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高性能混凝土的碳化速度受以下因素影响:
一、环境条件
1、CO2的含量。大气中的CO2体积分数约为0.03%,快速碳化试验时,CO2含量越高,碳化速度越快。
2、温度。温度越高,碳化速度越快。
3、湿度。相对湿度90%以上碳化速度变慢,RH25%以下时,水分不足,碳化速度降低,RH50%~60%时碳化速度最快。
4、室内、室外。室内一般CO2浓度高,也具有适宜的湿度,碳化速度快;室外受雨露水作用,混凝土细孔中有水,CO2扩散速度下降,碳化速度也变慢。有的学者指出,室外为室内的0.59倍。
5、装饰材料。试验证明,塑料壁纸装饰抗碳化效果最好,其次是砂浆抹灰、涂料;水泥基喷涂稍差;无饰面的抗碳化最差。
二、混凝土材料、品质的影响
在混凝土的组成中,影响中性化的主要原因有水泥品种、骨料品种、掺合料、化学外加剂以及配合比等。W/C>65%时,中性化速度很快;W/C<50%以下时,中性化速度很慢;W/C<40%时,中性化基本上不进行。混凝土处于润湿状态,室外环境下基本上不发生中性化。
三、中性化速度的计算
HO和Lewise对不同粉煤灰掺量、水灰比的混凝土,进行了60种配合比的试验,结果证明,中性化速度与W/C有很好的相关性。W/C与中性化的关系如图1所示。使用化学外加剂对抗碳化有利。
由中性水速度和水灰比的关系可知:水灰比越低,中性化的速度越慢;但W/C越低,混凝土强度越高;因此中性化速度与混凝土的强度密切相关。Smolczyk提出了用强度来预测混凝土中性化深度的关系式: x=79.1(RC-0.5-Rg-0.5)×T0.5 式中: x——中性化深度(mm); RC——混凝土28d抗压强度MPa; Rg——假定的不中性化的混凝土的极限强度:62.5MPa; T——中性化时间。
如果混凝土的抗压强度大于62.5MPa,可不考虑混凝土的中性化。高性能混凝土的抗压强度等级为C60,其极限抗压强度大于62.5MPa,故可不考虑中性化问题。