冻融和碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响

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混凝土氯离子侵蚀分析

混凝土氯离子侵蚀分析混凝土作为一种常用的建筑材料，在日常的建设和使用中扮演着重要的角色。

然而，由于外界环境的影响，混凝土结构往往会受到氯离子的侵蚀。

本文将对混凝土氯离子侵蚀的原因、影响以及防控措施进行分析和探讨。

一、混凝土氯离子侵蚀的原因混凝土结构受到氯离子侵蚀的主要原因是外界环境中含有氯离子的物质，比如海水、盐湖水、工业废水等。

这些含氯离子的物质会通过渗透、浸泡等方式进入混凝土结构内部，导致氯离子与混凝土中的水化产物反应，从而破坏混凝土的结构。

二、混凝土氯离子侵蚀的影响1. 结构破坏：氯离子与混凝土内部的钙离子反应生成溶解性的氯化钙，从而破坏混凝土内部的结构。

随着氯离子的不断侵蚀，混凝土的抗压强度和耐久性会逐渐下降。

2. 钢筋锈蚀：混凝土中的钢筋是提供强度和稳定性的重要组成部分。

然而，氯离子的侵蚀会导致钢筋锈蚀，从而破坏钢筋与混凝土之间的黏结力，加速混凝土结构的老化和破坏。

3. 导电性增加：氯离子侵蚀会导致混凝土导电性的增加。

这可能对混凝土结构内部的电子设备和电气系统产生干扰，影响其正常运行。

三、混凝土氯离子侵蚀的防控措施为了降低混凝土结构受到氯离子侵蚀的影响，以下是几种常见的防控措施：1. 表面涂层防护：采用防氯离子渗透的特殊涂层，在混凝土结构表面形成一层保护膜，防止氯离子的侵入。

2. 材料加防：通过在混凝土的原材料中引入防护剂，如氯盐抑制剂、表面活性剂等，可以减缓氯离子的渗透和侵蚀作用。

3. 合理设计：在建筑设计中，应合理选择混凝土的配合比例和混凝土强度等参数，以提高混凝土结构的抗氯离子侵蚀能力。

4. 定期维护：对于已建成的混凝土结构，定期进行维护和检查是非常重要的。

可以通过清洗、修补表面涂层、防水处理等方式，延长混凝土结构的使用寿命。

四、结语混凝土结构受到氯离子侵蚀是造成结构老化和破坏的重要原因之一。

为了保护混凝土结构的完好性与稳定性，我们应该加强对混凝土氯离子侵蚀的认识，并采取相应的防控措施。

碳化对混凝土的影响

碳化对混凝土的影响一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施建设的材料。

然而，混凝土的性能受到许多因素的影响，其中包括碳化。

碳化是指混凝土中的碳酸盐与空气中的二氧化碳反应，导致混凝土中pH值下降，从而影响其力学性能和耐久性。

本文将探讨碳化对混凝土性能的影响。

二、碳化对混凝土力学性能的影响1. 压缩强度研究表明，当混凝土经过长时间的碳化作用后，其压缩强度会下降。

这是由于碳酸盐反应导致了钙石灰石晶体增长和孔隙率增加。

2. 抗拉强度与压缩强度类似，经过长时间的碳化作用后，混凝土的抗拉强度也会下降。

这是由于孔隙率增加和钢筋锈蚀所导致。

3. 弯曲强度经过长时间的碳化作用后，混凝土的弯曲强度也会下降。

这是由于碳酸盐反应导致混凝土中的钙石灰石晶体增长，从而导致混凝土的弯曲性能下降。

三、碳化对混凝土耐久性的影响1. 氯离子渗透性研究表明，经过长时间的碳化作用后，混凝土中氯离子的渗透性会增加。

这是由于孔隙率增加和钢筋锈蚀所导致。

2. 碱-骨料反应碳化还会引起混凝土中的碱-骨料反应。

这种反应会导致混凝土中产生大量水分和气体，从而使混凝土失去强度和稳定性。

3. 冻融循环经过长时间的碳化作用后，混凝土在冻融循环过程中容易开裂。

这是由于孔隙率增加和钢筋锈蚀所导致。

四、碳化对混凝土防护措施1. 表面涂层防护表面涂层防护是目前最常用的一种方法。

通过在混凝土表面涂上一层防水涂料或防腐涂料，可以有效地减缓混凝土的碳化速度。

2. 混凝土添加剂混凝土添加剂是一种可以改善混凝土性能的材料。

例如，硅酸盐添加剂可以提高混凝土的抗碳化性能。

3. 水泥掺合料水泥掺合料是一种可以降低混凝土碳化速度的材料。

例如，矿物掺合料可以降低混凝土中的孔隙率和提高其耐久性。

五、结论总之，碳化是影响混凝土性能和耐久性的重要因素。

通过了解碳化对混凝土性能和耐久性的影响，我们可以采取相应的防护措施来保证混凝土的质量和使用寿命。

混凝土受损的原因分析

混凝土受损的原因分析一、化学性因素1. 碳化：混凝土中的碳酸盐会与大气中的二氧化碳发生反应，形成碳酸盐，导致混凝土中钢筋锈蚀，从而引起混凝土开裂、脱落等问题。

2. 氯离子侵蚀：混凝土中的氯离子会侵蚀混凝土中的钢筋，使得钢筋生锈，进而导致混凝土开裂、强度下降。

3. 硫酸盐侵蚀：在含硫的环境中，硫酸盐会与混凝土中的水泥石发生化学反应，导致水泥石溶解，从而引起混凝土的破坏。

4. 酸雨侵蚀：由于工业排放和交通尾气等，大气中的酸性物质增多，与混凝土发生反应，导致混凝土表面产生腐蚀和侵蚀。

二、物理性因素1. 冻融循环：在寒冷气候中，混凝土受到冰冻和融化的交替影响，会导致混凝土中的水分结冰膨胀，从而引起混凝土的开裂、疏松等问题。

2. 热胀冷缩：混凝土在温度变化大的环境中，会因受热胀冷缩作用而发生裂缝、变形等问题。

3. 风沙侵蚀：在风沙环境中，风力和颗粒物会对混凝土表面进行侵蚀，导致混凝土表面磨损和剥落。

4. 振动影响：在交通等振动环境中，混凝土会因振动影响而发生裂缝、疲劳等问题。

1. 微生物侵蚀：在潮湿的环境中，混凝土会受到微生物的侵蚀，导致混凝土表面和内部产生腐蚀和破坏。

2. 植物生长：在混凝土缝隙中，植物的根系会生长，导致混凝土开裂和疏松。

四、施工质量及设计问题1. 配合比不合理：混凝土搅拌中水灰比、骨料比例等配合比不合理，造成混凝土强度不足、易裂、易开裂等问题。

2. 浇筑养护不当：混凝土浇筑和养护过程中，如未及时养护、养护环境不合理等问题，会导致混凝土强度下降和表面破损。

3. 钢筋保护不当：混凝土中的钢筋未得到有效的保护，会导致钢筋锈蚀，从而引起混凝土受损。

4. 设计问题：在混凝土结构设计中，如存在偏差、计算错误等问题，会导致混凝土受力不均匀、不合理等，进而引起混凝土受损问题。

碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响

文章编号：２３３４２１）３０１—５０５ —７Ｘ（０００ —４２０
ＤＩ１．９９ｊｉｎ０５ —７ｘ２１．３０８Ｏ：０３６／．ｓ．２３３４．０００．１ｓ
碳化程度对混凝土中氯离子扩散系数的影响
试块，再结合氯离子快速渗透试验，计算各混凝土试块的氯
离子扩散系数．验结果表明：试完全碳化试件与部分碳化试件的氯离子扩散系数未见明显差别；而完全未碳化试件的氯离子扩散系数最大，与已碳化试件有明显差距．混凝土的碳
ｃｌｒｄｉｕｉｎｃｅｆｉｎ；ｒｐｄｐｒｅｂｌｙｔｓ；ｐｈｏｉｅｄｆｓｏｏｆｉｅｔａｉｍａｉｔｅｔＨｆｃｅｉ
ｔｅｐｏｉｅｅｔｃｒｎｚｔｎｄｇｅｏｃｅｅｎｆｅｅｈＨｆｄｆｒｎｂｉｉｅｒｅｃｎｒｔｓａｄｏｒｓｆａｏａｏ
ｔｅｃａｇｓｏｈＨ．ｈｈｎｅｆｔｅｐＫｅｒｓｄｒｂｌｙｏｏｃｅｅｃｒｎｚｔｎｄｇｅｓｙｗｏｄ：ｕａｉｔｆｃｎｒｔ；ａｂｉａｉｅｅ；ｉｏｏｒ
第３第３期８卷２１００年３月
同济大ＯＯＧＩＮＶＲＩＹＮＴＲＬＳＩＮＥＯＲＡＦＴＮＪＵＩＥＳＴ（ＡＵＡＣＥＣ）
Ｖｏ．８Ｎｏ．１３３Ｍａ．２１ｒ００

