 混凝土碳化的定义- 碳化是指空气中的二氧化碳与混凝土中的水合氧化钙反应，生成碳酸盐的过程。
- 混凝土碳化一般在混凝土表面开始出现并逐渐向内部扩散。
- 碳化会导致混凝土pH值降低，钢筋易受到腐蚀，混凝土结构的强度和耐久性受到损害。
2. 混凝土碳化的成因- 环境因素：空气中的CO2是混凝土碳化的主要来源，高温、高湿等环境条件有利于碳化的发生。
- 混凝土配合比：水灰比过高、水泥粉磨度不足等会加速碳化的发生。
- 混凝土表面涂层：缺乏或损坏的表面涂层无法有效地阻止二氧化碳的渗透，加速混凝土碳化。
3. 处理碳化混凝土的方法- 表面修补：对已碳化的混凝土表面进行修补，修复好损坏的部分，阻止碳酸盐进一步侵蚀混凝土。
- 防水涂层：施加耐碳化的防水涂层，阻止二氧化碳的渗透，减缓混凝土碳化的速度。
- 封闭微细裂缝：微细裂缝是二氧化碳渗透混凝土的通道，封闭这些裂缝可以减少碳化的发生。
- 加固结构：对碳化严重的结构进行加固处理，提高结构的强度和耐久性。
- 改进配合比：合理控制混凝土的配合比，减少水灰比，提高混凝土的抗碳化能力。
4. 预防碳化混凝土的措施- 增加混凝土覆盖层厚度，减少二氧化碳渗透。
- 使用高性能水泥和控制水灰比，降低混凝土碳化的风险。
- 定期维护和检查混凝土结构，及早发现和处理碳化问题。
- 合理设计混凝土结构，避免出现过大的温湿度差。
总结：混凝土碳化是混凝土结构中碳酸盐离子侵蚀导致结构强度下降和耐久性降低的过程。
处理碳化混凝土可采取表面修补、防水涂层、封闭微细裂缝、加固结构以及改进配合比等方法。
什么叫混凝土的碳化(一)2024
什么叫混凝土的碳化（一）引言：混凝土的碳化是指混凝土中所含的碳酸盐在大气中的作用下发生化学反应，导致碳酸盐溶解或转化为二氧化碳和水，从而引起混凝土碳化现象。
混凝土的碳化是混凝土结构耐久性的一个重要指标，对于加强混凝土的抗碳化能力和延长混凝土的使用寿命具有重要意义。
正文：一、影响混凝土碳化的因素1. 大气环境：酸性、碱性与湿度是影响混凝土碳化的关键因素之一。
高温、潮湿的环境会加速混凝土碳化的速度。
2. 混凝土配比：水灰比、水胶比、用水质量等都会直接影响混凝土碳化的程度。
3. 混凝土成分：粉煤灰、硅灰、膨胀剂等添加剂的使用会对混凝土碳化产生不同的影响。
4. 混凝土修补材料：修补材料的选择和使用会影响混凝土碳化的扩散和抵抗能力。
5. 混凝土施工质量：混凝土的浇筑方式、养护条件等对混凝土的碳化产生重要影响。
二、混凝土碳化的过程1. 碳酸盐的溶解：大气中的二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应，产生碳酸钙。
碳酸钙溶解在水中，形成氢氧根离子和碳酸盐离子。
2. 碳酸盐的转化：混凝土中的氢氧根离子与二氧化碳反应，生成碳酸根离子和水。
碳酸盐溶解于水中的过程称为碳酸盐的转化。
3. 混凝土中碳酸盐的迁移：碳酸盐会通过孔隙迁移到混凝土的内部，导致混凝土内部的碳化现象。
4. 混凝土碳化带的形成：混凝土中碳酸盐的迁移逐渐形成了混凝土碳化带，尤其是在混凝土表面和暴露部位。
5. 碳化对混凝土性能的影响：混凝土碳化会导致混凝土的物理与力学性能下降，如强度降低、抗渗性能变差等。
三、混凝土碳化的危害1. 结构强度降低：混凝土碳化会导致混凝土的强度降低，影响结构的承载力。
2. 具有腐蚀性：碳酸盐的产生会导致混凝土的pH值下降，使得混凝土中的钢筋易受腐蚀。
3. 影响使用寿命：混凝土碳化会使混凝土结构的使用寿命缩短，增加维修与更换成本。
4. 对环境的影响：混凝土碳化会加剧大气中的二氧化碳排放，对环境造成负面影响。
四、混凝土碳化的防治措施1. 选择合适的混凝土配比：优化配合比，控制水灰比、水胶比等，提高混凝土的致密性和强度。
混凝土碳化的原因及防治措施
混凝土碳化的原因及防治措施混凝土碳化是混凝土耐久性低耐久性重要缺陷之一，许多因素都会导致混凝土碳化，主要原因包括：
1、混凝土表面污染：混凝土表层污染物，如油污、灰尘等，会破坏混凝土表面的密封，使氯离子易于渗入，对钢筋的腐蚀会加快氧化混凝土的速度，最终导致混凝土碳化。
2、空气污染：空气污染物如碳氧化物、臭氧等，会腐蚀混凝土表面，降低混凝土表面防水性能，使混凝土表层更易损坏。
3、接触及重力作用：混凝土受重力作用或接触空气、湿地土壤，都会使混凝土表层受损，进而加快混凝土碳化进程。
防治措施如下：
1、做好混凝土水凝土施工严格按设计规范建设，使混凝土性能达到设计要求，以保证长期的使用寿命。
2、做好防护措施。
采用增韧材料，减少或避免混凝土表层受到重力作用或接触空气、湿地土壤；采用耐腐蚀的涂料，防止混凝土表层受到空气污染等损坏。
