您現(xiàn)在的位置:首頁 > 知識(shí)百科 > 膜結(jié)構(gòu)施工
(一)材料因素
(1)水泥品種
在混凝土水泥用量相同的前提下,不同的水泥品種所含的包含的礦物成分不同,水泥的活性也不同,對(duì)混凝土強(qiáng)度和堿性的影響也有所不同。一般來說,早強(qiáng)型的水泥品種的抗碳化能力也較高,普通硅酸鹽水泥要比早強(qiáng)硅酸鹽水泥碳化稍快。對(duì)同一熟料的水泥來說,混合材含量越高,其碳化速度越快,如礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥混凝土的碳化速度比硅酸鹽水泥混凝土的碳化速度快。
表 不同品種水泥混凝土的相對(duì)碳化速度系數(shù)
水泥品種 | 相對(duì)碳化速度系數(shù) | ||
無外加劑 | 摻引氣劑 | 摻減水劑 | |
硅酸鹽水泥 | 0.6 | 0.4 | 0.2 |
普通硅酸鹽水泥 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
礦渣硅酸鹽水泥(礦渣摻量30%~40%) | 1.4 | 0.6 | 0.6 |
礦渣硅酸鹽水泥(礦渣摻量60%) | 2.2 | 1.3 | 0.9 |
火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰雙摻水泥 | 1.7 | 1.0 | 0.8 |
粉煤灰水泥 | 1.8 | 1.1 | 0.7 |
從提高抗碳化性能的角度來說,混凝土生產(chǎn)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥,盡量避免使用礦渣硅酸鹽水泥。還要充分考慮水泥對(duì)混凝土保水性的影響,選擇泌水性能小的水泥,減少混凝土內(nèi)部缺陷,提高混凝土自身密實(shí),改善混凝土抗碳化性能。合理使用引氣劑和減水劑,提高混凝土的耐久性,增加混凝土強(qiáng)度,提高抗碳化性能。礦渣硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥,由于熟料降低,混合材數(shù)量多,配制混凝土?xí)r造成其體系堿含量降低,再加上早期水化速率慢,不利于混凝土抗碳化性能。
(2)水泥用量
隨著混凝土中水泥用量的增加,一方面增加混凝土中的堿含量,體系的pH值提高,有利于混凝土的抗碳化性能;另一方面水泥用量增加,加快了水泥的水化速度,提高了混凝土的早期強(qiáng)度,從而混凝土自身的密實(shí)性越高,二氧化碳的滲透能力隨強(qiáng)度的增加逐漸降低,使得混凝土的碳化速度變慢,它們之間呈反比例關(guān)系。盡管增加水泥用量可以改善混凝土的碳化,但單憑增加水泥用量來降低混凝土碳化的方法,并不可取。
(3)水灰比的大小
水灰比是混凝土中用水量與水泥的重量比。水灰比是混凝土配合比的重要參數(shù),其直接影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性和其他一系列物理性能。一般來說,混凝土的水灰比越低,其強(qiáng)度越高,混凝土的密實(shí)程度也越高,CO2擴(kuò)散的阻力就越大,抗碳化能力也越強(qiáng)。水灰比越大,混凝土的孔隙率增加,混凝土內(nèi)部缺陷增加,造成密實(shí)度降低,混凝土滲透性增大,其抗碳化能力降低。研究表明,當(dāng)水灰比從0.4增長(zhǎng)至0.8時(shí),CO2在混凝土中的擴(kuò)散能力將達(dá)到10倍,當(dāng)水灰比超過0.65時(shí),其碳化速度將大大加快,水灰比在0.55以下時(shí),碳化速度將受到一定的抑制,抗碳能力有所加強(qiáng)。龔洛書通過試驗(yàn)給出水灰比對(duì)碳化速度影響系數(shù)的公式:
對(duì)于輕骨料混凝土:η=0.017+2.06W/C
對(duì)于普通混凝土:η=4.15W/C-1.02
此外,山東科技院通過室外的試驗(yàn)也得出混凝土碳化深度與水灰比的關(guān)系式:
K=12.1W/C
式中,W/C為水灰比。
合理設(shè)計(jì)混凝土配合比,保證具有足夠的水泥用量,盡量降低水灰比,摻入減水劑等外加劑降低用水量。只要水灰比降低,相應(yīng)的碳化深度就會(huì)降低,而且兩者呈線性關(guān)系。
(4)摻合料的影響
