混凝土碳化(中性化)机理:
拌和混凝土时,硅酸盐水泥的主要成份硅酸盐矿物(C3S、C2S)水化作用后生成Ca(OH)2,它在水中的溶解度低,除少量溶于孔隙液中,使孔隙液成为饱和碱性溶液外,大部分以结晶状态存在,成为孔隙液保持高碱性的储备,它的PH值为12.5~13.5(促使钢筋形成钝化膜以阻止钢筋锈蚀)。空气中的CO2气体不断地透过混凝土中未充水的粗毛细孔道,气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中,与其中的孔隙液所溶解的Ca(OH)2进行中和反应。反应产物为CaCO3和H2O,CaCO3溶解度低,沉积于毛细孔中。
该反应式为:Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
反应后,毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-,反向扩散到孔隙液中,与继续扩散进来的CO2反应,一直到孔隙液的PH值降为8.5~9.0时,这层混凝土的毛细孔中才不再进行这种中和反应,此时即所谓“已碳化”。另外,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HCI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”。混凝土表层碳化后,大气中的CO2继续沿混凝土中未充水的毛细孔道向混凝土深处气相扩散,深入地进行碳化反应,直至钢筋钝化膜丧失导致钢筋锈蚀,胀裂钢筋混凝土保护层,造成结构破坏。
建筑物一旦发生了混凝土碳化,该如何处理?
若建筑物一旦发生了混凝土碳化,采用中德新亚®RG高强环氧砂浆修补;若碳化深度较大,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,用中德新亚®RG高强聚合物砂浆修补或中德新亚®HPC聚合物混凝土或JZ高聚物结构修补料填补,必要时以中德新亚®高渗透性环氧底漆加耐候性面漆进行保护。
为啥说相降雨量小对湿度低的地区,钢筋混凝土工程需要防碳化保护?
山东建筑科学研究院通过试验研究,给出相对湿度为90%、70%、50%的室内条件下,混凝土碳化速度的平均比率约为0.6∶1.0∶1.4。同是室外环境,由于各地区的环境温湿度不同,碳化速度差别较大,在年平均相对湿度较低、降雨量较小的兰州地区,混凝土碳化速度较快,而在潮湿多雨的贵阳地区,则碳化较慢。的长期暴露试验表明,兰州、济南、武汉与贵阳地区的碳化速度比率约为1.2∶1.0∶0.85∶0.5。