混凝土碳化机理及预测模型研究进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年第9期(总第275期)混凝土理论研究THEORETICALRESEARCHNumber9in2012(TotalNo．275)Concretedoi：10．3969／j．issn．1002-3550．2012．09．012混凝土碳化机理及预测模型研究进展曹明莉。丁言兵。郑进炫。王利兴。都少聪(大连理工大学建设工程学部，辽宁大连116024)摘要：混凝土碳化是混凝土耐久性研究极其重要的一个丙容，阐述了混凝土的碳化机理，总结了并详细的分析了现有的比较有影响的混凝土碳化深度预测模型。国内外学者从不同角度对混凝土的碳化机理进行研究，所得结论基本一

2、致：混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比，即：xc=k·、，／。通过对混凝土碳化系数k的研究形成了不同的碳化模型：基于气体扩散理论的理论模型和基于试验结果的经验模型以及基于扩散理论和试验结果的模型。关键词：混凝土碳化；碳化机理；预测模型中图分类号：TU528．O1文献标志码：A文章编号：1002—3550(2012)09—0035—04OverviewthemechanismandfowecastmodelofconcretecarbonizationCAOMing-li，DINGYah—bing，ZHENGJin-xuan，WANGLi-xing，DUShao-．cong(Dal

3、ianUniversityofTechnology，FacultyofInfrastmctureEngineering，Dalian116024，China)~bstract：Thecarbonationofconcreteisaveryimportantaspectoftheresearchonconcretedurabili哆．Themechanismofconcretecarbonationwasanalyzed，andvariouspredictivemodelsofconcretecarbonationdepthweresummarizedanddiscussedrespe

4、ctively．ThemechanismofCar-bonationwasstudiedatdiferentanglesbydomesticandoverseasscholars，buttheconclusionwasthesamegenerallyfactor．ThecarbonationdepthWasproportionaltothesquarerootofthecarbonationtime，thatWas：x~-k‘、／t．Throughthestudyofconcretecarbonationcoefficientk，formingthediferentcarbonati

5、onmodel：basedonthetheoryofgasdifusion：theoreticalmodelandbasedontheresultsofthetrialexperienceandmodedsbasedonthedi：flusiontheoryandtestresultsofthemode1．Keywords：concretecarbonation；mochanismofcarbonation；predictivemodel充水的毛细孔中与其中孔隙液所溶解的Ca(OH)：进行中和反0引言应，生成碳酸盐或其他物质的化学现象。在大气环境下，CO与混凝土碳化又称为混凝土的中性

6、化【1]，是指空气中的酸性混凝土中的碱性物质的反应是一个很复杂的物理化学过程。由气体CO：与混凝土中的液相碱性物质发生反应，使得混凝土碱于混凝土是一个多孔体，在其内部分布着大小不等的毛细管、孔性下降和混凝土中化学成分改变的中性化反应过程。几乎所有隙、气泡甚至缺陷，当空气中的c0气体进入到这些孔隙中去的混凝土表面都处在碳化的过程中。碳化本身对混凝土没有破时，在一定的条件下就会与孔隙中的可碳化物质发生化学反应，坏作用，其主要危害是由于混凝土碱性的降低，使钢筋表面在可碳化物质是在水泥水化过程中形成的。水泥水化后的产物为高碱环境下形成的对钢筋起到保护作用的致密氧化膜遭到破氢氧化钙、水化硅酸钙

7、、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等，其稳定坏，伴随着水和空气等因素的共同作用，使钢筋产生锈蚀。锈蚀存在的pH值分别为：12．23、10．4、11A3、10．17。混凝土的孔隙水产生的体积膨胀将导致钢筋长度方向出现纵向裂缝，并使保护为氢氧化钙饱和液，其pH值约为12～13，呈强碱性。在有水分层剥落，继而使得构件的截面减小、承载能力降低，最终将使结的条件下这些物质便会与显酸性的c0气体发生碳化反应，其构构件破损或者失效【21。反应过程是：混凝土结构物的使用环境一般为