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1.混凝土碳化機(jī)理
混凝土的碳化是介質(zhì)與混凝土相互作用的一種很廣泛的形式，最典型的例子是大氣中的二氧化碳?xì)怏w(CO2)對混凝土的作用，在工業(yè)區(qū)，其它酸性氣體如二氧化硫(SO2)、硫化氫(H2S)等也會引起混凝土“碳化”(準(zhǔn)確地說是中性化)。大氣中的CO2與水泥水化物中的氫氧化鈣(Ca(OH)2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：
Ca(OH)2＋CO2CaCO3＋H2O
XCaO·YSiO2·ZH2O＋nCO2XCaCO3＋YSiO2·nH2O＋H2O
嚴(yán)格地講碳化反應(yīng)不限于水泥水化物中的氫氧化鈣，在其它一些水泥水化物或未水化物中也會發(fā)生其它類型的碳化反應(yīng)。但是就混凝土的碳化而論，氫氧化鈣的碳化影響最大。由于混凝土碳化的結(jié)果，混凝土的凝膠孔隙和部分毛細(xì)管可能被碳化產(chǎn)物碳酸鈣(CaCO3)等堵塞，混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度會因此有所提高。但是，由于碳化降低了混凝土孔隙液體的pH值(碳化后pH值8～10)，碳化一旦達(dá)到鋼筋表面，鋼筋就會因其表面的鈍化膜遭到破壞而產(chǎn)生銹蝕。
混凝土的碳化主要包括三個過程：
a.化學(xué)反應(yīng)過程
混凝土碳化的化學(xué)反應(yīng)式見上述兩式?；炷恋幕瘜W(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行較快，反應(yīng)的速度主要取決于CO2的濃度和混凝土可碳化物質(zhì)的含量，其中混凝土中可碳化物質(zhì)的含量受到水泥品種、水泥用量及水化程度等因素的影響。
b.二氧化碳等的擴(kuò)散速度
二氧化碳(CO2)或其它酸性物質(zhì)可通過混凝土孔隙向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散。這個過程的速度取決于擴(kuò)散物質(zhì)的濃度和混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)?；炷量紫兜慕Y(jié)構(gòu)主要受混凝土水灰比和水泥水化程度的影響。
c.氫氧化鈣的擴(kuò)散
氫氧化鈣可在孔隙表面的濕度薄膜內(nèi)擴(kuò)散，其速度取決于混凝土的含水率和氫氧化鈣濃度的梯度。
2.混凝土碳化深度的測定
現(xiàn)場碳化深度的檢測方法：采用適當(dāng)?shù)墓ぞ咴跍y區(qū)表面形成直徑約15mm的孔洞，其深度應(yīng)大于混凝土的碳化深度。孔洞中的粉末和碎屑應(yīng)除凈，不得用水擦凈。同時，應(yīng)采用濃度為1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞內(nèi)壁的邊緣處，未碳化的混凝土變?yōu)榧t色，已碳化的混凝土不變色，當(dāng)已碳化與未碳化界限清楚時，再用深度測量工具測量已碳化與未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距離，此距離即為碳化深度。由于煙囪的特殊性，筒壁內(nèi)側(cè)碳化深度在鉆取的芯樣上進(jìn)行檢測，筒壁外側(cè)的碳化深度在鉆取的芯樣及筒壁上進(jìn)行檢測。