什么是混凝土碳化收缩裂缝?

碳化收缩裂缝

碳化收缩就是指混凝土碳化偏碱所发生的收缩现象。

碳化偏碱,即混凝土中的碱性物质与空气、土壤和水中的酸性物质——主要是空气中的二氧化碳(CO2)——发生偏碱。

碳化偏碱的结果是混凝土碱性降低,趋向中性,因此碳化偏碱也称之为中性化。水泥与水发生化学反应生成水泥石。水泥石中大约有1/4~1/3是碱性物质Ca(OH)2.以结晶体和孔隙内的饱和水溶液的形态存在。早期混凝土的pH值一般大于12.5.由于空气中的CO2向混凝土内部扩散,与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应,生成碳酸钙(CaCO3)和其他物质,还有游离水。

碳化可以使混凝土的pH值降到8.5左右,即中性化了。混凝土碳化是较为缓慢的过程,与环境和混凝土材质有关,一般在混凝土浇筑几年或十几年后开始出现,深度从几毫米到几十毫米。混凝土碳化会提高其强度,但有两点很不利:一是钢筋易于锈蚀;二是会产生收缩变形并可能导致混凝土出现龟裂。早期混凝土碱性高,在钢筋表面生成了碱性钝化膜,由此钢筋不易被腐蚀。

混凝土碳化后,钝化膜被破坏,钢筋易于被锈蚀,而铁锈膨胀会将混凝土保护层胀裂。

混凝土碳化具有收缩性,碳化生成的游离水的空间即是收缩空间。混凝土表面的碳化收缩被未碳化的内部混凝土所约束,由此导致混凝土表面出现龟裂。其原理与养护期失水收缩产生的裂缝相同,一些混凝土应用多年后出现龟裂,人们习惯地说法是混凝土“老化”了,或者说混凝土强度衰减了。其实,混凝土强度会随着龄期延长而略有提高,“老化”裂缝大都是因碳化所致。混凝土碳化与以下因素有关:

1)碳化在相对湿度为50%~70%时易于发生。

2)温度高碳化会加速。

3)风压大的地区碳化加速。

4)空气中二氧化碳浓度高易于碳化。

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