养护方式对C25混凝土碳化深度的影响

陈贤锡，戴鹏，刘君秀，王伟

（厦门天润锦龙建材有限公司，福建　厦门　361027）

养护方式对C25混凝土碳化深度的影响

陈贤锡，戴鹏，刘君秀，王伟

（厦门天润锦龙建材有限公司，福建厦门361027）

本文研究了不同养护方式、不同养护时间对 C25混凝土碳化深度的影响。结果表明：随养护时间的增加，混凝土的抗碳化性能越来越好；养护结束后，随时间的增加，混凝土的碳化深度越来越大；在实际工程中，宜采用延长拆模时间、湿毛毡包裹养护和塑料薄膜养护方式养护混凝土。

养护方式；养护时间；碳化深度

碳化深度是评价混凝土耐久性优劣的一个重要指标，也是混凝土施工后，工地回弹关注的焦点[1]。混凝土碳化的实质，即水泥的水化产物与周围环境中的 CO2发生化学反应，生成碳酸钙或其他物质，从而降低了混凝土内部的碱度。并且由于碳酸钙体积比原反应物体积大，因此碳化反应引起的体积膨胀，可能会填充混凝土内部原有的孔隙，进而增加了混凝土的密实度，提高其强度，改善混凝土的渗透性能，在一定程度上可以阻碍 CO2和 O2向混凝土内部扩散[2]。但另一方面，由于碳化反应降低了混凝土内部的碱度，其内部的 pH值降低，将会破坏钢筋表面钝化膜，引起钢筋锈蚀，降低钢筋混凝土的使用寿命。

本研究主要从工程实践的角度出发，对比研究了不同养护方式、不同养护时间对 C25混凝土抗碳化性能的影响，从而为工程实践中混凝土结构的养护提供参考。

1　试验方案

1.1试验原材料

水泥：华润水泥有限公司润丰牌 P·O42.5普通硅酸盐水泥，28d 抗压强度为52.3MPa。

粉煤灰：漳州某电厂生产的 F 类 Ⅱ 级灰，45μm 筛筛余为18.5%，需水量比为97%，烧失量为2.1%。

矿粉：龙海某公司生产的 S95级矿渣粉，比表面积为470m2/kg，流动度比为99%。

粗骨料：粒径为5～31.5mm 连续级配天然碎石。

细骨料：天然河砂，细度模数为2.7，含泥量为1.0%。

外加剂：福建某公司生产的 Point-400S 聚羧酸减水剂，含固量为10.8%，减水率为18%。

水：自来水。

酚酞试剂：市售某公司生产的无色酚酞试剂。养护剂：市售某公司生产的抗碳化养护剂。

1.2试验配合比及样品制备

试验采用预拌混凝土生产常用的 C25泵送混凝土实际生产配合比，见表1。

表1　C40混凝土配合比　kg/m3

按照表1的配合比制备强度等级为 C25的混凝土立方体试件，三个试件一组，试件的尺寸为100mm×100mm×100mm，如无特别说明，试件均视为成型24h 后拆模。

1.3试件的养护

本试验中对混凝土试件的养护方式共有6种，如下：

S1：洒水养护，共有4种养护方式：S1-1、S1-2、 S1-3和 S1-4分别为试件拆模后洒水养护至3d、7d、14d 和28d后，再放置到空气中进行自然养护至试验龄期；

S2：塑料薄膜养护，共有4种养护方式：S2-1、S2-2、S2-3和 S2-4分别为试件拆模后塑料薄膜养护至3d、7d、14d和28d 后，再放置到空气中进行自然养护至试验龄期；

S3：湿毛毡包裹养护，共有4种养护方式：S3-1、S3-2、S3-3和 S3-4分别为试件拆模后湿毛毡包裹养护至3d、7d、14d 和28d 后，再放置到空气中进行自然养护至试验龄期；

S4：延长拆模时间养护，共有4种养护方式：S3-1、S3-2、 S3-3和 S3-4的试件拆模时间分别延长至3d、7d、14d 和28d 后，再放置到空气中进行自然养护至试验龄期；