冻融循环对混凝土中氯离子含量的影响及处理措施

冻融循环对混凝土中氯离子含量的影响及处理措施摘要本文通过分析冻融循环对混凝土中氯离子含量的影响,对海水中混凝土力学性能(抗压强度、抗折、劈拉强度、弹性模量)的影响,探讨了混凝土冻融循环的破坏机理。

处理措施:在混凝土中加入低掺量(体积掺量≤0.2%)聚丙烯腈有机纤维;在非冻融季节,对混凝土结构的常水位以下部位进行多次洒水养护;混凝土表面涂覆YJH渗透结晶型防水材料。

关键词冻融循环;氯离子的扩散性;聚丙烯腈有机纤维;YJH渗透结晶型防水材料0 引言北方地区的混凝土结构在常水位以下的部位,海水基本充满了混凝土的孔隙。

当冬季气温下降至水的冰点以下时,水就会结冰,结冰过程就等同于体积增加的过程,而孔的大小未变,必然会引起很大的孔壁压力,导致混凝土产生微小裂缝。

次年春天冰化成水,反复循环下,冰冻的破坏作用不断向深度发展。

在工程中,冻融循环对混凝土结构的影响不容忽视。

1 冻融循环对混凝土的影响1.1 冻融循环对海水中的混凝土力学性能的影响冻融循环对混凝土强度的影响较为明显,随着冻融次数的增加,混凝土各类强度均呈下降趋势。

冻融循环100次以后,强度下降幅度近似直线下降。

在抗压强度、抗折、劈拉强度中,抗折强度变化最快,下降幅度也最大。

因此,在以抗折为主的构件中,对混凝土的抗冻性应提出更高要求。

冻融循环等于100次时,海水中的混凝土抗压强度、抗折强度、劈拉强度分别下降至64%、34%、72%,在工程设计中必须考虑此项影响。

1.2 冻融循环对海水中混凝土耐久性的影响冻融循环对混凝土耐久性的影响主要表现在对氯离子扩散性的影响。

冻融循环会明显加强混凝土中氯离子渗透含量。

混凝土孔隙中的水因结冰而膨胀,使孔壁产生拉应力,扩展了混凝土原有的微裂缝,同时也会在内部产生新的微裂缝,当孔隙中的冰融化时,微裂缝又有所闭合。

随着环境温度的升降,微裂缝循环张开、闭合,并逐步增多、扩大,导致混凝土内部形成较多和较大的渗透通道,一旦微裂缝贯通,就大大增加了混凝土的渗透性。

混凝土中氯离子侵蚀与碳化的相互影响

第１４卷第３期２１０１年６月
建
筑
材
料
学
报
Ｖｏ＿４，．ＩｌＮＯ３
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＢＵＩＤＩＬＮＧＡＴＥＲＩＳＭＡＬ
Ｊｎ，０１ｕ．２ｌ
文章编号：０７９２（０１０ — ３６０１０ —６９２１）３０７—５
（ｎｔｕｅｏｔｕｔｒｌｇｎｅｉｇ，ＺｅｉｎｉｅｓｔＩｓｉｔｆＳｒｃｕａｔＥｎｉｅｒｎｈｊｇＵｎｖｒｉａｙ，Ｈａｇｈｕ３０５，Ｃｉａｎｚｏ１０８ｈｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｔｗｏｃｍｐａａｉｅｔｓｓｈａｅｎｅｉｎｅｏａｌｚｏｏｒｔｖｅｔｖｅｂｅｄｓｇｄｔｎａｙｅｃｍｂｉｅｆｅｔｏｈｌｒｄｅａｔｃｎａ — ｎｄｅｆｃｆｃｏｉｔａｋａｄｃｒｂｏｚｔｏｎｃｎｃｅｅＴｈｅｕｔｈｏｔｔｃｏｉｉｆｉｎｃｆｉｉｎｔｉｅｕｃｄａｌｔｌａｂｉａｎｉａｉｎｉｏｒｔ．ｅｒｓｌｓｓｗｈａｈｌｒｄｅｄｆｕｓｏｏｅｆｃｅｓｒｄｅｉｔｅｂｙｃｒｏｎｚ — ｔｏｉｎ，ａｏａｏｅｔａｉｅｋｔｔｒｔｏｆｃｒｏｎｚｔｏｏｓｆｒｄ．Ｆｉｏｅｓｒｃｕｅｏｏｎｄｌｃｌｃｎｃｎｒｔｏｎｐａａｈｅｆｏｎａｂｉａｉｎｚｎｅｉｏｍｅｎｅｐｒｔｕｔｒｆｃｎ— ｃｅｅｉｏｍｅｈｌｒｄｔａｋ，ｔｓｔｂｉｉｙｏｎｔ— ａｂｏａｉｎｏｆｔｏｃｅｅｉｉｎｉｉａｔｙｉ — ｒｔｓｆｒｄｂｙｃｏｉｅａｔｃｈｕｈｅａｌｔｆａｉｃｒｎｔｏｈｅｃｎｒｔｓｓｇｆｃｎｌｍｐｒｖｅｏｄ．ＦｕｔｒａｌｓｓｓｗｓｔｔｔｒｒｏｉｉｅａｄｎｇｔｖｆｅｔｆｃｒｏｎｔｏｎｏｎｃｌｒｄｅｐｎｒｈｅｎａｙｉｈｏｈａｈｅｅａｅｐｓｔｖｎｅａｉｅｅｆｃｓｏａｂａｉｈｏｉｅｅｔａｉｎｃｕｓｄＡｓｎｇａｉｅｅｆｃ，ｃｒｏｎｚｄｐｒｄｕｔｆｌｓｔｏｅｉｏｃｅｅ，ｗｈｉｈｐｅｅｔｈｌｒｄｅｒｔｏａｅ．ｅｔｖｆｅｔａｂｉｅｏｃｉｌｈｅｐｒｎｃｎｒｔｃｒｖｎｓｃｏｉｐｅｅｒｔｏｎｔａｉｎ．Ｈｏｖｒ，ｔｏｗｅｅｈｅｃｍｂｉｅｈｌｒｄｏａｅｒｌａｅｙｃｒｏｎｔｏｎｔｏｒａｌｃｌｃｎｃｎｔａｎｄｃｏｉｅｉｎｃｎｂｅｅｓｄｂａｂａｉｏｆｍｏａｏｅｒ — ｔｏｎｐａｉｅｋ，ｗｈｃｃｅｅａｅｈｏｒｄｎｅｒｔｏｉｈａｃｌｒｔｓｃｌｉｅｐｅｔａｉｎ．ＳＥＭｎｌｓｓｓｏｗｓｔｔｔｅｐｏｅｓｒｃｕｒｆｃｎｃｅｅａａｙｉｈｈａｈｒｔｕｔｅｏｏｒｔｉｈａｅｙｃｏｉｔａｋ．Ｔｈｉｙｂａｅｈｏｉｅｓｌｒｓａｓｆｌｉｈｅｐｅｏｎｒｔｓｃｎｇｄｂｈｌｒｄｅａｔｃｓｍａｅｃｕｓｄｂｙｃｌｒｄａｔｃｙｔｌｉｌｎｇｔｏｒｓｏｆｃｃｅｅａｔ

混凝土碳化对氯离子扩散影响试验研究

混凝土碳化对氯离子扩散影响试验研究
混凝土碳化是一种主要由混凝土材料遭受氧、碳、水等空气中的
化学反应得到的一种特殊结构状态，这种结构状态对氯离子的扩散有
影响。

