混凝土碳化是指大氣中的二氧化碳(CO?)通過混凝土孔隙滲透到內(nèi)部,與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣(Ca(OH)?)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成碳酸鈣(CaCO?)和水,導(dǎo)致混凝土堿性降低(pH值下降)的過程?。這一過程也被稱為混凝土的“中性化”?。碳化反應(yīng)機(jī)理混凝土碳化的核心化學(xué)反應(yīng)為:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2OCa(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O
該反應(yīng)會(huì)消耗混凝土中的堿性物質(zhì),使孔隙液pH值從12-13降至8-10?。碳化速度受CO?濃度、混凝土孔隙結(jié)構(gòu)及水泥品種等因素影響。對(duì)鋼筋混凝土的危害碳化本身可能提高素混凝土的密實(shí)性?,但對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要危害是破壞鋼筋保護(hù)機(jī)制:?鋼筋銹蝕?:當(dāng)碳化深度超過保護(hù)層時(shí),鋼筋表面鈍化膜(Fe?O?·nH?O)因堿性環(huán)境消失而失效,鋼筋在水氧作用下開始銹蝕?。銹蝕產(chǎn)物體積膨脹會(huì)導(dǎo)致混凝土開裂、剝落,終使構(gòu)件失效?。?強(qiáng)度降低?:碳化會(huì)減弱混凝土的抗壓和抗拉強(qiáng)度,并加速微觀結(jié)構(gòu)老化?碳化與氯離子侵蝕的協(xié)同作用氯離子(Cl?)能穿透混凝土破壞鈍化膜,與碳化共同作用時(shí),會(huì)顯著加速鋼筋銹蝕?。例如,沿海地區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)需同時(shí)防范碳化和氯離子侵蝕。碳化檢測(cè)與標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1910/C1910M-23等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碳化養(yǎng)護(hù)的試驗(yàn)方法,包括CO?氣體壓力、溫度控制及抗壓強(qiáng)度測(cè)試等流程?,用于評(píng)估混凝土碳化后的性能變化。