混凝土碳化深度检测

1、影响混凝土碳化的因素

影响混凝土碳化的因素有环境因素、原材料因素、施工操作因素等。

铜陵地区空气污染较重，空气中二氧化硫含量较多，酸雨也较多，是影响混凝土质量的主要原因，另外影响混凝土碳化的因素还有如下几点。

①水泥品种。水泥品种是影响混凝土碳化的主要因素。矿渣水泥和粉煤灰水泥中的掺合料含有活性氧化硅和活性氧化铝，它们和氢氧化钙结合形成具有胶凝性的活性物质，降低了碱度，因而加速了混凝土表面形成碳酸钙的过程，固而碳化速度较快。普通水泥碳化速度慢。

②粗、细骨料。铜陵地区使用的是江砂，细骨料及粉料过多，则碳化速度加快。

③水灰比。水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实，透气性小，碳化速度较慢。

④外加剂。混凝土外加剂的种类较多，但不可使用含有氯化物的外加剂，因为氯化物会加剧钢筋的腐蚀。

⑤浇筑和养护质量。混凝土浇筑时，振捣不密实、养护方法不当、养护时间不足会造成混凝土内部毛细孔道粗大，使水、空气、侵蚀性化学物质进入混凝土内部，加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。

混凝土结构工程施工质量验收规范中规定：在混凝土试件强度评定不合格及结构实体检验中，可采用非破损或局部破损的检测方法，按国家现行有关标准的规定对结构构件中的混凝土强度进行推定。常用的有回弹法、超声回弹综合法、钻芯法、后装拔出法等，其中最常用的是回弹法。而回弹法中碳化深度对混凝土强度的推定值影响很大。碳化是一个缓慢发展的过程，在进行混凝土结构及构件强度的检验时，为取得比较准确的混凝土的实际强度，应在28d后尽早进行，即在未碳化或碳化程度很小时进行。

