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注意混凝土假性碳化!它会导致回弹法检测强度的误判

硅酸盐水泥主要由石灰质原料和粘土质原料组成,石灰质原料提供CaO,CaO是碱性物质,新拌混凝土由于水化作用形成Ca(OH)₂。

水泥浆在空气中硬化时,表面水化形成的Ca(OH)2,会与空气中的CO₂反应生成CaCO₃,此反应称为混凝土的碳化。混凝土的碳化速度及碳化深度不仅与混凝土水灰比及自身的密实度有关,还与混凝土所处的环境条件有关,如空气中的CO₂,浓度和空气的相对湿度等。由于碳化的收缩,CaCO₃的生成能提高混凝土的表面强度,且碳化深度与混凝土龄期接近正比,在回弹法检测强度时,提高了回弹数值。因此,在回弹法测定混凝土强度的研究中,为克服混凝土碳化及龄期对回弹法测定强度的影响,就把碳化深度作为一个参量,使之成为一个反比的系数。

当回弹值相同时,碳化深度值越大,其对应的混凝土检测强度值越低。

JGJ/T23--2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中规定,测量碳化深度的方法是采用浓度为l%~2%的酚酞酒精溶液,测定碳化与未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离。

酚酞酒精溶液是一种指示剂,但广义上讲,酚酞试剂是一种对物质进行酸性碱性检测的指示剂,有时所指示的上述界面到混凝土表面的距离,并不一定是混凝土的碳化层。研究发现有以下两种假碳化现象。

1、采用废机油等酸性脱模剂造成的假碳化现象

做如下实验,一次成型同配合比、同材料的C30混凝土试件共12组,试件尺寸为150mmX150mm×150mm。其中6组混凝土采用废机油作为脱模剂,废机油经检测pH值为5.0,呈酸性,另外6组采用某公司生产的脱模剂,检测pH值为7.0,中性。该批混凝土试件成型1d后放入标准养护室进行养护。养护14d后从养护室取出,在自然状态下养护14d(平均温度21.6℃,平均相对湿度37%)。测其碳化深度,放人100kN的压力机上加压40kN测其回弹值,再将混凝土试件压至破坏,试验结果见表1。

从上表可看出试块抗压强度与回弹值基本相同,回弹推定值采用两种脱模剂的强度相差近10%。在压碎的混凝土试件中采用废机油为脱模剂的试件,肉眼可发现除成型面以外的其他5面均有2mm左右深度的混凝土为黑色与内部颜色不同。用酚酞酒精溶液滴定无变化,除此以外全部变成红粉色。由此可判断所测得的碳化深度实际是混凝土表面被污染或酸性物质中和混凝土表层中性化的现象。揭示了脱模剂造成混凝土表面的假碳化现象。

2、混凝土完全干燥造成的假碳化现象

实验如下:选6块150ram×150mm×150mm的混凝土试件从养护室中取出,擦干表面水分,用浓度为1%~2%的酚酞酒精溶液测其碳化深度全部为0mm,将其放人105℃的干燥箱内烘至72h,在干燥箱内冷却至室温立即测其碳化深度,1cm深的测试坑内没有变色反应,随着时间的增长测试坑内逐渐出现淡粉红色,在表面喷一些水测试坑内全部呈粉红色,碳化深度为0mm。

分析原因:在干燥箱内,混凝土内部的空隙水全部被蒸发,原本微溶的Ca(OH)₂,全部结晶析出,此时混凝土处于完全干燥的状态之下,这时滴人的酚酞酒精溶液很难与Ca(OH)₂,反应显色,随着时间的推移,空气中的水分逐渐渗透到混凝土中,故出现淡粉色,在表面喷一些水后,混凝土中结晶析出Ca(OH)₂。又全部溶解所以出现粉红色。

3、混凝土碳化深度超标的一些处理措施

碳化处理方法混凝土碳化的程度不同,部位不同,处理方法也不同。

1)对碳化深度过大,钢筋锈蚀明显、危及结构安全的构件应拆除重建;

2)对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度,碳化层比较坚硬的,采用环氧厚浆涂料封闭;

3)对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽然较小但碳化层疏松剥落的,均应凿除碳化层,粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土;

4)对钢筋锈蚀严重的,应在修补前除锈,并应根据锈蚀情况和结构要加补钢筋防碳化处理后的结果要达到阻止或尽可能减缓外界有害气体进入混凝土侵蚀,使混凝土内部和钢筋直处在高碱性环境中。

4、总结

在使用回弹法检测混凝土构件强度的实际工作中,对表面特别干燥的构件进行碳化检测时,应先于表面喷一些水或喷上酚酞酒精溶液,等15min后再测碳化深度。对时间短、碳化深度较大、回弹值较高、评定结果不符合设计要求的结构检测,不要盲目作出结论,要先分析原因,必要时应钻取芯样对回弹结果进行修正,给委托单位一个真实数据。

 

来源:砼话

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