養(yǎng)護方式對C25混凝土碳化深度的影響

陳賢錫，戴鵬，劉君秀，王偉

（廈門天潤錦龍建材有限公司，福建　廈門　361027）

養(yǎng)護方式對C25混凝土碳化深度的影響

陳賢錫，戴鵬，劉君秀，王偉

（廈門天潤錦龍建材有限公司，福建廈門361027）

本文研究了不同養(yǎng)護方式、不同養(yǎng)護時間對 C25混凝土碳化深度的影響。結(jié)果表明：隨養(yǎng)護時間的增加，混凝土的抗碳化性能越來越好；養(yǎng)護結(jié)束后，隨時間的增加，混凝土的碳化深度越來越大；在實際工程中，宜采用延長拆模時間、濕毛氈包裹養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護方式養(yǎng)護混凝土。

養(yǎng)護方式；養(yǎng)護時間；碳化深度

碳化深度是評價混凝土耐久性優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，也是混凝土施工后，工地回彈關(guān)注的焦點[1]?；炷撂蓟膶嵸|(zhì)，即水泥的水化產(chǎn)物與周圍環(huán)境中的 CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣或其他物質(zhì)，從而降低了混凝土內(nèi)部的堿度。并且由于碳酸鈣體積比原反應(yīng)物體積大，因此碳化反應(yīng)引起的體積膨脹，可能會填充混凝土內(nèi)部原有的孔隙，進而增加了混凝土的密實度，提高其強度，改善混凝土的滲透性能，在一定程度上可以阻礙 CO2和 O2向混凝土內(nèi)部擴散[2]。但另一方面，由于碳化反應(yīng)降低了混凝土內(nèi)部的堿度，其內(nèi)部的 pH值降低，將會破壞鋼筋表面鈍化膜，引起鋼筋銹蝕，降低鋼筋混凝土的使用壽命。

本研究主要從工程實踐的角度出發(fā)，對比研究了不同養(yǎng)護方式、不同養(yǎng)護時間對 C25混凝土抗碳化性能的影響，從而為工程實踐中混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護提供參考。

1　試驗方案

1.1試驗原材料

水泥：華潤水泥有限公司潤豐牌 P·O42.5普通硅酸鹽水泥，28d 抗壓強度為52.3MPa。

粉煤灰：漳州某電廠生產(chǎn)的 F 類 Ⅱ 級灰，45μm 篩篩余為18.5%，需水量比為97%，燒失量為2.1%。

礦粉：龍海某公司生產(chǎn)的 S95級礦渣粉，比表面積為470m2/kg，流動度比為99%。

粗骨料：粒徑為5～31.5mm 連續(xù)級配天然碎石。

細(xì)骨料：天然河砂，細(xì)度模數(shù)為2.7，含泥量為1.0%。

外加劑：福建某公司生產(chǎn)的 Point-400S 聚羧酸減水劑，含固量為10.8%，減水率為18%。

水：自來水。

酚酞試劑：市售某公司生產(chǎn)的無色酚酞試劑。養(yǎng)護劑：市售某公司生產(chǎn)的抗碳化養(yǎng)護劑。

1.2試驗配合比及樣品制備

試驗采用預(yù)拌混凝土生產(chǎn)常用的 C25泵送混凝土實際生產(chǎn)配合比，見表1。

表1　C40混凝土配合比　kg/m3

按照表1的配合比制備強度等級為 C25的混凝土立方體試件，三個試件一組，試件的尺寸為100mm×100mm×100mm，如無特別說明，試件均視為成型24h 后拆模。

1.3試件的養(yǎng)護

本試驗中對混凝土試件的養(yǎng)護方式共有6種，如下：

S1：灑水養(yǎng)護，共有4種養(yǎng)護方式：S1-1、S1-2、 S1-3和 S1-4分別為試件拆模后灑水養(yǎng)護至3d、7d、14d 和28d后，再放置到空氣中進行自然養(yǎng)護至試驗齡期；

S2：塑料薄膜養(yǎng)護，共有4種養(yǎng)護方式：S2-1、S2-2、S2-3和 S2-4分別為試件拆模后塑料薄膜養(yǎng)護至3d、7d、14d和28d 后，再放置到空氣中進行自然養(yǎng)護至試驗齡期；

S3：濕毛氈包裹養(yǎng)護，共有4種養(yǎng)護方式：S3-1、S3-2、S3-3和 S3-4分別為試件拆模后濕毛氈包裹養(yǎng)護至3d、7d、14d 和28d 后，再放置到空氣中進行自然養(yǎng)護至試驗齡期；

S4：延長拆模時間養(yǎng)護，共有4種養(yǎng)護方式：S3-1、S3-2、 S3-3和 S3-4的試件拆模時間分別延長至3d、7d、14d 和28d 后，再放置到空氣中進行自然養(yǎng)護至試驗齡期；

S5：噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護，試件拆模后直接噴涂養(yǎng)護劑，放置到空氣中進行自然養(yǎng)護至試驗齡期；

