1、環保型裂縫修復材料對混凝土抗碳化性能的影響 摘 要：混凝土碳化會導致混凝土中的鋼筋脫鈍，從而引起鋼筋銹蝕，最終影響到混凝土結構的耐久性。該文對環保型裂縫修復材料處理試件進行了抗碳化性能試驗。試驗結果表明：相比普通混凝土試件，ecrm處理后試件的碳化深度減小，且混凝土碳化速率提前出現下降趨勢，ecrm能有效增強混凝土的抗碳化能力。 關鍵詞：環保型裂紋修復材料 混凝土 抗碳化性能 中圖分類號：tu528 文獻標識碼：a 文章編號：1674-098x（2014）08（a）-0092-02 大氣環境中的co2引起的混凝土中hp值下降的過程稱為混凝土的碳化，碳化是最普遍的混凝土中性化過程。碳化反應的主要

2、產物碳酸鈣屬非溶解性鈣鹽，因此混凝土的凝膠孔隙和部分毛細孔隙將被碳化產物堵塞，使混凝土的密實度和強度有所提高。一般情況下混凝土的碳化深度較淺，大致與鋼筋保護層厚度相當，因此從整體上，碳化對混凝土力學性能及構件受力性能的負面影響不大。但是，混凝土碳化使混凝土的ph值減低，導致混凝土中的鋼筋脫鈍，從而引起鋼筋的銹蝕，最終影響到混凝土結構的耐久性1-3。混凝土碳化是一般大氣環境下混凝土中鋼筋脫鈍銹蝕的前提條件。 環保型裂縫修復材料（簡稱ecrm）能激化混凝土內部未水化水泥顆粒繼續水化，形成不溶性的結晶體混合物堵塞孔隙和裂縫，從而一定程度上阻礙了co2引起的混凝土碳化過程。國內已有部分學者就ecrm對

3、混凝土的力學性能、耐化學侵蝕和抗凍融性能的影響展開研究，認為經ecrm處理的混凝土試件，各方面性能得到了不同程度的提高4-6。 該文將通過混凝土基準試件與ecrm處理后試件性能的對比分析，研究ecrm抗混凝土抗碳化性能的影響。 1 ecrm主要功能 ecrm包括主劑以及輔助劑兩種，ecrm主劑的主要成分是無機鹽類，外觀為無色透明液體，ph值在11.3以上，輔助劑的主要成分為特殊亞硝酸鹽，外觀為青色，ph值在10.3以上。ecrm是一種激化混凝土中水泥進行水化反應的反應促進劑。主要功能有： （1） 將其應用于新澆筑混凝土，通過促進早期混凝土充分實現水泥的水化反應，形成穩定的水化硅酸鈣（csh）晶

4、體，實現混凝土自密實，提高混凝土強度，增強結構的耐久性。 （2） 將其應用于在役混凝土進行混凝土裂縫的修復，依靠ecrm自身較強的滲透性及促進未水化水泥的進一步水化反應功能，實現混凝土中裂縫的自動閉合，從而達到增強其耐久性目的。從而實現混凝土中裂縫的自動閉合，達到結構修復目的。 2 碳化反應試驗 2.1 試驗原理 ecrm能與混凝土中的ca（oh）2進行反應生成穩定的csh晶體，并且激化混凝土內部未水化的水泥顆粒繼續發生水化反應，形成不溶性的結晶體混合物堵塞孔隙和裂縫，從而提高混凝土的密實性和實現混凝土裂縫的自愈合。 2.2 試驗材料及試件制備 ecrm：無色透明液體狀，實驗室自備。 水泥：江

5、蘇雙龍集團所生產的雙猴牌、等級為32.5的普通硅酸鹽水泥。 碎石：粒徑為525。 砂：區中砂，細度模數為2.7。 水：普通飲用水。 混凝土配合比如表1所示。混凝土抗碳化試件為150 mm150 mm150 mm試件，每組試件三個，共四組試件，其中三組按照ecrm涂抹量為0.1 kg/m2、0.2 kg/m2、0.3 kg/m2進行涂抹，另外一組不涂抹ecrm以作為對比基準試件。 2.3 試驗方法 混凝土快速碳化試驗按照普通混凝土長期性能和耐久性試驗方法進行7。試件在標準條件下養護28 d后，將試件置于溫度為205 、相對濕度為705%、二氧化碳濃度為203%的碳化箱中進行碳化。碳化到規定時間后

6、，用壓力機將試件劈開，用1%濃度的酚酞酒精指示液噴于斷面處，從試件表面到變色邊界測量10處距離，以其算術平均值作為碳化深度。混凝土碳化試驗箱如圖1所示，混凝土試件如圖2所示。 3 試驗結果與分析 對不同ecrm涂抹量的試件，分別測量了7d碳化深度、14d碳化深度和28d碳化深度，測量結果見表2、圖3、圖4所示。 從表2可知，混凝土碳化深度隨時間延長而增長，ecrm涂抹試件碳化深度增長速率較基準試件小，碳化深度隨著ecrm涂量的增加而減小。 由圖3可知，基準試件在碳化前14d內碳化深度變化劇烈，14d后碳化深度隨碳化時間緩慢上升，變化趨緩。混凝土碳化過程中，侵蝕進入混凝土內部的co2和水泥水化產

7、物反應，主要生成caco3等固態物質，這些固態物質堵塞在混凝土孔隙中，時混凝土的孔隙率下降，大孔減小，從而減弱了后續的co2擴散，并使混凝土的密實度提高。因此，基準試件在14d后碳化深度增長速率下降。 ecrm涂抹試件在碳化初始階段，其碳化速率小于基準試件，且碳化深度變化顯著。ecrm涂抹試件在碳化7d后，碳化深度增長速率就出現減緩的趨勢，比基準試件碳化深度增長速率減緩時間早。說明ecrm涂抹試件孔隙率較基準試件大大降低，減緩了co2進入混凝土內部進行碳化反應，增強了混凝土的抗碳化能力。 由圖4可知，ecrm涂量越大，其碳化深度越小。ecrm涂抹量為0.1 kg/m2的試件28 d碳化深度比基

8、準試件降低了12.46%；ecrm涂抹量為0.2 kg/m2的試件28 d碳化深度比基準試件降低了27.52%；ecrm涂抹量為0.3 kg/m2的試件28 d碳化深度比基準試件降低了33.23%。ecrm涂抹量為0.2 kg/m2的試件與涂抹量為0.3 kg/m2的試件碳化深度降低程度較為接近，從圖4-2知，兩者碳化深度隨時間變化規律一致，因此，從增強混凝土抗碳化性能和經濟性考慮，建議在進行ecrm抗碳化施工時，ecrm的涂抹用量采用0.2 kg/m2。 4 結語 （1）ecrm涂抹試件碳化深度低于基準試件，且ecrm涂抹試件的碳化深度增長速率較早降低，說明ecrm能有效增強混凝土的抗碳化能力。 （2）ecrm用量越多，試件的抗碳化能力越明顯，但從增強混凝土抗碳化性能和經濟性考慮，建議在進行ecrm抗碳化施工時，ecrm的涂抹用量采用0.2 kg/m2。 參考文獻 1 金良偉.混凝土結構耐久性m.北京：科學出版社，2002. 2 覃維祖.混凝土耐久性若干問題討論j.建筑技術，2000，31（1）：19-21. 3 盧木.混凝土耐久性研究現狀和研究方向j.工業建筑，1997（5）：1-6. 4 吉伯海.環保型裂縫修復材料對混凝土構件基本性能的影響j.混凝土與水泥制品，2009. 5 吉伯海，張宇峰.環保型裂