S5：喷养护剂养护，试件拆模后直接喷涂养护剂，放置到空气中进行自然养护至试验龄期；

S6：自然养护，试件拆模后，直接放置到空气中进行自然养护至试验龄期。

1.4试件碳化深度测试方法及原理

测试方法：在养护至试验龄期的试件表面开孔，喷涂无色酚酞试剂进行碳化深度测试。

测试原理：无色酚酞试剂遇到碱性物质会变成粉红，即未经碳化的混凝土遇到无色酚酞试剂后会变成红色，而被碳化后的中性混凝土遇到无色酚酞试剂则不会变色。

2　试验结果与分析

2.1试验结果

本试验不同龄期、不同养护方式下混凝土碳化深度值结果，见表2。

表2　试验结果

2.2养护时间对 C25混凝土碳化性能的影响

图1是强度等级为 C25的试块在不同洒水养护时间下不同龄期的碳化深度。由图1可知，所有洒水养护试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长碳化深度增加；早期洒水养护时间越长，其28d、60d 碳化深度值越小，洒水养护3d、7d、14d 和28d 再自然养护至28d 的碳化深度值分别为1.5mm、1.25mm、1.0mm 和0.50mm，养护至60d 深度值分别为3.0mm、2.5mm、2.0mm 和1.25mm；洒水养护3d、7d 和14d 后再自然养护至90d 的碳化深度值一样，均为3.5mm，洒水养护28d 再自然养护至90d 的碳化深度值仅为1.75mm。综上所述，延长洒水养护时间有利于提高混凝土碳化性能；洒水养护时间不超过28d 时，对混凝土28d和60d 碳化深度值影响较大，对90d 碳化深度影响较小。

图1　洒水养护时间对混凝土碳化性能的影响

图2是强度等级为 C25的试块在不同塑料薄膜养护时间下不同龄期的碳化深度。由图2可知，所有塑料薄膜养护试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；除塑料薄膜养护14d 和28d 再自然养护至28d 的碳化深度值相同，均为0.25mm 外，早期塑料薄膜养护时间越长，试件的28d、60d 和90d 碳化深度值越小，尤其是当塑料薄膜养护不少于14d 时，混凝土早期碳化深度很低，后期碳化深度亦较低。综上所述，延长塑料薄膜养护时间有利于提高混凝土碳化性能，且塑料薄膜养护时间不宜少于14d。

图2　塑料薄膜养护时间对混凝土碳化性能的影响

图3是强度等级为 C25的试块在不同湿毛毡包裹养护时间下不同龄期的碳化深度。由图3可知，所有湿毛毡包裹养护试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；除湿毛毡包裹养护7d 和14d再自然养护至28d 的碳化深度值相同（均为0.50mm）、养护14d 和28d 再自然养护至60d 的碳化深度值相同（均为1.0mm）外，早期湿毛毡包裹养护时间越长，试件的28d、60d 和90d 碳化深度值越小，且湿毛毡包裹养护14d 和28d再自然养护至90d 的碳化深度值相差较小，分别为1.5mm 和1.25mm。综上所述，延长湿毛毡包裹养护时间有利于提高混凝土碳化性能，且湿毛毡包裹养护的最佳养护时间为14d。

图4是强度等级为 C25的试块在不同延长拆模时间养护下不同龄期的碳化深度。由图4可知，所有延长拆模时间养护试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；除延长拆模时间7d 和14d 再自然养护至28d 的碳化深度值相同，均为0.25mm 外，早期延长拆模时间越长，试件的28d、60d 和90d 碳化深度值越小，且延长拆模时间7d 和14d 再自然养护至60d 和90d 的碳化深度值均相差较小，分别为1.5mm 和1.0mm、2.0mm 和1.5mm。综上所述，延长拆模时间有利于提高混凝土碳化性能，考虑到实际工程模板周转，延长拆模的适宜时间为7d。

图5是强度等级为 C25的试块在喷养护剂养护和自然养护下不同龄期的碳化深度。由图5可知，两种养护方式下，试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；喷养护剂养护的试件在不同龄期的碳化深度值均低于自然养护。综上所述，喷养护剂养护有利于提高混凝土碳化性能。

图3　湿毛毡包裹养护时间对混凝土碳化性能的影响

图4　延长拆模养护时间对混凝土碳化性能的影响

图5　喷养护剂养护和自然养护对混凝土碳化性能的影响

2.3养护方式对 C25混凝土碳化性能的影响

图6是强度等级为 C25的试块在不同养护方式养护3d下不同龄期的碳化深度。由图6可知，所有养护方式试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；不同养护方式养护3d 再自然养护至28d的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护＜湿毛毡包裹养护和喷养护剂养护＜塑料薄膜养护＜洒水养护和自然养护；不同养护方式养护3d 再自然养护至60d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和湿毛毡包裹养护＜喷养护剂养护和塑料薄膜养护＜洒水养护和自然养护；不同养护方式养护3d 再自然养护至90d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和湿毛毡包裹养护＜喷养护剂养护和塑料薄膜养护＜洒水养护＜自然养护。综上所述，在早期养护时间为3d 时，各养护方式对混凝土碳化性能影响从劣至优的顺序依次为：自然养护＜洒水养护＜喷养护剂养护和塑料薄膜养护＜延长拆模时间养护和湿毛毡包裹养护。