S6：自然養(yǎng)護，試件拆模后，直接放置到空氣中進行自然養(yǎng)護至試驗齡期。

1.4試件碳化深度測試方法及原理

測試方法：在養(yǎng)護至試驗齡期的試件表面開孔，噴涂無色酚酞試劑進行碳化深度測試。

測試原理：無色酚酞試劑遇到堿性物質(zhì)會變成粉紅，即未經(jīng)碳化的混凝土遇到無色酚酞試劑后會變成紅色，而被碳化后的中性混凝土遇到無色酚酞試劑則不會變色。

2　試驗結(jié)果與分析

2.1試驗結(jié)果

本試驗不同齡期、不同養(yǎng)護方式下混凝土碳化深度值結(jié)果，見表2。

表2　試驗結(jié)果

2.2養(yǎng)護時間對 C25混凝土碳化性能的影響

圖1是強度等級為 C25的試塊在不同灑水養(yǎng)護時間下不同齡期的碳化深度。由圖1可知，所有灑水養(yǎng)護試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長碳化深度增加；早期灑水養(yǎng)護時間越長，其28d、60d 碳化深度值越小，灑水養(yǎng)護3d、7d、14d 和28d 再自然養(yǎng)護至28d 的碳化深度值分別為1.5mm、1.25mm、1.0mm 和0.50mm，養(yǎng)護至60d 深度值分別為3.0mm、2.5mm、2.0mm 和1.25mm；灑水養(yǎng)護3d、7d 和14d 后再自然養(yǎng)護至90d 的碳化深度值一樣，均為3.5mm，灑水養(yǎng)護28d 再自然養(yǎng)護至90d 的碳化深度值僅為1.75mm。綜上所述，延長灑水養(yǎng)護時間有利于提高混凝土碳化性能；灑水養(yǎng)護時間不超過28d 時，對混凝土28d和60d 碳化深度值影響較大，對90d 碳化深度影響較小。

圖1　灑水養(yǎng)護時間對混凝土碳化性能的影響

圖2是強度等級為 C25的試塊在不同塑料薄膜養(yǎng)護時間下不同齡期的碳化深度。由圖2可知，所有塑料薄膜養(yǎng)護試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；除塑料薄膜養(yǎng)護14d 和28d 再自然養(yǎng)護至28d 的碳化深度值相同，均為0.25mm 外，早期塑料薄膜養(yǎng)護時間越長，試件的28d、60d 和90d 碳化深度值越小，尤其是當(dāng)塑料薄膜養(yǎng)護不少于14d 時，混凝土早期碳化深度很低，后期碳化深度亦較低。綜上所述，延長塑料薄膜養(yǎng)護時間有利于提高混凝土碳化性能，且塑料薄膜養(yǎng)護時間不宜少于14d。

圖2　塑料薄膜養(yǎng)護時間對混凝土碳化性能的影響

圖3是強度等級為 C25的試塊在不同濕毛氈包裹養(yǎng)護時間下不同齡期的碳化深度。由圖3可知，所有濕毛氈包裹養(yǎng)護試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；除濕毛氈包裹養(yǎng)護7d 和14d再自然養(yǎng)護至28d 的碳化深度值相同（均為0.50mm）、養(yǎng)護14d 和28d 再自然養(yǎng)護至60d 的碳化深度值相同（均為1.0mm）外，早期濕毛氈包裹養(yǎng)護時間越長，試件的28d、60d 和90d 碳化深度值越小，且濕毛氈包裹養(yǎng)護14d 和28d再自然養(yǎng)護至90d 的碳化深度值相差較小，分別為1.5mm 和1.25mm。綜上所述，延長濕毛氈包裹養(yǎng)護時間有利于提高混凝土碳化性能，且濕毛氈包裹養(yǎng)護的最佳養(yǎng)護時間為14d。

圖4是強度等級為 C25的試塊在不同延長拆模時間養(yǎng)護下不同齡期的碳化深度。由圖4可知，所有延長拆模時間養(yǎng)護試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；除延長拆模時間7d 和14d 再自然養(yǎng)護至28d 的碳化深度值相同，均為0.25mm 外，早期延長拆模時間越長，試件的28d、60d 和90d 碳化深度值越小，且延長拆模時間7d 和14d 再自然養(yǎng)護至60d 和90d 的碳化深度值均相差較小，分別為1.5mm 和1.0mm、2.0mm 和1.5mm。綜上所述，延長拆模時間有利于提高混凝土碳化性能，考慮到實際工程模板周轉(zhuǎn)，延長拆模的適宜時間為7d。

圖5是強度等級為 C25的試塊在噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護和自然養(yǎng)護下不同齡期的碳化深度。由圖5可知，兩種養(yǎng)護方式下，試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護的試件在不同齡期的碳化深度值均低于自然養(yǎng)護。綜上所述，噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護有利于提高混凝土碳化性能。

