如何檢測未養護實體剪力墻結構的碳化深度

（西安高科新達混凝土有限責任公司，陜西 西安 710119）

某在建工程，混凝土設計強度為 C45，齡期 90天，混凝土為泵送混凝土。施工單位請當地檢測機構用回彈法做結構驗收，在使用 GB/T 50784—2013《混凝土結構現場檢測技術標準》和 JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》做混凝土結構檢驗時發現碳化深度異常大，碳化深度值為 5mm，回彈強度推定值為 39.8MPa，檢測機構判斷該在建工程該批混凝土不合格，而后施工單位委托市檢測機構做鉆芯取樣，實測混凝土強度為 49.1MPa。仔細分析原因后，發現假設碳化深度為 0mm 時，那么回彈強度推定值為48.6MPa，這與鉆芯取樣獲得的混凝土強度值非常接近。由此可見，回彈法測得的混凝土強度值與鉆芯取樣獲得的混凝土強度值存在嚴重的偏差。另外在該結構表面刻一些劃痕，再噴灑酚酞溶液，結果如圖 1 所示。

圖1 噴灑酚酞溶液后表面變紅

由圖 1 發現噴灑酚酞溶液可以使淺表面變紅色，這一現象與碳化深度標準測試方法測試的碳化深度（5mm）顯然是矛盾的，但這一發現卻恰好和假設碳化深度為 0mm 的推斷吻合。綜合分析造成這種現象的原因可能是工地對該結構養護不足，因此我們做了以下試驗。

1 試驗步驟

1.1 制作試塊

用公司現有的 C30 配合比制作 5 組試塊，其中第 1組用來做 28 天未養護試塊的碳化，第 2 組用來做 60 天未養護試塊的碳化，第 3 組用來做 28 天標準養護試塊的碳化，第 4 組用來做 60 天標準養護試塊的碳化，第5 組先未養護到 28 天后放入標準養護室標準養護至 60天用來做碳化。

1.2 碳化情況

28 天到期后取第 1 組未養護試塊和第 3 組標準養護試塊用 JGJ/T 23—2011《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》中碳化深度測試方法檢測 28 天時的碳化情況，結果如圖 2 和圖 3 所示。

60 天到期后取第 2 組未養護試塊、第 4 組標準養護試塊以及第 5 組先未養護后標準養護試塊用碳化深度標準測試方法檢測 60 天時的碳化情況，結果如圖 4～6所示。

從圖 1～6 可以看出用碳化深度標準測試方法測試標準養護的試塊在 28 天和 60 天時均無碳化，而未養護的試塊在 28 天和 60 天時均有碳化，但把未養護的試塊放入標準養護室標準養護至 60 天則沒有碳化，可以看出未養護的試塊放入標準養護室養護可以充分水化產生氫氧化鈣使酚酞溶液變紅色。

圖2 28 天未養護試塊

圖3 28 天標準養護試塊

圖4 60 天未養護試塊

圖5 60 天標準養護試塊

圖6 先未養護后標準養護試塊

2 碳化深度檢測方法

通過觀察未養護試塊在 28 天時用碳化深度標準測試方法測試出碳化現象，而把未養護的試塊放入標準養護室標準養護至 60 天則沒有碳化。基于此現象我們對碳化深度的測試方法進行探索。

2.1 碳化深度標準測試方法

（1）用工具在混凝土表面形成直徑約為 15mm 的孔洞，其深度應大于混凝土的碳化深度。

（2）清掃孔內碎屑和粉末。

（3）向孔內噴灑濃度為 1% 的酚酞溶液，噴灑量以表面均勻濕潤但不流淌。

（4）當已碳化和未碳化界限清楚時，測量已碳化和未碳化交界至混凝土表面的垂直距離即為碳化深度。

圖7 為碳化深度測孔示意圖。

圖7 碳化深度測孔示意圖

2.2 碳化深度探索測試方法

（1）首先在試塊表面噴灑適量的酚酞溶液，觀察表面是否碳化。

（2）然后在試塊表面，取一半面積拿磨砂石進行輕微打磨，去除粉末，對整個試塊表面噴灑酚酞溶液，觀察打磨過的地方和未打磨過的地方碳化情況。

用碳化深度探索測試方法測試 60 天未養護試塊的碳化情況結果如下：

（1）首先在試塊表面噴灑適量的酚酞溶液，結果顯示酚酞未變紅色，如圖 8 所示。

圖8 60 天未養護試塊未打磨前的酚酞溶液測試

（2）在該試塊表面，取一半面積拿磨砂石進行輕微打磨，然后去除粉末，對整個試塊表面噴灑酚酞溶液，結果顯示，未打磨的一邊沒有變紅，有碳化，而打磨的一邊則顯示變紅色，沒有碳化，如圖 9 所示。

圖9 60 天未養護試塊打磨后的酚酞溶液測試

（3）在打磨后的這邊砸掉一角，然后使用標準方法檢測，噴灑酚酞溶液，結果顯示，碳化深度有 3mm左右，如圖 10 所示。

圖10 砸掉一角后噴灑酚酞溶液試驗

通過試驗可以看出，用碳化深度探索測試方法測試60 天未養護的試塊，經過打磨混凝土試塊的表面，再噴灑酚酞溶液變紅色，說明混凝土表面沒有碳化；用碳化深度標準測試方法測試 60 天未養護的試塊，砸掉一角然后噴灑酚酞溶液，顯示有 3mm 的碳化深度。C30試塊 60 天的抗壓強度為 38.9MPa，若按照標準法測試的碳化深度 3mm 修正回彈強度推定值顯然和真實的抗壓強度是有偏差的。結合考慮用碳化深度標準測試方法測試未養護試塊在 28 天和 60 天時有碳化現象，而把未養護的試塊放入標準養護室標準養護至 60 天則沒有碳化。分析其原因，發現這是由于在混凝土生產中摻加的粉煤灰會在水化時消耗掉混凝土中絕大部分氫氧化鈣，噴灑酚酞后不變色，就造成碳化深度測試不準確，形成混凝土碳化的假象。另外，由于未養護的混凝土試塊沒有得到充分的水化所以把它放入標準養護室中養護進行水化產生氫氧化鈣后碳化現象消失，因此可以推斷出未養護試塊的碳化現象并不是真正的碳化，而是因為沒有充分水化產生足夠的氫氧化鈣，所以酚酞不變色，這是一種假性碳化。

綜合考慮對于未養護的結構不能用碳化深度標準測試方法直接對碳化深度進行測試，而應該對該步驟進行細化，首先用磨砂石對結構表面進行輕微打磨去除粉末，并噴灑適量酚酞溶液，觀察顏色變化情況，若酚酞變紅色則不用在混凝土表面鑿孔洞，應該判定為沒有碳化，若酚酞不變色，則用碳化深度標準測試方法測試碳化深度。