现代建筑的混凝土材料大多是由水泥和砂混合而成，而混凝土
在水泥里扮演着重要的角色，它可以增加混凝土材料的抗气候性能及
使用寿命。

混凝土碳化对氯离子扩散的影响主要有两个方面：一是影响混凝
土内部氯离子的扩散；二是影响混凝土内部氯离子的放射性衰变。

其中，混凝土碳化可以降低内部氯离子的扩散，而混凝土碳化也可以促
进混凝土结构内部氯离子的放射性衰变，这可能会对混凝土的结构产
生一定的影响。

因此，为了解混凝土碳化对氯离子扩散的影响，许多国家对这一
问题进行了严格的实验研究。

首先，研究人员从混凝土样本中分离出
了氯离子，然后分析混凝土碳化过程中氯离子的水平分布特征及与混
凝土结构强度之间的关系。

其次，使用模拟计算，模拟混凝土碳化时
和不同混凝土组分中氯离子吸收和释放过程，不断Hi。

结果表明，碳
化的混凝土能够降低内部氯离子的扩散，而碳化混凝土的结构强度也
会随着氯离子体积和材料分散程度的增加而变弱。

总体而言，混凝土碳化对氯离子扩散的影响是存在的，而混凝土
碳化会影响混凝土结构强度，可以通过不同方式来控制氯离子的扩散。

因此，为了使混凝土碳化具有最大性能，我们可以采取有效的措施，
比如设计有效的混凝土配方、控制混凝土碳化进度等措施，来达到在
混凝土结构的安全和可靠性的同时，最大限度地控制氯离子扩散。

碳化和氯离子侵蚀导致混凝土开裂的原理

碳化和氯离子侵蚀导致混凝土开裂的原理混凝土是一种普遍用于建设的重要材料，但它也会受到碳化和氯离子侵蚀的影响。

碳化是一种由多种因素引起的反应，其中包括铁元素与混凝土表面受潮引起的氧化作用、汽油或汽油燃烧产生的有害化学物质以及混凝土与空气中大量气体结合而形成的混合燃料燃烧产生的腐蚀性气体等。

这种碳化反应会改变混凝土的粘结性、抗渗性以及表面的物理属性，甚至会引起混凝土的抗压强度下降和寿命缩短。

另外，氯离子侵蚀也会导致混凝土开裂。

氯离子侵蚀是由于在混凝土表面渗入氯离子，当氯离子积累到一定程度时，会改变混凝土的拉伸强度，直接导致混凝土受到拉应力，产生开裂。

此外，氯离子通过成分的组合引起的化学反应，并使表面的抗拉强度和物理力学性能受到影响，导致混凝土出现坑洼，容易产生裂缝。

因此，碳化和氯离子侵蚀常常导致了混凝土的开裂，使其失去了原有的物理力学性能和抗压性能，严重影响了混凝土的使用性能。

请阐述碳化和氯离子侵蚀导致混凝土开裂的原理

请阐述碳化和氯离子侵蚀导致混凝土开裂的
原理
碳化和氯离子侵蚀都是混凝土开裂的常见原因。

碳化是指当混凝土表面的碳化层逐渐腐蚀深入，导致钢筋暴露在空气中并逐渐生锈，最终导致混凝土龟裂、开裂。

而氯离子侵蚀是指当混凝土中存在氯化物，并随着时间的推移逐渐侵蚀和破坏钢筋和混凝土的结合部分，最终导致混凝土开裂、龟裂。

碳化和氯离子侵蚀导致混凝土开裂的原理是由于这两种侵蚀因素会破坏混凝土的结构，削弱混凝土的强度和耐久性。

碳化作用使得钢筋腐蚀，导致钢筋体积增大，进而压缩混凝土，使其开裂；而氯离子侵蚀则会破坏混凝土钢筋的保护层，进而导致钢筋腐蚀，混凝土的强度会逐渐降低，最终导致混凝土开裂。

因此，为了防止碳化和氯离子侵蚀引起混凝土的开裂，必须采取适当的保护措施，采用高质量的混凝土材料，避免混凝土表面与空气或含氯物质接触等。

混凝土的冻融循环性能及其影响因素

混凝土的冻融循环性能及其影响因素一、引言混凝土是一种广泛应用的材料，具有优良的力学性能和耐久性。

但是，在寒冷地区，混凝土在冬季遭受冻融循环的影响，会导致其力学性能和耐久性的降低，甚至破坏。

因此，深入研究混凝土的冻融循环性能及其影响因素，对于保障混凝土结构的安全和可靠性具有重要的意义。

二、混凝土的冻融循环性能冻融循环是指混凝土在冬季遭受低温冻结，随后在春季融化的过程。

混凝土在冻融循环过程中，会发生很多物理和化学变化，导致其力学性能和耐久性的改变。

1.力学性能的变化混凝土在冻融循环过程中，会发生冻胀和冻裂现象，导致其力学性能的降低。

冻胀是指混凝土在冬季遭受低温冻结时，其中的水分膨胀而导致体积增大。

冻裂是指混凝土在冬季遭受低温冻结时，由于体积增大而发生的裂缝。

冻胀和冻裂都会导致混凝土的抗压强度和抗拉强度的降低。

2.耐久性的变化混凝土在冻融循环过程中，还会发生氯离子渗透、碳化和硫酸盐侵蚀等化学反应，导致其耐久性的降低。

其中，氯离子渗透是指混凝土中的氯离子在冻融循环过程中，由于水分的变化和冰的形成而向混凝土内部渗透。

氯离子渗透会导致混凝土中钢筋的锈蚀和混凝土的开裂。

碳化是指混凝土中的碳酸盐在大气中的二氧化碳作用下，发生化学反应而产生的现象。

碳化会导致混凝土中钢筋的锈蚀和混凝土的酸性增强。

硫酸盐侵蚀是指混凝土中的硫酸盐在冻融循环过程中，由于水分的变化而发生化学反应而产生的现象。

硫酸盐侵蚀会导致混凝土中的钙铝酸盐水化物的脱钙和混凝土的开裂。

三、混凝土冻融循环性能的影响因素混凝土的冻融循环性能受到多种因素的影响，主要包括混凝土本身的性质、环境因素和施工工艺等。

1.混凝土本身的性质混凝土的强度、孔隙度、水胶比、骨料种类和骨料的粒径分布等，都会对混凝土的冻融循环性能产生影响。

一般来说，混凝土的强度越高，冻胀和冻裂现象就会越少。

孔隙度也是影响混凝土冻融循环性能的关键因素，孔隙度越大，混凝土的冻胀和冻裂现象就越明显。

水胶比越低，混凝土的抗冻性越好。

三大物质对混凝土的侵蚀.doc

三大物质对混凝土的侵蚀对清水混凝土的保护，主要是避免混凝土结构体长期显露自然，接触氧化物，二氧化碳、水份等物质，造成混凝土碱性值降低，进而破坏钢筋之钝化保护膜，致使钢筋腐蚀或混凝土表面菜裂。

1、炭化作用在混凝土结构中形成的氢氧化物（包括矽酸钙）和氢氧化钙Ca（OH）2，保持一个PH值在12-13之间的碱性环境。

在形成钝化层，以保护钢筋使之免受腐蚀。

而混凝土表面混凝土遇到空气中二氧化碳的作用，使氢氟化钙慢慢经过化学反应变成碳酸钙，使之碱性降低，碳化到钢筋表现时，大气中通常含0.2%-03%的二氧化碳，而助只要有大气存在的地方，就必然存在二氧化碳，而混凝土结构也有不少部分存在于二氧化碳环境中。

对于普通的硅酸盐而言，水化产生的氢氧化钙可达到整个水化物的10%-15%，这会降低混凝土的PH值。

当PH值低于9.5时，钢筋表面的钝化层就会遭到破坏，导致钢筋开始生锈。

一理钢筋生锈后，它的体积会明显增大，这种膨胀导致混凝土破裂并最终散裂。

2、氯化物作用混凝土属于碳性材料，其孔隙溶液的PH值为12-14，因而对钢筋具有较好的保护作用，有利于钢筋表面形成保护钢筋的钝化膜，但这种钝化膜只有在高碱性环境中才是稳定的。

如果周围环境PH值降到11.8时，钝化膜就开始变得不稳定。

当PH值值继续降到9.88时，钝化膜就开始变得难以生存或逐渐破坏。

使得进入混凝土中的氯离子吸附于钝化膜处，并使钝化膜的PH值迅速降低，逐步酸化，从而使得钝化膜被破坏，易发生锈继而锈蚀产物体积膨胀，使混凝土层开裂与脱落。

3、水作用混凝土在水化作用时，水泥中氯化钙生成氢氧化钙，使混凝土中含有大量的氢氧要离子，使PH值一般可达到12.5-13.5，钢筋在这样的高碱环境中，表面容易生成一层钝化膜，这种钝化膜能阻止钢筋的锈蚀。