图6　不同养护方式养护3d 对混凝土碳化性能的影响

图7是强度等级为 C25的试块在不同养护方式养护7d下不同龄期的碳化深度。由图7可知，所有养护方式试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；不同养护方式养护7d 再自然养护至28d的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护＜湿毛毡包裹养护＜塑料薄膜养护＜喷养护剂养护＜洒水养护＜自然养护；不同养护方式养护7d 再自然养护至60d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和塑料薄膜养护＜湿毛毡包裹养护＜喷养护剂养护＜洒水养护＜自然养护；不同养护方式养护7d 再自然养护至90d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护＜湿毛毡包裹养护和塑料薄膜养护＜喷养护剂养护＜洒水养护＜自然养护。综上所述，在早期养护时间为7d 时，各养护方式对混凝土碳化性能影响从劣至优的顺序依次为：自然养护＜洒水养护＜喷养护剂养护＜湿毛毡包裹养护和塑料薄膜养护＜延长拆模时间养护。

图8是强度等级为 C25的试块在不同养护方式养护14d下不同龄期的碳化深度。由图8可知，所有养护方式试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；不同养护方式养护14d 再自然养护至28d的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和塑料薄膜养护＜湿毛毡包裹养护＜喷养护剂养护和洒水养护＜自然养护；不同养护方式养护14d 再自然养护至60d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护、塑料薄膜养护和湿毛毡包裹养护＜洒水养护＜喷养护剂养护＜自然养护；不同养护方式养护14d 再自然养护至90d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和湿毛毡包裹养护＜塑料薄膜养护＜喷养护剂养护＜洒水养护＜自然养护。综上所述，在早期养护时间为14d 时，各养护方式对混凝土碳化性能影响从劣至优的顺序依次为：自然养护＜洒水养护＜喷养护剂养护＜塑料薄膜养护＜延长拆模时间养护和湿毛毡包裹养护。

图7　不同养护方式养护7d 对混凝土碳化性能的影响

图8　不同养护方式养护14d 对混凝土碳化性能的影响

图9是强度等级为 C25的试块在不同养护方式养护28d下不同龄期的碳化深度。由图9可知，所有养护方式试件的碳化深度随碳化龄期的发展趋势一致，均为随碳化龄期的延长，碳化深度增加；不同养护方式养护28d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和湿毛毡包裹养护＜塑料薄膜养护＜洒水养护＜喷养护剂养护＜自然养护；不同养护方式养护28d 再自然养护至60d 的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护和塑料薄膜养护＜湿毛毡包裹养护＜洒水养护＜喷养护剂养护＜自然养护；不同养护方式养护28d 再自然养护至90d的碳化深度值顺序为：延长拆模时间养护＜湿毛毡包裹养护＜塑料薄膜养护＜洒水养护＜喷养护剂养护＜自然养护。综上所述，在早期养护时间为28d 时，各养护方式对混凝土碳化性能影响从劣至优的顺序依次为：自然养护＜喷养护剂养护＜洒水养护＜塑料薄膜养护＜湿毛毡包裹养护＜延长拆模时间养护。

图9　不同养护方式养护28d 对混凝土碳化性能的影响

3　结论

（1）不同养护方式、不同养护龄期对混凝土不同测试龄期的碳化性能影响较大；

（2）相同养护方式条件下，混凝土的碳化深度随测试龄期的延长而增加；

（3）同种养护方式和测试龄期条件下，混凝土的碳化深度随养护时间的延长而降低；

（4）在工程实践中宜选用延长拆模时间、湿毛毡包裹养护和塑料薄膜养护方式来养护混凝土，以减小混凝土的碳化深度，提高混凝土的抗碳化性能，从而延长混凝土结构的使用寿命。

[1] 刘思岩，刘丽丽，单文武，等．养护方式对结构混凝土碳化性能的影响[J]．混凝土与水泥制品，2010(1):16-18．

[2] 崔宏志，张俊乐，朱国飞，等．涂层和养护方式对混凝土碳化性能及微观结构的影响研究[J]．混凝土，2013(8):36-40.

［通讯地址］厦门市海沧区东孚镇凤山村凤美四路39号（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

陈贤锡（1985—），男，工程师，主要从事预拌混凝土生产相关工作。