3、加强表面防护，采用防水、抗渗、耐腐蚀的涂料，能保证混凝土表面AK，延长其使用寿命。
4、做好清洁，及时清除混凝土表面的污染物，以降低混凝土表层受到破坏的可能性。
混凝土碳化
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
(水化硅酸钙)
3CaO•SiO2 •3H2O+CO2 → 3CaCO3+2SiO2+3H2O
(钙矾石)
3CaO •Al2O3 •3CaSO4 • 32H2O+3CO2 3CaCO3+2Al(OH)3+3CaSO4 •H2O+23H2O
由此可见，混凝土碳化是在混凝土的气相、液 相、固相中进行的一个十分复杂的多相物理化 学连续过程。
2.混凝土碳化机理：
3CaO•SiO2 +3.1H2O → 1.7CaO•SiO2•1.8H2O+0.3Ca(OH)2
•
混凝土具有毛细—孔隙结构的特点，包括混凝 土成型残留的小气泡，水泥石中的毛细孔和凝胶 孔，以及水泥石和集料接触处的孔穴等。此外还 可能有水泥石干燥收缩和温度变形引起的微小裂 缝。
温、湿度 CO2浓度 表面覆盖层
受力状态
高应力作用
－－
5. 混凝土碳化深度检测与预测方法
1) 检测方法
X射线法: 通过X射线衍射仪，直接测量出混凝土
中不同深度处水泥石所含氢氧化钙与碳酸钙晶体的含 量，判断出混凝土受碳化情况。可同时测得完全碳化 与部分碳化深度，适用于实验室精确测量。
化学试剂法: 利用不同化学试剂在不同pH值环境 下的颜色变化，测出混凝土碳化深度。常用1%浓 度的酚酞酒精溶液，以pH＝9为界线，已碳化区 呈无色，未碳化区呈粉红色。
主要通过消耗其中可碳化物质以延缓CO2侵入混凝土 速率；不含可碳化物质覆盖层（沥青、涂料、瓷砖 等），因其结构致密，能封堵混凝土表面部分开口孔 隙，从而延缓碳化速度。
• ⑧ 受 力状态:
混凝土碳化
混凝土的碳化空气、土壤、地下水等环境中的酸性气体或液体侵入混凝土中，与水泥石的碱性物质发生反应，使混凝土中的pH值下降的过程称为混凝土的中性化过程，其中，有大气环境中的CO2引起的中性化过程称为混凝土的碳化。
由于大气中均有一定含量的CO2，碳化是最普遍的混凝土中性化过程。
混凝土碳化反应产生的CaCO3和其他固态产物堵塞在孔隙中，使已碳化混凝土的密实度与强度提高。
另一方面，碳化使混凝土脆性变大，但总体上讲，碳化对浑天力学性能集构建受力性能的负面影响不大，混凝土碳化的最大危害是会引起钢筋锈蚀。
谈话时一般大气环境下混凝土中钢筋钝锈的前提条件，从而影响混凝土结构的耐久性。
由于碳化使混凝土的孔隙率降低，密实度提高，因而使混凝土的力学性能和构件的受力性能发生一定变化。
根据唐岱新等人的研究，碳化使混凝土的抗压强度明显提高，劈拉强度略有提高，弹性模量有所提高，受压应力- 应变曲线上升段和下降段变陡，混凝土的脆性变大，峰值应力提高，风之应变变化不明显。
碳化还使混凝土与光面钢筋及变形钢筋的粘结强度有所提高。
由于一般情况下混凝土的碳化深度较浅，大致与钢筋保护层厚度相当，故混凝土碳化引起的混凝土强度、脆性变化对混凝土力学性能集构建受力性能的影响并不大。
混凝土碳化对混凝土结构的制药负面影响在于其引起的钢筋锈蚀耐久性问题。
孔隙水与环境湿度之间通过温室平衡形成稳定的孔隙水膜。
环境中的CO2气体通过混凝土孔隙气体相向混凝土内部扩散并在孔隙水中溶解，同时，固态Ca(OH)2在孔隙水中溶解冰箱其浓度低区域（已碳化区域）扩散。
溶解在孔隙水中的CO2与Ca(OH)2发生化学反应生成CaCO3，同时，CSH也在固液界面上发生碳化反应。
碳化反应的结果，一方面生成的CaCO3和其他固态物质堵塞在混凝土孔隙中，使混凝土的孔隙率下降，大孔减少，从而减弱了后续的CO2扩散，兵士混凝土的密实度提高；另一方面，孔隙水中Ca(OH)2浓度及pH值降低，导致钢筋脱钝而锈蚀。
什么叫混凝土的碳化(二)2024
什么叫混凝土的碳化（二）引言概述：
混凝土的碳化是指在混凝土中含有一定量的水分和二氧化碳的
条件下，水和二氧化碳渗入混凝土内部，使混凝土中的水泥矩阵发
生化学反应，导致混凝土的物理和力学性能发生变化。
本文将从五
个大点进行阐述混凝土的碳化现象，包括碳化的原因、碳化的危害、碳化的影响因素、碳化的检测方法以及预防混凝土碳化的措施。
正文内容：
一、碳化的原因
1. 混凝土中的水和二氧化碳相互作用
2. 水泥矩阵中的钙氢石灰石反应
3. 高温和湿度条件下的碳化
4. 次生碳酸盐的形成
二、碳化的危害
1. 减少混凝土的强度和耐久性
2. 降低混凝土结构的承载力
3. 促进钢筋锈蚀
4. 影响混凝土的外观和美观性
三、碳化的影响因素
1. 混凝土中的水胶比
2. 混凝土中的氢离子浓度
3. 混凝土中的二氧化碳浓度