混凝土的气孔具有吸水性，在与自然环境的长期接触过程中，水的渗透加快了混凝土内有孔区域的腐蚀。

尤其是对钝化膜遭到破坏，导致钢筋开始锈蚀。

混凝土采用微生物修复的原理

混凝土采用微生物修复的原理一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一，但长期的使用和自然环境的作用会导致混凝土的破坏和老化。

传统的修复方法需要大量的人力和物力，而且效果不佳。

近年来，微生物修复技术得到了广泛的关注和研究，这种技术可以在不破坏混凝土结构的情况下修复混凝土的缺陷和损伤，具有很好的应用前景。

二、混凝土的破坏机理混凝土的破坏主要有以下几种机理：1. 冻融循环：在冬季，混凝土中的水会被冻结，冻结后的水体积会扩大，导致混凝土产生应力，从而破坏混凝土的结构。

2. 碳化：混凝土中的碳酸盐会与二氧化碳反应，生成碳酸，会导致混凝土的pH值下降，从而破坏混凝土的结构。

3. 氯离子侵蚀：混凝土中的氯离子会与混凝土中的水化产物反应，导致产物破坏，从而破坏混凝土的结构。

4. 硫酸盐侵蚀：混凝土中的硫酸盐会与混凝土中的水化产物反应，导致产物破坏，从而破坏混凝土的结构。

三、微生物修复的原理微生物修复是指利用微生物修复剂，使微生物在混凝土表面生长繁殖，通过吸收、代谢和生物化学反应等过程，修复混凝土的缺陷和损伤。

微生物修复的原理主要有以下几点：1. 微生物代谢产物的作用：微生物在生长繁殖的过程中会产生酸、碱、氨气等代谢产物，这些代谢产物可以吸收混凝土中的水，形成水化产物，从而填补混凝土的缺陷和损伤。

2. 生物胶的作用：微生物在生长繁殖的过程中会产生生物胶，这些生物胶可以填补混凝土的缺陷和损伤，形成新的水化产物，从而修复混凝土的结构。

3. 微生物的酶的作用：微生物在生长繁殖的过程中会产生各种酶，这些酶可以降低混凝土的pH值，从而抑制混凝土的碳化作用；同时，这些酶可以分解混凝土中的硫酸盐和氯离子，从而防止混凝土的硫酸盐侵蚀和氯离子侵蚀。

四、微生物修复剂的种类微生物修复剂是指一种或几种微生物的混合物，常见的微生物修复剂有以下几种：1. 铁细菌：铁细菌可以在低氧环境下生长繁殖，可以吸收氧化铁和氧化铝，形成生物胶，从而修复混凝土的缺陷和损伤。

冻融损伤喷射混凝土永久支护结构碳化耐久性分析

冻融损伤喷射混凝土永久支护结构碳化耐久性分析随着城市化进程的不断加快和城市建设规模的不断扩大，地下空间的利用也变得越来越重要。

地下工程在地下水、地下室和地下车库等方面起到非常重要的作用。

地下工程的环境条件往往非常恶劣，例如地下水渗透，寒冷的温度和其他外部力导致了地下混凝土结构的损坏，对结构耐久性提出了更高的要求。

冻融损伤喷射混凝土永久支护结构碳化耐久性分析成为了必不可少的工作。

我们需要了解冻融损伤和碳化对混凝土的影响。

冻融损伤是指因冻融循环引起的混凝土材料体积膨胀和收缩，导致混凝土内部产生裂缝和损伤。

而碳化是指混凝土中的水溶性碱金属离子在二氧化碳的作用下发生化学变化，使混凝土的pH值下降，金属离子和氧分子会产生炭化反应，导致钢筋锈蚀，影响混凝土结构的使用寿命。

鉴于这些影响，我们需要对冻融损伤喷射混凝土永久支护结构进行碳化耐久性分析。

我们需要分析影响混凝土结构碳化耐久性的因素。

首先是混凝土材料的质量，包括水灰比、粒度曲线和混凝土致密性等。

水灰比是影响混凝土质量的关键因素之一，水灰比越小，混凝土的抗渗性和抗碳化性就越好。

其次是混凝土的含氧气量和含水量，含氧气量和含水量较大的混凝土碳化速度会加快。

混凝土的致密性、孔径分布和孔隙率也会影响碳化速度和结构的耐久性。

我们需要对支护结构的设计和施工进行分析。

喷射混凝土永久支护结构是地下工程中常用的一种支护结构，其设计和施工质量直接关系到结构的耐久性。

设计时需要充分考虑结构的抗冻融性和抗碳化性，采用合理的混凝土配合比和添加剂，以及做好适当的防护措施。

施工时要注意混凝土的浇捣质量，控制好水灰比和混凝土固化的时间，避免出现裂缝和气孔，从而影响结构的耐久性。

我们需要采取相应的技术措施和管理手段来提高支护结构的碳化耐久性。

可以采用耐碳化混凝土、防碱混凝土或者添加碳化抑制剂的方法来提高混凝土抗碳化性能。

可以采用涂料、沥青、土工合成材料等方法加强混凝土的抗渗性和抗碳化性。

对于已经出现碳化和冻融损伤的结构，可以采用防腐处理、修补和加固等技术手段来延长结构的使用寿命。

碳化对水泥混凝土内氯离子分布的影响

碳化对水泥混凝土内氯离子分布的影响柳俊哲;闫加利;巴明芳;贺智敏;陈剑斌【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2015(018)001【摘要】为合理评价钢筋混凝土腐蚀的氯离子含量,阐明碳化与氯盐复合作用下钢筋腐蚀的真实机理,研究了碳化对水泥石内氯离子分布的影响.结果表明:碳化作用下含氯盐水泥石非碳化区Friedel复盐衍射峰大量存在,而碳化区未见Friedel复盐衍射峰;碳化过程中Friedel复盐分解后产生的氯离子向非碳化区迁移和浓缩,氯离子在碳化区浓度降低,在碳化界面则明显升高.氯盐含量为1.0％(质量分数)的水泥石在碳化之前的氯离子分布比较均匀,其相对浓度峰值为68,碳化2周后峰值为151,碳化4周时峰值达到298,说明碳化与氯盐复合作用会显著降低钢筋腐蚀的初始氯离子含量,提高碳化界面的钢筋腐蚀概率,加快钢筋腐蚀速度.【总页数】5页(P113-117)【作者】柳俊哲;闫加利;巴明芳;贺智敏;陈剑斌【作者单位】宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211;宁波大学建筑工程与环境学院,浙江宁波315211【正文语种】中文【中图分类】TU528.01【相关文献】1.碳化及氯离子交互作用下混凝土内钢筋的锈蚀行为 [J], 宋学锋;张县云;高瑞2.暴露24年后码头钢筋混凝土梁的碳化和氯离子分布 [J], 高祥壮;孔玮;田惠文;李伟华3.内掺氯离子对钢筋锈蚀的影响及不同材料对氯离子的固化 [J], 谢燕;吴笑梅;樊粤明;余其俊;陈映云4.考虑应力分布影响的氯离子在受弯混凝土内的传输特征分析 [J], 陈玉杰;延永东;刘荣桂;戴丽5.暴露26年后的混凝土的碳化和氯离子分布 [J], 范宏;赵铁军;田砾;徐红波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究

混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究摘要：作为混凝土应用的一个重要方面，碳化和氯离子侵蚀的研究具有重要的意义。

课题的研究将更好地完善混凝土碳化和氯离子侵蚀的分析和控制，通过合理的措施和途径进一步优化本工作的最终整体效果。

关键词：混凝土；碳化；氯离子侵蚀；共同作用；1 混凝土中氯离子侵蚀与碳化理论1.1 混凝土碳化理论。

碳化是物理化学过程，水泥经过水化反应从而生成氢氧化钙、水化硅酸钙，二者皆为可碳化物质，孔隙水和环境湿度通过温湿平衡，从而形成孔隙水膜，二氧化碳通过孔隙在混凝土内部扩散，并溶解于孔隙水，固态氢氧化钙溶解与孔隙水，并扩散于浓度较低区域。

溶解于孔隙水的氢氧化钙与二氧化碳产生化学反应生产碳酸钙，同时CSH在固液面产生碳化反应。

碳化过程，氢氧化钙被消耗，混凝土pH值逐渐降低，碳酸钙含量从混凝土表面至内部逐渐增高，依据pH值变化规律，将混凝土碳化分为三个区域，混凝土碳化的影响因素包括了水灰比、水泥用量、骨料颗粒级配与品种、外掺加剂、养护方法、相对湿度与温度，二氧化碳浓度、应力状态、施工质量等。

