碳化模型分析比对以及限值新模型浅析.pdfVIP

16 低 温 建 筑 技 术 2013年第 12期 (总第 186期) 碳化模型分析比对 以及限值新模型浅析 袁 琴 (同济大学建筑工程系。 上海 200092) 【摘 要】 基于碳化深度 -_k·的认识 ，国内外学者从不同角度，运用不同方法对碳化系数k进行研究， 形成了不同的模型。文中总结了一些代表模型，并通过工程实测数据对各个模型进行了比对分析 ，为耐久性评估 以及碳化模型建立提供参考意见。此文还介绍了近来提出的混凝土碳化是一个 自我限制的过程，碳化深度存在 上限值的研究成果 ，并对这一必威体育精装版模型进行了初步讨论分析。 【关键词】 混凝土；碳化深度；预测模型 【中图分类号】 TU528．0 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—68642【013)12—0016—03 大量的工程调查证明，混凝土中钢筋锈蚀是当今影响 度与碳化时间的平方根成正比，即： 混凝土结构耐久性的首要因素。在众多引发钢筋锈蚀 的诱 = k · (1) 因中，碳化是其中一种最重要的作用。混凝土经过水化后， 式中， 为混凝土碳化深度，mm；k为碳化系数 ，综合反 析出Ca(OH)等碱性物质，pH值达到 12．5左右。这种高 映混凝土碳化速度的快慢；t为碳化时间，年。 碱性环境使钢筋的表面形成一层致密的钝化膜，阻止钢筋 影响碳化的因素非常多，为了确定 值，根据对不同因 锈蚀。大气中CO 侵入混凝土内部，与 ca(OH)、3CaO · 素的控制，各个学者提出了不同的碳化模型。基于建立角度 2SiO：·3H0等碱性物质反应，使 pH值降低，这一中性化 和方法的不同，主要有：① 理论模型，以经典扩散理论为基 过程即碳化作用。当碳化深度到达钢筋表面时，表面的钝 础；② 经验模型，基于试验和实际工程调查结果 ；③扩散理 化膜被破坏而处于活化状态，一旦水、氧气等条件充足，钢 论和试验结果结合的模型。 筋就会发生锈蚀，造成钢筋强度降低，粘结性能减弱，混凝 1．1 理论模型 土胀裂，承载能力下降，使用性受到影响，甚至可能导致整 通过对混凝土碳化的多相物理化学过程的深入研究， 个结构体系的破坏。因此混凝土碳化深度是决定混凝土结 前苏联学者阿列克谢耶夫等人主张碳化过程受CO：在混凝 构的耐久性状态的一个重要指标 J，其预测模型的建立对 土孔隙中的扩散控制。根据Fick第一扩散定律以及 CO，在 于指导结构全寿命设计与维护具有很大的实际意义。 1 碳化深度预测模型 多孔介质中扩散和吸收的特点，推导出了经典理论模型如 由于碳化深度模型重要的现实意义，几十年来，数十种 式(2) 。该模型与试验结果符合程度较好 ，形式简单。但是 碳化模型被相继提出。目前 ，比较受公认的结论是碳化深 其中D 与眠 两个参数定义较模糊，难以计算，且在相对湿 再生混凝土与原生混凝土试件的相对动弹性模量损失率均 1927—1932． 随冻融次数与粗骨料取代率的增加而呈