4. 混凝土的孔隙度
5. 混凝土的温度和湿度条件
四、碳化的检测方法
1. PH试纸检测
2. 碳酸盐酸浸试验
3. 电阻法测定碳化深度
4. 超声波测试碳化情况
5. 红外光谱分析法
五、预防混凝土碳化的措施
1. 控制混凝土中的水胶比
2. 采取化学密封剂防止水分渗透
3. 提高混凝土浇筑质量
4. 使用防碳化剂控制碳化过程
5. 加强混凝土保护层的养护工作
总结：
混凝土的碳化是由于混凝土中的水和二氧化碳相互作用所引起的，会给混凝土的强度和耐久性带来一系列的危害。
混凝土碳化的影响因素与检测方法不同，我们可以通过控制水胶比、使用化学密封剂和防碳化剂以及加强保护层的养护工作等预防措施来降低混凝土的碳化程度，延长混凝土的使用寿命。
混凝土碳化
保护层厚度 / mm
20
20
20
实验28d碳化深度 / mm
4
8
10
碳化到钢筋表面时间 / 年 128
32
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2.5 部分碳化区及其对钢筋锈蚀的影响
问题提出：1994年，英国学者Parrott试验发现：当用酚酞试剂测定 的碳化深度发展到距离钢筋表面一定深度而并未到达钢筋表面时，钢 筋便开始锈蚀，而且随着碳化深度的增加，钢筋诱蚀速度加快，直到 碳化深度发展到超过钢筋位置某个长度时，锈蚀速度才稳定下来 ？
混凝土强度: 混凝土强度越高，其碳化速度越小；但试验结果离 散较大，主要是由于强度难以反映水泥用量等对碳化速率的影响。
施工质量：密实性差及存在蜂窝、麻顶、漏浆、裂缝等缺陷部位的碳化深 度比振捣密实、表面无缺陷部位大得多。
2) 环境因素
温、湿度: 温度升高可促进混凝土碳化速度；相对湿度为 50％ ~70％的中等湿度环境下，混凝土碳化速度最快。
本章内容
混凝土碳化机理 混凝土碳化的影响因素 混凝土碳化深度的检测与预测方法 混凝土快速碳化试验 部分碳化区及其对钢筋锈蚀的影响 碳化对混凝土强度与钢筋锈蚀的影响 碳化混凝土的再碱化技术
2.1 混凝土碳化机理
大气中的CO2通过孔隙向混凝上内部扩散并在孔隙水中溶解，固 态Ca(OH)2在孔隙水中溶解并向其浓度低的区域(已碳化区域)扩散； 溶解在孔隙水中的CO2与Ca(OH)2发生化学反应生成CaCO3；同时， CSH、AFt等水化物也在固液界面发生碳化反应：
CO2浓度: 碳化速度与空气中CO2浓度的平方根近似成正比关系。
表面覆盖层: ➢ 含可碳化物质的覆盖层(水泥砂浆)，主要通过消耗其中可碳化物 质以延缓CO2侵入混凝土速率； ➢ 不含可碳化物质覆盖层（沥青、涂料、瓷砖等），因其结构致密， 能封堵混凝土表面部分开口孔隙，从而延缓碳化速度。
混凝土碳化原因及控制
混凝土碳化原因及控制混凝土碳化是指在环境中二氧化碳的作用下，混凝土中的碱性成分（主要是氢氧化钙）与二氧化碳反应生成碳酸盐的过程。
这种反应会导致混凝土中钙离子减少，使得混凝土的碱性降低，从而威胁到混凝土结构的耐久性和承载力。
1.混凝土材料：混凝土中水泥的质量、配料比、强度等因素会直接影响碳化的程度。
水泥质量差、配料不当会导致混凝土孔结构不均匀，从而加速碳化的发生。
2.外部环境：二氧化碳的浓度、湿度、温度等环境因素都会对混凝土的碳化产生影响。
湿度高、温度适宜的环境会加速混凝土中二氧化碳的溶解和渗透，导致碳化加剧。
3.外部因素：外部雨水、酸雨、大气污染物等也是加速混凝土碳化的因素。
雨水中的酸性物质会与二氧化碳发生反应，使得碳化的速度加快。
为了控制混凝土碳化，可以采取以下几种措施：1.防止二氧化碳渗透：加强混凝土结构的防水性能，减缓二氧化碳在混凝土中的渗透，可以采用防水层、防渗剂等材料进行处理。
2.提高混凝土表面的碱性：通过涂覆碱性物质（如含氢氧化钙的涂料）来提高混凝土表面的碱性，延缓碳化的发生。
3.控制混凝土的水胶比：合理控制水胶比可以降低混凝土的孔隙率，减少二氧化碳的渗透，从而延缓碳化的发生。
同时也要合理选择水泥种类和控制水泥与水的反应量。
4.使用抗碳化混凝土和添加剂：抗碳化混凝土可以通过控制原材料的选择和配比来减缓碳化的发生。
另外，可以添加一些抗碳化剂（如磷酸盐）来提高混凝土的耐碳化性能。
5.加强维护和保护：定期进行维护和保护措施，及时修补开裂和脱落部位，减少二氧化碳的侵入。
总之，为了控制混凝土碳化，需要从混凝土材料和结构设计两个方面入手，合理控制水泥质量和水胶比，加强混凝土的防水性能和碱性，减少二氧化碳的渗透，并及时进行维护和保护。
这些措施将有助于延缓混凝土的碳化过程，提高混凝土结构的耐久性和承载力。
混凝土碳化原理及防治方法
混凝土碳化原理及防治方法一、混凝土碳化原理混凝土碳化是指混凝土中的水泥石中的氢氧化钙和二氧化碳在空气中相遇后形成碳酸钙的过程。