碳化对混凝土的影响主要体现在质量、性能、抗压强度、混凝土碱度。

1.2 混凝土氯离子侵蚀的理论。

混凝土与盐水或者海水接触，氯离子会入侵混凝土，氯离子主要通过扩散传输对混凝土造成影响，过程较为缓慢。

混凝土饱和并且暴露于氯盐溶液，混凝土内部与表面孔隙溶液存在浓度梯度，从而产生扩散。

扩散氯离子、分子和其他粒子自由混合，从高浓度向低浓度迁移。

对氯离子进入混凝土产生影响的因素包括矿物掺合料、保护层厚度、养护条件与时间、水胶比、温度与湿度、氯离子浓度等。

2 影响混凝土碳化的因素分析2.1 水泥用量。

一般水泥的用量直接影响着混凝土对水的吸收量，而混凝土对水的吸收量是指水泥用量与混凝土水化程度的乘积。

而且增加水泥的用量可以使混凝土更加具有和易性，还可以增加混凝土的碱性储备，同时也可以提高混凝土的封闭性。

所以，适当的提高水泥的使用量可以使混凝土的强度增加，也可以减缓碳化的速度。

碳化对混凝土中氯离子扩散的影响_金祖权

碳化对混凝土中氯离子扩散的影响金祖权1) 孙伟2) 李秋义1)1)青岛理工大学土木工程学院,青岛266033 2)东南大学材料科学与工程学院,南京210096摘要混凝土与静浆快速碳化0,14,28d 后浸泡到3 5%N aCl 溶液中650d,测试了混凝土不同深度的自由氯离子、总氯离子含量,计算出混凝土的表观氯离子扩散系数和氯离子结合能力;采用压汞法测试了不同腐蚀制度下静浆表层的孔结构,利用DSC 分析了静浆的腐蚀产物.结果表明:混凝土碳化后浸泡到腐蚀溶液中,增加了混凝土中的氯离子含量,提高了混凝土表观氯离子扩散系数,降低了混凝土对氯离子的结合能力;且随碳化时间的增加,变化幅度变大.快速碳化粗化了混凝土的孔结构,其大于30nm 的毛细孔数量增加了11%,最可几孔径增加了17nm;降低了混凝土中F riedel S 生成量,以及混凝土对氯离子的化学结合能力.关键词混凝土;碳化;氯离子;表观扩散系数;孔结构分类号 T U 528 01Effect of carbonation on chloride diffusion in concreteJI N Zuquan 1),S UN W ei 2),LI Q iuyi 1)1)Col lege of Civil and Engineering,Qingdao T echnological University,Qingdao 266033,Ch i na 2)Col lege of M aterials Sci ence and Engineering,South east University,Nanjing 210096,ChinaABSTRAC T Concr ete and paste w ere immersed in a 3 5%NaCl solut ion for 650d after they were quickly carbonated for 0,14and 28d.T he free and total chloride contents in different depths of concrete were tested to calculate the chloride apparent diffusion coeff-i cient and the chloride binding capacity.T he pore structure and cor rosion pro duction of paste attacked by differ ent corrosio n r eg imes w ere analyzed by mercur y intrusion por osimeter (M IP )and differential ther mal analysis (DSC),r espectiv ely.T he results indicate t hat the chloride content and t he chloride apparent diffusion co efficient increase after quick carbonation,how ev er the chloride binding capacity of concrete reduce simultaneously;and the carbo nation influence increase w ith time.Quick carbo nation of concrete coarsens its pore structur e that the capillar y pore ( 30nm)amount of paste increases by 11%and the most probable pore size increases by 17nm,but it decreases the F riedel S amount in concrete and r educes the chemical chloride binding capacity of concr ete.KEY WORDS concrete;carbonatio n;chloride;apparent diffusion coefficient ;por e str ucture收稿日期:2007-07-23 修回日期:2007-08-26基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.50708046);国家自然科学基金重点资助项目(No.50739001);建设部资助项目(No.2007-K6-31)作者简介:金祖权(1977 ),男,副教授,博士,E -mail:jinz uquan@随着我国厦门东通道海底隧道、青岛胶州湾海底隧道的开工建设,海底隧道结构混凝土的耐久性问题受到越来越多的关注[1-2].其中海底隧道出入口处结构混凝土既处于重度盐雾区,又要承受普通环境5~6倍的CO 2气体污染,高含量氯离子和CO 2将会加速混凝土中钢筋锈蚀速度.同样的情况也存在于海洋的浪溅区和大气区、西部盐湖地区和盐渍土地区.这些地区混凝土构筑物因氯离子和碳化复合损伤的报道十分普遍,因而有必要研究混凝土在此类复合环境因素作用下的耐久性问题.针对混凝土在单一氯盐和碳化作用下的耐久性研究已有诸多报道[3-4].然而,混凝土在氯盐、碳化作用下的耐久性研究还有许多未解决的问题.如Tumidajski 研究表明:硫酸盐-氯盐复合溶液中充入CO 2气体,CO 2延缓了氯离子在普通混凝土中的渗透速度,但却加速了氯离子在矿渣混凝土中的渗透速度[5].Goni 通过掺加3%Cl -的静浆碳化实验表明,碳化促进了Friedel 盐分解,但静浆中的自由氯第30卷第8期2008年8月北京科技大学学报Journal of University of Science and Technology BeijingVol.30No.8Aug.2008离子并没有大量增加[6].而柳俊哲、刘志勇、Papadakis等通过掺入一定量氯盐的砂浆(或混凝土)碳化实验表明:碳化促进了Friedel盐分解,加速了氯离子在混凝土中的渗透[7-9].上述研究表明:碳化将导致混凝土中的Friedel盐分解,但是否会导致外部氯离子在混凝土中渗透速度加快还存在一定的争议;而且通过混凝土或砂浆中掺加Cl-后进行碳化实验,这与氯离子向混凝土中扩散的实际情况不符.此外,上述实验主要使用低强度等级的砂浆或混凝土实验,这与海底隧道、跨海大桥等重大工程运用的C50混凝土存在较大差异.因此,本文针对重大海洋工程使用的C50普通混凝土和粉煤灰混凝土进行实验研究.考虑到C50混凝土的碳化影响小,本文主要研究碳化对氯离子在混凝土中扩散的影响.1 实验1 1 原材料水泥为中国江南水泥厂P O 42 5水泥,粉煤灰为镇江苏源准I级灰,水泥和粉煤灰的化学成分如表1所示.河砂为中砂,表观密度为2 65g cm-3.丹徒竹柯花岗岩碎石压碎指标 8%,颗粒级配为5~25mm.江苏博特新材料有限公司高效减水剂JM- ,混凝土坍落度控制在160~200mm之间.混凝土配合比及力学性能如表2所示.表1 水泥和掺和料的化学成分(质量分数)Table1 Chemical composition of cement and fly ash%原材料SiO2Al2O3Fe2O3CaO M gO SO3f-CaO K2O+Na2O烧失量水泥 21 435 065 3864 600 672 240 5801 30粉煤灰53 9230 864 464 161 390 4801 692 04表2 混凝土配合比及力学性能Table2 M ix proportion and compressive strength of concrete编号混凝土配合比/(kg m-3)抗压强度/M Pa 水泥粉煤灰砂碎石水养护28d养护90d XLH15000649110415173 078 6 STF147052645103015073 380 21 2 实验方法混凝土试件尺寸为100mm 100mm 400mm,养护24h拆模,标准养护28d.一部分混凝土直接浸泡到3 5%NaCl溶液中650d;另一部分混凝土按照GBJ82 85规范(普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法)对其进行快速碳化实验.混凝土在温度为20 5 ,湿度为70 5%,CO2质量分数为20% 3%的标准碳化箱内快速碳化14,28d 后,浸泡到3 5%NaCl溶液中650d.测试混凝土的自由氯离子、总氯离子含量,并计算混凝土的氯离子表观扩散系数.自由氯离子、总氯离子含量的测定:将碳化+氯离子浸泡腐蚀后的混凝土试件取出,烘干,采用冲击钻头在混凝土0~5,5~10,10~15,15~20mm四个深度均匀的钻取粉末10~20g,根据 JTJ270 98水运工程混凝土试验规程 ,测出混凝土试件不同深度的自由氯离子含量和总氯离子含量.