混凝土的制備在攪拌時(shí)加入一定量的摻和料,可以改善混凝土的和易性和后期強(qiáng)度。就抗碳化性能而言,礦物摻合料的加入具有正反兩方面的作用:一方面使用礦物摻合料代替水泥,降低水泥中熟料數(shù)量,降低混凝土體系堿含量,活性大的熟料數(shù)量降低造成混凝土水化速度降低,強(qiáng)度增長(zhǎng)變緩,不利于混凝土的抗碳化性能;另一方面,礦物摻合料與水泥組成的膠凝材料,由于各自粒徑的差異,可以改善級(jí)配,降低空隙率,提高混凝土的密實(shí)性,對(duì)混凝土抗碳化性能具有一定的改善作用。隨著粉煤灰摻量的增加,負(fù)面影響逐漸大于正面影響,不利于混凝土早期抗碳化性能的提高。因此,礦物摻合料對(duì)混凝土碳化的影響要綜合這兩方面的因素,進(jìn)行分析利弊。
(5)骨料品種及級(jí)配
混凝土中的骨料本身一般比較堅(jiān)硬、密實(shí)的材料??偟恼f來,天然砂、礫石、碎石比水泥漿的透氣性小,因此混凝土的碳化主要通過水泥漿體進(jìn)行。骨料品種和級(jí)配不同,其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)差別很大,直接影響著混凝土的密實(shí)性。但若骨料本身氣泡多,透氣性大,CO2能通過骨料使混凝土碳化,如輕骨料混凝土。生產(chǎn)混凝土?xí)r應(yīng)選擇材質(zhì)致密堅(jiān)硬,級(jí)配較好的骨料,若骨料的內(nèi)部缺陷增加時(shí),需要摻用加氣劑或減水劑來減緩它的碳化速度。
(6)外加劑
外加劑已經(jīng)成為現(xiàn)今混凝土不可缺少的組分,外加劑可以降低水膠比,改善混凝土的和易性,提高密實(shí)性,對(duì)混凝土的碳化具有改善作。一般來說,選用優(yōu)質(zhì)的加氣劑和緩凝劑可以加強(qiáng)混凝土的工程質(zhì)量,使混凝土發(fā)揮出更優(yōu)越的性質(zhì),從而使碳化反應(yīng)大大減低。
(二)環(huán)境因素
(1)濕度
混凝土碳化是液相反應(yīng),十分干燥的混凝土即一直處于相對(duì)濕度低于25%空氣中的混凝土很難碳化,在空氣濕度50%~75%的大氣中,不密實(shí)的混凝土最容易碳化。但在相對(duì)濕度95%的潮濕空氣中或在水中的混凝土反而難以碳化,這是因?yàn)榛炷梁畷r(shí)透氣性小,碳化慢。在濕度相同時(shí),風(fēng)速愈高、溫度愈高,混凝土碳化也愈快。另外,對(duì)室外淋雨環(huán)境,混凝土所處位置對(duì)碳化速度也有一定的影響。
(2)光照和溫度
物理學(xué)知識(shí)可以知道,離子運(yùn)動(dòng)速度加快,二氧化碳的擴(kuò)散速度也會(huì)加快, 因而混凝土的抗碳能力降低,混凝土碳化與光照和溫度有直接關(guān)系。隨著溫度提高,CO2在空氣中的擴(kuò)散逐漸增大,為其與Ca(OH)2反應(yīng)提供了有利條件。陽光的直射,加速了其化學(xué)反應(yīng),碳化速度加快。試驗(yàn)研究表明,CO2濃度10%,相對(duì)濕度80%的條件下,溫度40℃混凝土的碳化速度是20℃的2倍;CO2濃度5%,相對(duì)濕度60%的條件下,溫度30℃的碳化速度是10℃的1.7倍。但也有部分學(xué)者認(rèn)為溫度升高將使得二氧化碳的溶解率降低,使得混凝土的碳化也降低。因此,溫度高低的對(duì)混凝土碳化的影響因素到目前為止還沒有得出一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。
(三)施工與養(yǎng)護(hù)
(1)施工
在施工工程中,混凝土攪拌不均勻或澆筑后振搗不足都會(huì)影響混凝土的勻質(zhì)性和自身密實(shí)性,造成混凝土內(nèi)部存在空洞、麻面等現(xiàn)象,混凝土的整體強(qiáng)度就會(huì)降低,CO2和水分滲入的可能性就大大提高,混凝土的抗碳化能力就會(huì)降低。相反,合理的施工工藝,使得混凝土的強(qiáng)度更高, 整體密實(shí)性更好,抗碳的能力越高。在混凝土施工過程中,一定要選擇科學(xué)的施工方法,根據(jù)氣候特點(diǎn)選擇性施工,如在環(huán)境氣候惡劣的條件下就要采取相應(yīng)的保護(hù)措施。施工振搗時(shí)要做到振搗均勻、不漏振、不過振。嚴(yán)格控制拆模時(shí)間,低溫情況下做好保溫和高溫條件下的降溫等。
(2)養(yǎng)護(hù)