碳酸钙的生成会导致混凝土中的pH值下降，从而使混凝土中的钢筋失去保护，从而加速钢筋锈蚀的速度。
混凝土碳化的原因多种多样，主要包括以下几个方面：1. 混凝土表面暴露：混凝土表面的暴露程度越高，暴露时间越长，混凝土碳化的速度就越快。
2. 水泥品质：水泥中氧化钙含量越高，混凝土碳化的速度就越快。
3. 混凝土强度：强度越低的混凝土，其碳化速度也越快。
4. 外界环境：外界环境中的二氧化碳浓度越高，混凝土碳化的速度也就越快。
二、混凝土碳化的危害混凝土碳化会对混凝土结构的耐久性产生极大的影响，主要表现在以下几个方面：1. 降低混凝土的pH值：混凝土中的pH值在碳化的过程中会下降，从而使得混凝土中的钢筋失去保护，加速钢筋锈蚀的速度。
2. 减少混凝土的抗压强度和抗拉强度：混凝土碳化会导致混凝土中的钙化合物被分解，从而减少混凝土的抗压强度和抗拉强度。
3. 提高混凝土的渗透性：混凝土碳化会使混凝土中的孔隙变得更加开放，从而提高混凝土的渗透性。
4. 加速混凝土的老化：混凝土碳化会加速混凝土的老化，从而缩短混凝土结构的使用寿命。
三、混凝土碳化的防治方法为了保证混凝土结构的耐久性，必须采取一系列的措施来防止混凝土碳化。
以下是几种有效的混凝土碳化防治方法：1.提高混凝土品质：通过提高混凝土的材料品质和施工质量来减缓混凝土碳化的速度。
2. 防止混凝土表面暴露：通过使用合适的保护材料来遮盖混凝土表面，从而减缓混凝土碳化的速度。
3. 使用防碳化混凝土：防碳化混凝土是一种特殊配方的混凝土，它的碳化速度非常缓慢，可以有效地防止混凝土碳化。
4. 使用耐碳化剂：耐碳化剂是一种特殊的化学剂，可以在混凝土中形成一层保护膜，从而防止混凝土碳化。
5. 采用电化学防腐技术：电化学防腐技术是一种利用电流和电位控制钢筋锈蚀的技术，可以有效地防止钢筋的锈蚀，从而减缓混凝土碳化的速度。
混凝土的碳化
混凝土的碳化前言在混凝土建筑工程中，混凝土必须是耐久性的（混凝土耐久性是指混凝土在所使用的环境中保持长期性能稳定的能力）。
如耐久性能不足，就会造成结构物不同程度的损坏，一旦被损坏，所作修复工作投入的人力、物力往往是很大的；如耐久性能不足，甚至整个工程就会完全遭到破坏，给国家造成重大损失。
因此提高混凝土的耐久性、对延长混凝土建筑物的使用年限，节约国家对建筑的投资，具有重要的现实意义和深远的历史意义。
影响混凝土耐久性的因素是多方面的，而其中重要因素之一就是混凝土的碳化。
混凝土碳化，会引起钢筋锈蚀，导致其体积膨胀，使混凝土保护层开裂，直至使混凝土剥落，严重的影响了混凝土建筑物的耐久性。
因此必须采取相应措施，防止混凝土的碳化或降低碳化速度。
1.定义混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。
空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。
2.原理混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。
空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。
水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为纯化膜。
碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。
可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
3.影响因素影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。
首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同，水泥品种是影响混凝土碳化的主要因素。
混凝土碳化的机理
混凝土碳化的机理关键信息项：1、混凝土碳化的定义：＿___________________________2、碳化的影响因素：＿___________________________21 二氧化碳浓度：＿___________________________22 环境湿度：＿___________________________23 混凝土的孔隙结构：＿___________________________24 水泥品种和用量：＿___________________________25 水灰比：＿___________________________26 