氯离子表观扩散系数的计算:根据混凝土不同深度的自由氯离子、总氯离子含量,按照Fick第二扩散定律C(x,t)=C S1-erfx2Dt求出,其中C(x,t)为混凝土不同深度的氯离子含量,C S为混凝土表面层氯离子含量,x为混凝土距表面层深度, t为腐蚀时间,D既为待求的混凝土表观氯离子扩散系数.氯离子结合能力计算:根据混凝土氯离子结合能力R的定义R=C bC f=C t-C fC f求出,其中R为混凝土氯离子结合能力,C t、C f分别为混凝土总氯离子、自由氯离子含量[10].2 结果与讨论2 1 碳化对混凝土中氯离子扩散的影响XLH I和STFI混凝土快速碳化0,14和28d后浸泡腐蚀,测试其总氯离子含量随混凝土深度变化规律如图1所示.922北京科技大学学报第30卷图1 碳化对氯离子在混凝土中扩散的影响.(a)S TFI;(b)XLHI;(c)氯离子扩散系数Fig.1 Effect of carbonation on chloride diffusion in concrete:(a)ST FI;(b)XLHI;(c)chloride diffusion coefficient由图1(a)和(b)可知:混凝土碳化后浸泡到腐蚀溶液中,不改变氯离子在混凝土中的扩散规律,混凝土中氯离子含量分布符合Fick 第二定律;但影响了氯离子在混凝土中的含量大小.混凝土碳化一定时间后,与单一浸泡腐蚀相比,混凝土中的氯离子含量相应提高,且随碳化时间增加,氯离子在混凝土中的含量将会随之增加.根据Fick 第二定律计算出两系列混凝土的表观氯离子扩散系数如图1(c)所示.由图1(c )可知:XLH I 混凝土直接在3 5%NaCl 溶液中浸泡腐蚀,其氯离子扩散系数为0 4510-12m 2 s -1;碳化14d 后,混凝土表观氯离子扩散系数提高了24%;碳化28d 再腐蚀,混凝土表观氯离子扩散系数提高了36%.同样的趋势也出现在STFI 混凝土上.显然,碳化降低了混凝土抗氯离子扩散能力,加速了氯离子在混凝土中的扩散速度.2 2 碳化对混凝土氯离子结合的影响采用水溶法得到混凝土不同深度的自由氯离子含量.不同腐蚀制度下混凝土的自由氯离子含量变化规律如图2(a)和(b)所示.图2 碳化对混凝土中自由氯离子的影响.(a)STFI;(b)XLHI;(c)氯离子结合能力Fig.2 Effect of carbonation on free chloride in concrete:(a)STFI;(b)XLHI;(c)chloride binding capacity由图2可知,随碳化时间增加,混凝土中的自由氯离子含量随之增加.根据氯离子结合能力的定义,考虑到混凝土的自由氯离子含量与总氯离子含量呈线性关系C t =K C f =(R +1)C f [11],根据该公式可求出混凝土的氯离子结合能力如图2(c)所示.显然,混凝土碳化时间增加,混凝土的氯离子结合能力也随之降低,混凝土在3 5%NaCl 溶液中浸泡腐蚀,其氯离子结合能力大约为0 31~0 35;当混凝土碳化14d 后再浸泡腐蚀,其氯离子结合能力降低了30%左右;碳化28d 后,其氯离子结合能力降低了40%~47%.2 3 讨论实验结果表明碳化增加了混凝土总氯离子表观扩散系数,既增加了氯离子在混凝土中的扩散速度.这显然与混凝土微观结构演变密切相关.为研究混凝土微结构演变规律,制备与混凝土同等水、胶凝材料用量的静浆试件.静浆与混凝土同条件腐蚀,测试腐蚀后静浆表层(0~8m m)的孔结构,静浆在浸泡腐蚀和碳化28d+浸泡腐蚀两种制度下的累积孔径分布和微分孔径曲线如图3所示.由图3(a)可知:静浆在NaCl 溶液中直接浸泡腐蚀,其大于30nm 的孔占的比例为19%,快速碳化28d 后再浸泡腐蚀,其大于30nm 的孔所占比例为30%,增加了11%.微分孔径分布中的峰值所对应的孔径近似等于最可几孔径.由图3(b)可知,静浆直接浸泡腐蚀的最可几孔径为19nm,而静浆碳化后再浸泡腐蚀,其最可几孔径为36nm,其最几孔径增加了17nm.显然,混凝土碳化过程中的CaCO 3923 第8期金祖权等:碳化对混凝土中氯离子扩散的影响的形成,粗化了混凝土的孔结构,即增加了>30nm 的毛细孔数量,降低了凝胶孔数量.氯离子在混凝土中的扩散速度与混凝土的孔径平方成正比[12],因而碳化增加了氯离子在混凝土中的扩散速度.图3 静浆孔结构.(a)累积体积分布;(b)微分体积分布Fig.3 Pore s tructure of paste w i th th e same W/B as XLHI con crete:(a)cumulative volume;(b)differential pore volume混凝土中钢筋附近自由氯离子含量达到临界值是钢筋锈蚀的主要诱因,因而混凝土对氯离子的结合能力也是影响其耐久性的主要因素.与混凝土同条件腐蚀的静浆表层(0~8mm)的DSC 曲线如图4所示.图4 静浆在不同腐蚀条件的DSC 曲线Fig.4 DS C curves of paste w ith different corrosion types由图4可知:静浆在两种腐蚀制度下,其DSC曲线形式基本一致,除了Ca(OH )2分解(450 )、石膏以及水化产物脱水(100~170 )形成的波谷外,在325 附近还形成了吸热波谷,根据文献[13]报道,该处主要是由于Friedel S 分解吸热导致的,比较静浆在两种腐蚀制度下的波谷面积大小,显然直接浸泡腐蚀大于快速碳化28d+浸泡腐蚀.这表明:碳化降低了混凝土中Friedel S 生成量,即降低了混凝土对氯离子的化学结合能力.分析其原因,混凝土对氯离子结合能力可以简单表示如下:C 4AH 6+Ca(OH)2+NaCl+H 2OC 3A CaCl 2 12H 2O(Friedel S)+NaOH.显然,快速碳化降低了混凝土中的Ca(OH )2含量,从而降低了NaCl 与其生成CaCl 2的量,即降低了Friedel S 的生成量;此外,快速碳化降低了混凝土的pH 值,增加了Friedel S 的溶解度,从而也降低了混凝土对氯离子的结合能力.这与自由氯离子测试结果是一致的.3 结论(1)混凝土碳化后浸泡到NaCl 溶液中,不改变氯离子在混凝土中的扩散规律,但增加了混凝土中的氯离子含量,提高了混凝土表观氯离子扩散系数;且随碳化时间增加,增加幅度越大.(2)C50混凝土在单一氯盐溶液中浸泡腐蚀,其氯离子结合能力大约为0 31~0 35;快速碳化14d 后再浸泡腐蚀,其氯离子结合能力降低了30%左右;碳化28d 后,降低了40%~47%.(3)快速碳化粗化了混凝土的孔结构,其大于30nm 的毛细孔数量增加了11%,其最可几孔径增加了17nm,增加了氯离子在混凝土中的渗透速度.快速碳化降低了混凝土中Friedel S 生成量,降低了混凝土对氯离子的化学结合能力,增加了混凝土中自由氯离子含量.参考文献[1] Sun J.Discussi on on some k ey technical is sues for design con -struction of undersea tunnels.Chin J Rock M ech E ng ,2006,25(8):1513(孙钧.海底隧道工程设计施工若干关键技术的商榷.岩石力学与工程学报,2006,25(8):1513)[2] Lv M ,Grov E,Ni lsen B,et al.Norw egian experien ce i n subseatunneli ng.Chin J Rock M ech Eng ,2005,24(23):4219(吕明,Grov E,Nilsen B,等.挪威海底隧道经验.岩石力学与工程学报,2005,24(23):4219)924 北京科技大学学报第30卷[3] Yu H F,Sun W,Yan L H,et al.Study on prediction of concreteservice life .J Chin Cer am S oc,2002,30(6):686(余红发,孙伟,鄢良慧,等.混凝土使用寿命预测方法研究 ~ .硅酸盐学报,2002,30(6):686)[4] Bary B,Sellier A.Coupled moi sture:carbon dioxide-calciumtransfer model for carbonation of concrete.Cem Concr Res, 2004,34:1859[5] T umidajski P J,Chan G W.Effect of sulfate and carbon dioxideon chloride diffusivity.Cem Concr Res,1996,26:551[6] Goni S,Guerrero A.Accelerated carbonation of Friedel s salt incalcium alumi nate cement pas te.Ce m Concr Res,2003,33:21 [7] Liu J Z.A review of carbonation in reinforced concrete( ):M-igration of corrosive factors i n concrete.Concrete,2006,195(1): 51(柳俊哲.混凝土碳化研究与进展(3):腐蚀因子的迁移.混凝土,2006,195(1):51)[8] Papadakis V G,Vaygenas C G,Fardis M N.Fundamental mod-eling and experimental i nvestigati on of concrete carbonation.ACI M ater 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冻融和碳化双重因素对混凝土的影响