圖3　濕毛氈包裹養(yǎng)護時間對混凝土碳化性能的影響

圖4　延長拆模養(yǎng)護時間對混凝土碳化性能的影響

圖5　噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護和自然養(yǎng)護對混凝土碳化性能的影響

2.3養(yǎng)護方式對 C25混凝土碳化性能的影響

圖6是強度等級為 C25的試塊在不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護3d下不同齡期的碳化深度。由圖6可知，所有養(yǎng)護方式試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護3d 再自然養(yǎng)護至28d的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護和噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護和自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護3d 再自然養(yǎng)護至60d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護和自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護3d 再自然養(yǎng)護至90d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護。綜上所述，在早期養(yǎng)護時間為3d 時，各養(yǎng)護方式對混凝土碳化性能影響從劣至優(yōu)的順序依次為：自然養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜延長拆模時間養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護。

圖6　不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護3d 對混凝土碳化性能的影響

圖7是強度等級為 C25的試塊在不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護7d下不同齡期的碳化深度。由圖7可知，所有養(yǎng)護方式試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護7d 再自然養(yǎng)護至28d的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護7d 再自然養(yǎng)護至60d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護7d 再自然養(yǎng)護至90d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護。綜上所述，在早期養(yǎng)護時間為7d 時，各養(yǎng)護方式對混凝土碳化性能影響從劣至優(yōu)的順序依次為：自然養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜延長拆模時間養(yǎng)護。

圖8是強度等級為 C25的試塊在不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護14d下不同齡期的碳化深度。由圖8可知，所有養(yǎng)護方式試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護14d 再自然養(yǎng)護至28d的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護和灑水養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護14d 再自然養(yǎng)護至60d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護、塑料薄膜養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護14d 再自然養(yǎng)護至90d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護。綜上所述，在早期養(yǎng)護時間為14d 時，各養(yǎng)護方式對混凝土碳化性能影響從劣至優(yōu)的順序依次為：自然養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜延長拆模時間養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護。

圖7　不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護7d 對混凝土碳化性能的影響

圖8　不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護14d 對混凝土碳化性能的影響

圖9是強度等級為 C25的試塊在不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護28d下不同齡期的碳化深度。由圖9可知，所有養(yǎng)護方式試件的碳化深度隨碳化齡期的發(fā)展趨勢一致，均為隨碳化齡期的延長，碳化深度增加；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護28d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和濕毛氈包裹養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護28d 再自然養(yǎng)護至60d 的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護；不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護28d 再自然養(yǎng)護至90d的碳化深度值順序為：延長拆模時間養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜自然養(yǎng)護。綜上所述，在早期養(yǎng)護時間為28d 時，各養(yǎng)護方式對混凝土碳化性能影響從劣至優(yōu)的順序依次為：自然養(yǎng)護＜噴養(yǎng)護劑養(yǎng)護＜灑水養(yǎng)護＜塑料薄膜養(yǎng)護＜濕毛氈包裹養(yǎng)護＜延長拆模時間養(yǎng)護。

圖9　不同養(yǎng)護方式養(yǎng)護28d 對混凝土碳化性能的影響

3　結(jié)論

（1）不同養(yǎng)護方式、不同養(yǎng)護齡期對混凝土不同測試齡期的碳化性能影響較大；

（2）相同養(yǎng)護方式條件下，混凝土的碳化深度隨測試齡期的延長而增加；

（3）同種養(yǎng)護方式和測試齡期條件下，混凝土的碳化深度隨養(yǎng)護時間的延長而降低；

（4）在工程實踐中宜選用延長拆模時間、濕毛氈包裹養(yǎng)護和塑料薄膜養(yǎng)護方式來養(yǎng)護混凝土，以減小混凝土的碳化深度，提高混凝土的抗碳化性能，從而延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

[1] 劉思巖，劉麗麗，單文武，等．養(yǎng)護方式對結(jié)構(gòu)混凝土碳化性能的影響[J]．混凝土與水泥制品，2010(1):16-18．

[2] 崔宏志，張俊樂，朱國飛，等．涂層和養(yǎng)護方式對混凝土碳化性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響研究[J]．混凝土，2013(8):36-40.

［通訊地址］廈門市海滄區(qū)東孚鎮(zhèn)鳳山村鳳美四路39號（361027）

Effects of curing methodson C25concrete carbonization depth

Chen Xianxi, Dai Peng, Liu Junxiu, Wang Wei
(Xiamen Tianrun Jinlong Building Materials Co., Ltd., Fujian, Xiamen361027)

Effects of different types of curing methods and curing time on C25concrete carbonation depth were studied.The results indicate that the concrete carbonation resistance was getting better with increasing curing time. After the curing, the concrete carbonation depth was increasing with the increase of time. It should be adopted to extend the removal time, wrapped in the wet blankets and plastic coated curing methods in the practical engineering.

curing methods; curing time; carbonation depth

陳賢錫（1985—），男，工程師，主要從事預(yù)拌混凝土生產(chǎn)相關(guān)工作。