碳化系数试验箱阅读：16

　　1.高精度环境控制：

　　温度控制：采用高精度传感器和PID控制技术，确保温度稳定在设定值（如20°C）。

　　湿度控制：通过加湿器、除湿系统和湿度传感器，精确控制相对湿度（如60%）。

　　CO?浓度控制：配备CO?传感器和电磁阀，自动调节CO?气体流量，维持箱内CO?浓度恒定。

　　2.自动化程度高：

　　多数现代碳化箱配备微电脑控制器或PLC系统，可设定、显示和记录温、湿、CO?浓度等参数，实现无人值守自动运行，并具有数据存储和打印功能。

　　3.密封性好：

　　箱体采用优质材料（如不锈钢内胆、双层真空玻璃门）和良好密封设计，防止CO?泄漏和外界空气干扰，保证试验环境的纯净和稳定。

　　4.安全保护功能：

　　具备超温、超湿、传感器故障、CO?浓度过高等报警和保护功能，部分设备还配备CO?泄漏报警装置，确保操作安全。

　　5.观察方便：

　　配备透明观察窗（通常为双层中空玻璃），便于随时观察箱内试件状态，而无需开门干扰试验环境。

　　6.适用性强：

　　可用于不同强度等级、不同配合比的混凝土试件，也可用于研究掺合料（如粉煤灰、矿粉）、外加剂对混凝土碳化性能的影响。

　　7.符合标准：

　　设计和性能符合相关国家标准或行业规范（如中国标准GB/T 50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中关于碳化试验的规定）。

　　碳化系数试验箱的工作原理是基于混凝土碳化反应的化学本质，并通过人工环境模拟加速该过程：

　　1.碳化反应基础：

　　混凝土中的氢氧化钙（Ca(OH)?）与空气中的二氧化碳（CO?）发生化学反应，生成碳酸钙（CaCO?）和水。反应式为：

　　Ca(OH)?+CO?→CaCO?+H?O

　　这个反应导致混凝土碱度降低（pH值下降），当碱度降至一定程度时，钢筋表面的钝化膜被破坏，引发钢筋锈蚀。

　　2.环境控制：

　　试验箱通过精密控制系统，将箱体内的环境参数（温度、湿度、CO?浓度）稳定在设定值（通常为：温度20±2°C，相对湿度60±5%，CO?浓度20±3%）。这些条件显著高于自然环境中的CO?浓度（约0.04%），从而加速碳化过程。

　　3.试件放置与反应：

　　将标准养护后的混凝土试块放入试验箱内。在恒定的温湿度和高浓度CO?环境下，CO?气体从试块表面向内部扩散，与孔隙液中的Ca(OH)?发生反应。

　　4.碳化深度测定：

　　经过规定时间（如7天、14天、28天）后，取出试块，将其劈开或切开，立即在新鲜断面上喷洒酚酞溶液（一种pH指示剂）。未碳化区域呈碱性（pH>10），显紫红色；已碳化区域呈中性或弱酸性，不变色。通过测量无色区域的深度，即为碳化深度。

　　5.碳化系数计算：

　　根据碳化深度（d）与时间（t）的平方根成正比的关系（d=K√t），可计算出碳化系数K（K=d/√t），用于评估混凝土抵抗碳化的能力。K值越小，混凝土抗碳化性能越好。

　1.试件制备与养护

　　成型：按照相关标准（如GB/T 50081）制作标准混凝土试块（通常为100mm×100mm×100mm或150mm×150mm×150mm立方体）。

　　标准养护：试件成型后，在标准条件下（温度20±2°C，相对湿度≥95%）养护28天，以确保混凝土达到设计强度和稳定状态。

　　2.初始处理

　　脱模与标记：28天养护结束后，取出试件脱模，并进行编号标记。

　　密封处理：用石蜡或密封胶将试件除一个测试面外的五个面完全密封，防止CO?从侧面侵入，确保碳化仅从一个暴露面进行，便于测量碳化深度。

　　3.放入试验箱

　　将处理好的试件放入碳化试验箱内，暴露面朝向气流方向，试件之间保持适当间距（一般≥50mm），以保证气体流通均匀。

　　4.设定试验参数

　　根据试验标准设定并启动设备：

　　二氧化碳（CO?）浓度：通常设定为20%±3%

　　温度：设定为20°C±2°C

　　相对湿度：设定为60%±5%

　　试验周期：常见为7天、14天、28天，或根据研究需要设定更长时间。

　　5.启动与监控

　　关闭箱门，启动设备。

　　控制系统自动调节加热、加湿、除湿和CO?供气系统，使箱内环境稳定在设定值。

　　定期检查设备运行状态、传感器读数和CO?钢瓶压力，确保连续稳定运行。

　　6.取出试件与检测碳化深度

　　达到规定试验时间后，关闭CO?气源，打开箱门，取出试件。

　　立即将试件劈裂或锯开，露出新鲜断面。

　　在断面上均匀喷洒1%酚酞酒精溶液：

　　未碳化区：呈紫红色（pH>10）

　　已碳化区：无色（pH≤10）

　　使用游标卡尺或碳化深度测量仪，测量无色区域至试件表面的垂直距离，取多个点（通常10点以上）的平均值作为该试件的碳化深度。

　　7.计算碳化系数

　　根据公式：碳化深度d=K√t

　　d：实测碳化深度（mm）

　　t：碳化时间（天）

　　K：碳化系数（mm/√天）

　　计算：K=d/√t

　　8.数据记录与清理

　　记录所有试验参数、碳化深度和计算结果。

　　清理箱体内残留物，保持设备清洁，为下次试验做准备。

　   1.混凝土耐久性评估

　　评估不同配合比混凝土抵抗CO?侵蚀的能力，是评价混凝土长期性能的核心指标之一。

　　预测结构在自然环境下的碳化发展速度，进而评估钢筋锈蚀风险和结构使用寿命。

　　2.配合比优化设计

　　比较不同水胶比、水泥用量、骨料级配、掺合料（粉煤灰、矿渣粉、硅灰等）对碳化性能的影响，指导高性能混凝土的配制。

　　3.外加剂性能研究

　　评估减水剂、引气剂、阻锈剂等外加剂对混凝土抗碳化性能的影响。

　　4.新型材料与技术验证

　　用于研究新型胶凝材料（如地聚物混凝土、低碳水泥）的碳化行为。

　　验证表面防护涂层、渗透结晶材料等防腐技术的抗碳化效果。

　　5.工程质量检测与验收

　　在重点工程（如桥梁、隧道、核电站、海工结构）中，作为混凝土耐久性检验的必检项目之一。

　　用于商品混凝土出厂质量控制和施工现场质量抽检。

　　6.科研与教学

　　高校和科研机构用于混凝土碳化机理研究、数值模型验证、寿命预测模型建立等。

　　作为土木工程专业教学实验设备，帮助学生理解混凝土耐久性问题。

　　7.标准与规范制定支持

　　为国家和行业标准（如GB、JGJ、CECS等）中关于混凝土耐久性指标的制定提供试验数据支持。