澆筑后的養(yǎng)護(hù)是影響混凝土密實(shí)性的一個(gè)重要因素。養(yǎng)護(hù)條件的不同也會(huì)使得水泥的水化反應(yīng)結(jié)果不用,水化的程度對(duì)混凝土的密實(shí)性有重要影響,進(jìn)而影響混凝土抗碳化能力。養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間不足時(shí),就會(huì)造成混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔道粗大,且大多相互連通,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起混凝土出現(xiàn)裂縫等缺陷,使水、空氣、侵蝕性化學(xué)物質(zhì)沿著粗大的毛細(xì)孔道或裂縫進(jìn)入混凝土內(nèi)部,從而加速混凝土的碳化和鋼筋腐蝕。一般來說,普通混凝土的蒸汽養(yǎng)護(hù)比一般自然養(yǎng)護(hù)的碳化速度高1.5倍。因此,在混凝土澆筑后的初期一定要做好養(yǎng)護(hù)工作,其目的就是保證混凝土在適宜的溫濕條件下進(jìn)行水化反應(yīng),減少溫度和濕度會(huì)造成有害的冷縮和干縮。后期混凝土水分蒸發(fā),而推遲或妨礙水泥的水化,因此后期養(yǎng)護(hù)主要就是給其內(nèi)部沒有完全水化的水泥創(chuàng)造繼續(xù)水化的條件。
(四)混凝土碳化深度測(cè)量
混凝土耐久性一直是工程界關(guān)心的問題,而混凝土碳化會(huì)使鋼筋表面的鈍化膜脫落導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)不同程度的銹蝕,最終導(dǎo)致工程安全隱患?;炷撂蓟富炷林械腃a(OH)2與空氣中CO2或水中溶解的CO2或其它酸性物質(zhì)反應(yīng)變成CaCO3而失去堿性的過程?;貜椃z測(cè)混凝土強(qiáng)度是比較常用的方法,在回彈檢測(cè)過程中不可避免地需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行碳化測(cè)量。測(cè)量碳化深度的原理是根據(jù)酚酞遇堿變紅、遇酸不變色。當(dāng)混凝土碳化后失去堿性,遇酚酞不變色,而內(nèi)部未碳化的混凝土呈堿性,遇酚酞變?yōu)榧t色?;炷恋奶蓟档臏y(cè)量是指混凝土表面至變紅色位置的垂直長(zhǎng)度,如何正確測(cè)量碳化深度是進(jìn)行回彈法檢測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提。
在工程實(shí)踐中,測(cè)量混凝土結(jié)構(gòu)的儀器是碳化深度測(cè)量?jī)x也叫“碳化尺”,為杠桿式刻度尺直讀式。該類測(cè)量?jī)x技術(shù)參數(shù)如下:
外形尺寸:96cm×44cm×14cm;
重量:150g;
量程:8mm;
分度值:0.25mm;
放大倍數(shù):4。
現(xiàn)行回彈規(guī)范測(cè)定碳化深度的方法是:在有代表性的測(cè)區(qū)上進(jìn)行碳化深度值的測(cè)試,測(cè)試數(shù)量不少于測(cè)區(qū)數(shù)的30%。將濃度為1%~2%的酚酞酒精溶液,滴入測(cè)試前鑿好的直徑約15mm的孔洞。使用“碳化尺”測(cè)量碳化深度時(shí),將儀器的底座平面貼緊孔洞口一側(cè)平整的混凝土表面上(當(dāng)孔洞周圍的混凝土表面不平整時(shí),應(yīng)用砂輪磨平,以免造成測(cè)量誤差),挪動(dòng)儀器位置使觸片停留在孔洞壁被測(cè)深度處,觸片與指針繞銷軸旋轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn)半徑比為1:4),指針在刻度尺上指示1刻度(讀數(shù)精確至0.25mm),即為碳化深度值。當(dāng)條件不利讀數(shù)表1測(cè)量重復(fù)性時(shí),可按下按鈕鎖住觸針,將儀器移至他處讀數(shù)。測(cè)試出3個(gè)測(cè)點(diǎn)的碳化深度值,各測(cè)區(qū)碳化深度值的平均值作為此構(gòu)件的碳化深度值,若碳化深度值極差大于2.0mm,則應(yīng)在每個(gè)測(cè)區(qū)分別測(cè)量碳化深度值,精確至0.5mm。
Copyright ? 2006-2023 深圳市諾科空間膜結(jié)構(gòu)有限公司 All Rights Reserved. 粵ICP備19124677號(hào) XML地圖