养护条件：＿___________________________3、碳化的化学过程：＿___________________________31 二氧化碳与氢氧化钙的反应：＿___________________________32 二氧化碳与水化硅酸钙的反应：＿___________________________4、碳化对混凝土性能的影响：＿___________________________41 强度变化：＿___________________________42 钢筋锈蚀：＿___________________________43 耐久性降低：＿___________________________5、碳化的检测方法：＿___________________________51 酚酞试剂法：＿___________________________52 热分析方法：＿___________________________53 气体渗透法：＿___________________________11 混凝土碳化的定义混凝土的碳化是指空气中的二氧化碳与水泥石中的碱性物质发生化学反应，使混凝土的碱度降低，从而导致混凝土性能发生变化的过程。
混凝土碳化的原理及其危害
混凝土碳化的原理及其危害一、混凝土碳化的定义和概述混凝土碳化是指混凝土中的碳酸盐与空气中的二氧化碳反应，形成碳酸钙的过程。
在混凝土中，主要存在的碳酸盐是钙基碳酸盐，其中又以普通钙质水泥中的钙基碳酸盐为主。
混凝土碳化是一种自然老化现象，会对混凝土结构的性能和使用寿命产生影响。
二、混凝土碳化的原理混凝土碳化的原理是混凝土中的碳酸盐与空气中的二氧化碳反应，形成碳酸钙。
这个过程可以分为以下几个步骤：1.空气中的二氧化碳进入混凝土中空气中的二氧化碳含量大约为0.03%，当二氧化碳进入混凝土中后，会与混凝土中的水反应，形成碳酸。
2.碳酸与混凝土中的钙离子发生反应混凝土中的钙离子与碳酸发生反应，形成碳酸钙。
这个过程可以表示为：Ca2+ + CO2 + H2O → CaCO3 + 2H+3.碳酸钙沉积在混凝土中碳酸钙是一种不溶于水的物质，会沉积在混凝土中，形成碳化层。
随着时间的推移，碳化层会不断扩散，影响混凝土的性能和使用寿命。
三、混凝土碳化的危害混凝土碳化会对混凝土结构的性能和使用寿命产生影响，主要表现在以下几个方面：1.降低混凝土的强度碳酸钙的体积比碳酸盐大，会导致混凝土的体积膨胀，从而降低混凝土的强度。
2.降低混凝土的耐久性碳酸钙的形成会使混凝土中的钙离子流失，从而降低混凝土的碱度，使得混凝土失去对钢筋的保护作用，从而导致钢筋锈蚀、混凝土龟裂等问题。
3.影响混凝土的外观混凝土中的碳酸钙会使混凝土表面呈现出灰色或白色，影响混凝土的外观。
4.影响混凝土的使用寿命混凝土碳化会导致混凝土中的钢筋锈蚀、混凝土龟裂等问题，从而影响混凝土的使用寿命。
四、混凝土碳化的预防措施为了避免混凝土碳化带来的危害，需要采取以下预防措施：1.降低混凝土的水泥用量混凝土中的水泥含量越高，混凝土碳化的速度就越快。
因此，可以采用低水泥配合比的混凝土来降低混凝土碳化的速度。
2.加强混凝土的密实性混凝土的密实性越好，空气中的二氧化碳就越难进入混凝土中，从而降低混凝土碳化的速度。
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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 。
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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
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。
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
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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。
注：坍落度控制200-210mm
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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
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
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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
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
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。
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）
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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
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谢谢各位！
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结论： 水灰比越小，水泥用量越多，碳化越小。
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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
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。
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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。
注：坍落度控制200-210mm
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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
注：坍落度控制200-210mm
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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
结论： 碳化与混凝土的密实度有密切关系。
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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
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。
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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
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
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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
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？
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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
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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
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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）
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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
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