2、混凝土碳化的防治

①在使用时合理选用水泥品种。对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区

选用抗硫酸盐普通水泥；对矿渣水泥和粉煤灰水泥要控制掺量，普通水泥掺粉煤灰，可以在

水泥用量不变的情况下，再外掺粉煤灰取代部分砂子，或同时掺用粉煤灰的减水剂，即采用

“双掺”的技术措施，这样可以提高混凝土的抗碳化能力。

②选好合适的配合比，适量的外加剂，控制细骨料、粉料用量。分析骨料的性质，如抗

酸性骨料与水，水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用。对于使用江砂的地方，砂的

级配不合理，粉料较多，更应选择合适的配合比，控制水灰比。科学地搅拌和运输，及时地

养护，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，确保混凝土的密实性。混凝土的密实度也是保

证工程质量的关键因素。

③碳化后的混凝土构件还可采用涂刷环氧基液的方法，对建筑物地下部分在其周围设置

保护层；用各种溶注液浸注混凝土，如用溶化的沥青涂抹。对碳化深度较大的，可凿除混凝

土松散部分，洗净进入的有害物质，将混凝土衔接面凿毛，用环氧砂浆或细石混凝土填补，

最后以环氧基液做涂基保护。

8 结构混凝土碳化深度的检测与评定

8．1 检测方法

8．1．1 钢筋锈蚀电位测试结果表明钢筋可能锈蚀活动的区域，应进行混凝土碳化深度测量。

8．1．2 混凝土碳化状况的检测通常采用在混凝上新鲜断面喷洒酸碱指示剂；通过观察酸碱指示剂颜色变化来确定混凝土的碳化深度。

8．2 检测步骤

8．2．1 测区位置的选择原则可参照钢筋锈蚀自然电位测试的要求，若在同一测区，应先进行保护层和锈蚀电位、电阻率的测量，再进行碳化深度及氯离子含量的测量。

8．2．2 测区及测孔布置

(1)测区应包括锈蚀电位测量结果有代表性的区域，也能反映不同条件及不同混凝土质量的部位，结构外侧面应布置测区。

(2)测区数不应小于3个，测区应均匀布置。

(3)每一测区应布置三个测孔，三个测孔应呈“品”字排列，孔距根据构件尺寸大小确定，但应大于2倍孔径。

(4)测孔距构什边角的距离应大于2．5倍保护层厚度。

8．2．3 使用酸碱指示剂喷在混凝土的新鲜破损面，根据指示剂颜色的变化，测量混凝土的碳化深度，量测值准确至毫米。

(1)配制指示剂(酚酞试剂)：75％的酒精溶液与白色酚酞粉末配置成酚酞浓度为1％-2％的酚酞溶剂，装入喷雾器备用，溶剂应为无色透明的液体。

(2)用装有20mm直径钻头的冲击钻在测点位置钻孔。

(3)成孔后用圆形毛刷将孔中碎屑、粉末清除，露出混凝土新茬。

(4)将酚酞指示剂喷到测孔壁上。

(5)待酚酞指示剂变色后，用测深卡尺测量混凝土表面至酚酞变色交界处的深度，准确至1mm。酚酞指示剂从五色变为紫色时，混凝上未碳化，酚酞指示剂未改变颜色处的混凝土已经碳化。

(6)将测区、测孔统一编号，并画出示意图，标上测量结果。

(7)测量值的整理应列出最大值、最小值和平均值。

8．3 评定标准

混凝上碳化深度对钢筋锈蚀影响的评定，可取构件的碳化深度平均值与该类构件保护层

第页厚度平均值之比，并考虑其离散情况，参考表1—8-1对单个构件进行评定。

混凝土碳化深度：

土碳化是指混凝土中的高碱性物质（主要是氢氧化钙）同大气中的二氧化碳（CO2）发生化学反应的现象。由于混凝土碳化是在混土碳化是在混凝土的构件外表面及表面下形成一个坚硬的碳化表皮，所以又称为混凝土“表面碳化”。

测定混凝土碳化深度值的意义：

检测混凝土碳化深度的目的之一是混凝土碳化深度的大小直接影响采用回弹法检测混凝土强度的测定结果，即（对回弹法检测混凝土强度测定值进行修正）必须考虑混凝土碳化深度。

检测混凝土碳化深度的目的之二是由此可定性地推定混凝土中的钢筋锈蚀情况。下面简述混凝土碳化与钢筋锈蚀的关系分析。混凝土碳化与钢筋锈蚀的关系：

普通硅盐水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙。混凝土孔隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，钢筋在碱性介质中表面生成难溶的

Fe2O3和Fe3O4,这层保护膜（或钝化膜）使钢筋难以生锈。

混凝土硬化以后，表面遭受空气中二氧化碳的作用，氢氧化钙慢慢变成碳酸钙而失去碱性，即前述的混凝土碳化。

图c示出混凝土碳化深度达到钢筋表面，碳化部分的钢筋表面使氧化膜破坏而开始生锈，但碱性部分的钢筋表面并不生锈。钢筋一生锈，铁锈的体积增大，破坏了混凝土保护层，沿钢筋产生裂缝，水、空气进入裂缝，加速了钢筋的锈蚀。

因此，一般认为当混凝土保护层厚度大于碳化深度时，钢筋没有锈蚀；保护层厚度与碳化深度接近时，则钢筋表面开始有局部锈点出现，当碳化浓度大于保护层时，锈蚀一般不可避免地要出现。

由于已碳化混凝土中钢筋锈蚀将产生钢筋截面削弱、钢筋与混凝土相互作用能力降低，所以一般也认为当钢筋锈蚀发展到混凝土保护层沿钢筋开裂的程度时，尽管尚不影响构件安全使用，但可认为是开始危及结构安全的前兆，甚至可认为这是构件使用寿命的一种极限状态。

混凝土碳化深度的检测方法：