冻融和碳化双重因素对混凝土的影响1 混凝土碳化分析1. 1 混凝土碳化的影响因素从混凝土碳化的物理化学过程可以知道，影响碳化的最主要因素是混凝土本身的密实性和碱性储备的大小。

具体分析，影响混凝土碳化的因素可分为：材料因素、环境因素和施工因素三大类。

材料因素包括水灰比、水泥品种和用量、骨料品种与级配、外加剂等，主要通过影响混凝土的碱度来影响混凝土碳化；环境因素包括环境相对湿度、温度、压力以及CO2浓度等，主要通过影响碳化反应的发生条件来影响混凝土碳化速度的；施工因素包括混凝土搅拌、振捣和养护等条件的影响，主要通过影响混凝土密实性来影响混凝土碳化。

1.2 混凝土碳化对结构耐久性的影响碳化使混凝土的碱度降低，碳化后，完全碳化区的pH值由13左右降至9以下，钢筋表面的钝化膜可能发生破坏而导致钢筋锈蚀。

铁锈的体积一般要增长2～4倍，对结构造成三方面的不利影响：（1）铁锈的生成造成钢筋截面减小，构件承载能力降低；（2）铁锈体积膨胀，使混凝土保护层胀裂甚至脱落，严重影响结构的正常使用；（3）铁锈将破坏钢筋与混凝土的粘结，钢筋与混凝土的协同工作能力降低，甚至造成整个构件失效。

由此可见，混凝土碳化引起的钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性影响十分严重。

通过研究碳化速度，估计出碳化至钢筋表面所需要的时间，从而确定混凝土结构的耐久性或保护层厚度。

1.3 混凝土碳化的防止措施根据水工建筑物中不同的结构形式和不同的环境因素，分别对混凝土的保护层采取不同的厚度，应尽量避免一律采用2-3cm。

混凝土质量好坏，施工是关键。

一是要认真选择建筑材料。

水泥选用抗碳化能力强的硅酸盐水泥；集料选用质地硬实和级配良好的砂和石料；施工中除砂要筛、石要洗外，还要特别注意剔除集料中的有害物质。

二是在混凝土中可掺入优质适宜的外加剂，如减水剂、阻水剂等，以改善混凝土的某些性能，提高其强度和密实性、抗渗性、抗冻性。

三是要严格控制混凝土的水灰比，要求是小水灰比，低塌落度，要把水的用量控制在满足配料和施工需要的最低范围内，尽量减少混凝土的自由水。

建筑工程用混凝土碳化、冻融破坏影响因素及防治

建筑工程用混凝土碳化、冻融破坏影响因素及防治建筑物中混凝土的碳化，对其耐久性有很大影响，严重时使混凝土开裂、剥落，保护层遭受破坏，最终导致结构物破坏。

本文对混凝土碳化机理和影响因素作了分析性的归纳，提出了混凝土碳化的简易测试方法和防止措施。

对水工建筑物混凝土的管理维修及预防老化均具有一定的参考价值。

标签：混凝土碳化分析建筑物多以混凝土结构组成，而这些混凝土结构多处在气候恶劣的环境中，受泥沙、水流、物理、化学、气温等影响因素颇多。

混凝土的破坏以碳化、冻融破坏为常见，致使许多建筑物的运行寿命大为缩短，造成极大浪费。

所以有必要进一步探讨水工建筑物混凝土的碳化、冻融破坏机理及防治措施。

2混凝土碳化、冻融破坏机理分析1.混凝土碳化机理水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多，约占总重的75%，水泥完全水化后，生成的水化硅酸钙凝胶约占总体积的50%，氢氧化钙约占25%，水泥石的强度主要取决于水化硅酸钙，在混凝土中水泥石的含量占总体积的25%。

混凝土具有毛细管—孔隙结构的特点，这些毛细管—孔隙包括混凝土成型时残留下来的气泡，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等。

此外，还可能存在着由于水泥石的干燥收缩和温度变形而引起的微裂缝。

普通混凝土的孔隙率一般不少于8-10%。

混凝土的碳化是指大气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部的孔隙中，而后溶解于毛细孔中的水分，与水泥水化过程中所产生的水化硅酸钙和氢氧化钙等水化产物相互作用，生成碳酸钙等产物。

所以，混凝土碳化是由于混凝土存在着孔隙，里面充满着水分和空气，在混凝土的气相、液相、固相中进行着一个十分复杂的多相物理化学连续过程。

混凝土碳化有增加混凝土强度和减少渗透性的作用，这可能是因为碳化放出的水分促进水泥的水化及碳酸钙沉淀减少了水泥石的孔隙之故。

但混凝土碳化后，其碱性降低，加快钢筋腐蚀。

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。

划重点：混凝土腐蚀原因与防腐措施

划重点：混凝土腐蚀原因与防腐措施关键词：混凝土腐蚀，混凝土腐蚀原因，混凝土防腐混凝土腐蚀原因及影响：混凝土是由硅酸盐水泥、填充骨料、水和助剂等混合后经水合浇注而成。

随着混凝土结构数量的日益增长，混凝土腐蚀的问题也逐步地暴露了出来。

虽然混凝土腐蚀原因有很多，但引起腐蚀最多的原因还是混凝土碳化与氯离子侵蚀。

(1)混凝土碳化：混凝土中的氢氧化钙与渗透进混凝土的二氧化碳或其他酸性气体在水环境中发生化学反应的过程。

混凝土碳化会导致混凝土碱性降低，破坏混凝土组成，使钢筋表面钝化膜遭到破坏，最后发生锈蚀。

(2)氯离子侵蚀：常见于桥梁及港口结构中，指的是氯离子在水的作用下从外界环境侵入已硬化的混凝土的过程。

氯离子侵蚀会引起混凝土膨胀反应，最后钢筋锈蚀，整体结构发生破坏。

由于暴露于日晒、雨淋、大气污染等环境下，混凝土腐蚀如果不引起重视和采取防腐措施，就会带来严重后果。

我们应该采取什么样的防腐措施阻止混凝土腐蚀呢？在混凝土表面涂覆一层涂料形成一层隔离层，是一种很常见的混凝土防腐措施。

索雷CMI重防腐涂料不仅可以有效解决混凝土腐蚀问题，还可以大大延长其使用寿命。

其分子交联主要是以醚键方式(C-O-C)，醚键是一种极强的化学键，与环氧树脂相比不含羟基，与乙烯基酯相比又没有酯键，因此能够经受水解和酸的侵蚀。

并且能够常温固化或低温强制热固化，以便立即投入使用；具有良好的耐腐蚀性能，可对众多种类的腐蚀性化学品进行防护，包括强酸、强碱、气体、溶剂和氧化剂；对金属基材、复合材料和混凝土具有优异的粘合度和附着力；可耐高温达400°F（204°C）；可耐冷热循环性能，范围从-40°F至+400°F（- 40°至204°C）；具有良好的耐磨性能和防渗透（吸收）性能。

