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混凝土表面碳化在很多建筑结构中都广泛存在着,特别是一些使用年限较长的建筑,混凝土表面碳化现象越明显,这给整个建筑物的就够带来了一定程度的破坏,还引发了混凝土裂缝的情况。混凝土表面碳化主要是空气中的二氧化碳和混凝土中的碱性物质产生化学反应,进而导致结构中的钢筋表面钝化,形成一定的锈蚀。而混凝土表面碳化和应力腐蚀也有着密切的联系,对表面碳化和应力腐蚀之间的关系进行研究,能够帮助我们更好地利用这一关系来对整个混凝土结构实施有效的保护,来降低表面碳化机制对整个建筑结构的影响,提高混凝土的结构承载力。 1混凝土表面碳化的影响因素 1.1混凝土自身的影响 混凝土表面碳化的一个主要因素就是混凝土自身的成分带来的影响。混凝土自身的因素主要从水泥的用量和品种、水灰比以及混凝土抗压的强度等几个方面来进行研究的。水泥的用量将直接影响到整个混凝土结构吸收二氧化碳的能力,通常混凝土吸收二氧化碳的量是混凝土水化程度和混凝土水泥用量的乘积,这样就能够得到混凝土水泥的用量越大,整个混凝土结构的强度越大,进而表面碳化的速度也就越慢。在水泥的品种选择上面,由于各个品种的水泥中具体的矿物质成分不一样,这样就导致混凝土的碱性和水泥的活性存在差异,进而整个表面碳化的能力也不尽相同。同时,水灰比越低和混凝土的抗压强度越大能够使得整个混凝土的密实度提高、渗透性减小,进而体现出高强度的抗碳化能力。这些就是混凝土自身的因素对表面碳化的作用影响。 1.2外部环境的影响 外部环境的作用也是混凝土表面碳化的影响因素之一。这些外部环境影响因素主要包括:温度和光照、二氧化碳浓度、相对湿度和氯离子浓度等。温度升高的情况下,二氧化碳在空气中的扩散能力加大,这样就为二氧化碳和混凝土结构中的碱性物质反映提供了有力的条件。同时,在光照直射的地方,整个化学反应的速度越快,表面碳化的能力也就越高。二氧化碳浓度越高,整个混凝土结构中化学反应的二氧化碳物质量就越高,整个反应进行的更加剧烈,表面碳化的速度也就越快。相对湿度对整个混凝土表面碳化也是存在很大的影响的,湿度过低过高,整个碳化反映的进行都会受到抑制,在一定的湿度范围内化学反应的碳化速度就是很快的。此外,氯离子的存在会和混凝土结构中的碱性物质反映,从而在钢筋表面形成钝化膜,加速钢筋的锈蚀。 1.3应力状态的影响 不同的应力状态的影响,整个混凝土结构的碳化情况也是不同的。根据对相关的混凝土试件施加荷载后的实验数据(如下表),表明在对混凝土施加应力之后,整个结构的碳化情况也会受到一定的影响。在施加一定的压应力的时候,会使整个混凝土结构中的微小裂缝的宽度变小,进而二氧化碳进入到结构内部的能力就收到了一定的抑制,在这样的情况下,整个混凝土结构的表面碳化速度就变慢。但是,当压应力施加的过大时,混凝土会产生一些裂缝,这样也就为二氧化碳的渗入提供了条件。当施加拉应力之后,整个混凝土结构中的微小裂缝的宽度就会受到力的作用而被拉大,这样二氧化碳进入到裂缝中和碱性物质发生化学反应的概率也就更大,从而加速了碳化反应的进行。 2混凝土表面碳化与应力腐蚀的关系 2.1混凝土回弹值越低,表面碳化深度越大 混凝土回弹值的高低会直接影响到建筑物混凝土的表面碳化深度。通常是,混凝土回弹值月底,表面碳化的深度越大。在这方面的研究过程中,研究人员选取了几个具有代表性的建筑机构进行测量和分析,比如说,年代较远的图书馆的门梁、学校校门的门柱以及居民区的的阳台等具有不同结构的建筑体。在测定它们的混凝土回弹值后,就能够对整个碳化层在长期的氧化作用的力学特性进行分析,然后就得出了一些的结论:回弹值较低的试验点,混凝土的碳化深度都较大,并且这些试验点都是位于建筑的主要受力部分,由此可以判断混凝土碳化情况的发生很大程度上都是受到了应力作用的影响。 2.2碳化深度越大,混凝土应力腐蚀越明显 研究人员对一个高龄的建筑物进行研究,主要是混凝土碳化强度和深度关系的对比试验,得出了以下的结果,见表2。这一数据表格显示,混凝土结构的表面碳化深度越大,则应力腐蚀的作用越明显,整个混凝土结构的强度也就降低,在混凝土的碳化深度维持在一个水平时,整个内部混凝土的基本特性依然还是维持着的。这样就说明了,在一定的应力条件影响下,混凝土表面碳化深度的大小能够直接影响到整个建筑结构的内部应力状况和混凝土的强度。 2.3应力越小或者无应力状态,碳化能力越弱 混凝土表面碳化的过程中,在受到的应力越小或者无应力状态下,整个碳化能力很弱。应力较小的情况下,整个混凝土结构不会因为应力的作用而产生大量的微小裂缝,从而为二氧化碳深入到内部和碱性物质发生化学反应创造有利的条件,应力越小整个建筑结构的整体性就越明显,就越不容易出现应力腐蚀而引起的表面碳化情况,从而能够很大程度上增大建筑混凝土结构的使用年限。另外,无应力混凝土结构在使用过程中几乎不会受到表面碳化的影响,由于其自身在应力腐蚀方面具有的特性,使得整个碳化反映很难发生,进而维持了建筑的使用寿命和混凝土强度。 3结语 综上所述,目前混凝土结构中受到表面碳化影响较为严重,很多建筑的使用年限都受到了混凝土表面碳化的影响而出现一定的质量问题。针对混凝土表面碳化的原因进行分析,尤其在应力腐蚀这一环节上采取有效的措施来加以防护能够很大程度上一直表面碳化的速度,将整个混凝土结构的强度维持在一个合理的状态,进而提高建筑的质量。