混凝土防腐案例展示：某企业是一家溶剂回收公司，该公司溶剂回收范围广泛，包括二氯甲烷、丁酮（MEK）、丙酮、甲醇、全氯乙烷等。

碳化作用对混凝土强度及氯离子渗透性能的影响

碳化作用对混凝土强度及氯离子渗透性能的影响
白轲;杨元霞
【期刊名称】《粉煤灰综合利用》
【年(卷),期】2008(000)006
【摘要】试验研究了CO2对粉煤灰混凝土28d抗压强度和氯离子渗透性能的影响.结果表明:碳化作用提高了粉煤灰混凝土28d抗压强度,但随着粉煤灰掺量的增加,混凝土28d抗压强度逐渐减小;在标准养护条件下,粉煤灰对混凝土抗氯离子渗透性有改善作用,而碳化作用使混凝土抗氯离子渗透性能明显降低,且此时粉煤灰的掺入更加增强了对混凝土抗氯离子渗透性能的不利影响.
【总页数】4页(P23-26)
【作者】白轲;杨元霞
【作者单位】中南大学土木建筑学院,湖南,长沙,410075;中南大学土木建筑学院,湖南,长沙,410075
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.1
【相关文献】
1.蒸养条件及矿物外加剂对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响 [J], 尤敏
2.磨细钢渣、粉煤灰对混凝土强度和抗氯离子渗透性能的影响研究 [J], 李贞;夏继宗;贾文亮
3.碳化作用对混凝土抗氯离子渗透性能的影响 [J], 王栋;孙家瑛;房信峰
4.不同水胶比下矿渣粉与粉煤灰对混凝土强度及抗氯离子渗透性能的影响 [J], 何
廷树;苏富谮;包先诚;杨新社;李少辉;赵云中
5.碳化和应力作用对混凝土抗氯离子渗透性能的影响 [J], 陈伟;徐亦冬;耿健
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pH value inducing chloride from decomposition of "Friedel Salt"，which cause increasing of chloride
concentration. Capillary absorption of concrete is increased by freeze-thaw action and carbonation more
第36卷增f1l(B)
2006年11月
东南大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY(Natural Science Edition)
Vol. 36
Nov.
Sup (1I )
2006
冻融和碳化作用对混凝土氯离子侵蚀的影响
张鹏赵铁军郭平功Wittmann Folker H
Zhang Peng Zhao Tiejun Guo Pinggong Wittmann Folker H
School of Civil Engineering,硒ngdao Technological University,切ngdao 266033，China
Abstract: Four different types of concrete were studied after exposure to freeze-thaw action (0，50，
丫一丁
3%NaCI
/溶液
2:试验结果及分析
为便于数据分析与讨论，根据冻融循环次数不同和加速碳化时间长短， Байду номын сангаас
表2.
图2抓离子俊入试验示意图
对各种组合以简写形式表示，见
240
东南大学学报(自然科学版)
第37卷
和Naul溶液来实现[io-ii).控制碳化箱内CO2浓度约为
100%，温度为(20士3)℃.图1为碳化箱的示意图.根据试验
要求，对不同试件加速碳化1星期和2星期.
碳化后，将立方体切为两半，在(50土1)℃下烘干24 h，冷
却后放人平底容器，如图2所示，注人3 % NaCI溶液，液面高
表1混凝土配合比kg/m'
编号水灰(胶)比P(水泥)
380.0
320.0
300. 0
256.0
p(砂)
579. 1
653.0
710.0
653.0
p(石子)
1 269.0
1 267.0
1 210.0
℃一(+10土2)℃之间变化.根据试验要求对不同试件进行50次和150次冻融循环.
冻融循环完成后取出试块，待干燥后将4个面用石蜡密
封，仅留2个相对的侧面，确保CO:以一维方式向混凝土扩
散.混凝土的碳化速度很大程度上受环境湿度的影响【9一’“〕，试
验中碳化箱内的相对湿度为(75士3)%，通过放置于箱内的饱
or less. And chloride penetration becomes more severe than under single action. Freeze-thaw action，
carbonation，and other deterioration factors should be taken into account when durability design and
对于冻融、碳化和氯离子侵蚀单一因素作用下混凝土的耐久性问题，国内外已开展了大量研究工作，
许多结论和经验公式在学术界已达成共识，并在工程实际中得到广泛应用与验证.其中，混凝土碳化研究
已进人分子层面[’一’〕，单一碳化作用下碳化深度及寿命预测模型均已较成熟，如阿列克谢耶夫模型、Pa-
收稿日期:zoob-0s-21.
水灰比增大提高了混凝土内部孔隙率，氯离子向混凝土
内部的扩散加快;另一方面水灰比越大，混凝土中的可冻
衰2不同冻融、碳化组合及其简写
简写形式不同冻融、碳化荷载组合
OF,OC未冻融循环，未加速碳化
50F,OC 50次冻融循环，未加速碳化
150F,OC 150次冻融循环，未加速碳化
验研究.
1试验概况
1.1混凝土制备
试验取用4种不同配合比的混凝土，见表1.其中，D系列掺人粉煤灰，取代20%的水泥‘原材料均来
自青岛本地:青岛山水水泥公司生产的32.5R普通硅酸盐水泥;青岛鲁青粉煤灰公司生产的n级原状粉
煤灰;当地产碎石((20 mm)和河砂(-<5 mm) ;蔡系高效减水剂，掺量为胶凝材料用量的0.2%;自来水.
图1碳化箱示意圈
出混凝土底面3一5 mm，依靠毛细管吸收作用，NaCl溶液逐渐侵人混凝土内部.分别在吸水时间为0,0. 5
1 ,2,4,8和24 h时取出试块称其质量.
上述试验完成后，对试块研磨取粉，
ter)测定其氯离子含量〔”〕.
石蜡密封
采用选择电极法(pH-me-3-5 mm
distribution and chloride content were determined for the concrete after different actions. Results show
that increased porosity，which is induced by freeze-thaw cycles，accelerates the process of chloride
了冻融现象，测定和评价混凝土抗冻性的试验方法与预测模型日益标准化;氯离子侵蚀机理及其扩散模型
等方面的研究也越来越深入，尤其以Fick第二定律为基础的理论研究与工程应用日益广泛.但当冻融、碳
化和氯离子侵蚀对混凝土共同作用时，其破坏并非3种因素的简单叠加，而呈现复合协同效应，这使得在
单一因素条件下研究所得的结论和经验公式具有一定的局限性.
OF, I WC未冻融循环，加速碳化I星期
OF,2WC未冻融循环，加速碳化2星期
50F,IWC 50次冻融循环后，加速碳化1星期
150F,2WC 150次冻融循环后，加速碳化2星期
水含量越多，抗冻性就越差，对混凝土表面造成破坏后进一步加快了氯离子侵入速度.
加乃加乃刀151Q仍D0
0 0 Q nU 0 0 Q 0 nU
2.1冻融对混凝土抓离子傻入f的影响
混凝土试块经0,50,150次冻融循环后，进行氯离子
侵蚀，最终测定抓离子含量分布如图3所示.由左至右分
别为冻融0,50,150次后的抓离子侵人量(与混凝土质量
比).
由分布曲线可见，无论是否经过冻融循环，混凝土的
氯离子侵人量均随水灰比增大而增大.这是因为，一方面
(青岛理工大学土木工程学院，青岛266033)
摘要:对4种不同配比混凝土先后进行冻融循环(0,50,150次)、加速碳化(0,1,2星期)和氛离子
侵蚀，以研究冻融、碳化作用对混凝土氧离子侵蚀的影响.通过压汞法和选择电极法分别测定不同
作用后混凝土的孔径分布和氮离子含量及其毛细吸收变化情况.结果表明:冻融循环增大混凝土孔
有降低.主要是由粉煤灰颗粒的几何填充作用引起的，极微细的粉煤灰颗粒填充水泥颗粒间空隙，使混凝
土微观结构更加密实，抑制了氯离子(随水分)侵入.但经冻融循环后的混凝土D氯离子含量较高，说明掺
150 cycles) and accelerated carbonation (0，1，2 weeks) to investigate their effects on chloride pene-
tration into concrete. By mercury intrusion porosimetry and chloride sensitive electrode，pore radius
甚金项目:国家自然科学基金资助项目(50378045).
作者简介:张鹏(1701一)，男，硕士，助教，zhp0221 @ 163. com.
增刊(助
张鹏，等:冻融和破化作用对混凝土氛离子侵蚀的影响
239
padakis模型、牛荻涛模型等〔’一’〕;冻融方面，Powers和Helmuth }6-1〕发展的静水压和渗透压理论成功解释
1.2试验方法及流程
冻融循环试验按《混凝土结构耐久性设计规程》(DBJ14-S6-2005) "'规定的快冻法进行.所采用的冻
融循环时间参数为:冷冻时间110 min，融解时间80 min，冷液和热液回流时间10 min，完成一次冻融循环
时间为210 min.冻融过程中，抗冻箱内液体温度在一20℃一+20 `C，混凝土试块中心温度在(一13士2)
水/(ID)05.
3 5，，11 1 3 5，，11
深度/.深度/二
(a) OF,OC (b) 50F,OC
图3冻融前后混凝土的撅离子俊入情况
3 5 7，ll
深度/二
(c) 150F, OC
观察未冻融时的侵蚀结果发现，掺加粉煤灰的混凝土D与未掺粉煤灰的混凝土B相比氯离子含量略
penetration into concrete;and the deterioration becomes more severe with increasing number of frost
cycles. Carbonation action destroys the filter system of concrete matrix for chloride ingress，reduces the
目前，关于这3种环境荷载复合作用对混凝土影响方面的研究尚较少.本文通过4种不同配比混凝