如何检测未养护实体剪力墙结构的碳化深度

（西安高科新达混凝土有限责任公司，陕西 西安 710119）

某在建工程，混凝土设计强度为 C45，龄期 90天，混凝土为泵送混凝土。施工单位请当地检测机构用回弹法做结构验收，在使用 GB/T 50784—2013《混凝土结构现场检测技术标准》和 JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》做混凝土结构检验时发现碳化深度异常大，碳化深度值为 5mm，回弹强度推定值为 39.8MPa，检测机构判断该在建工程该批混凝土不合格，而后施工单位委托市检测机构做钻芯取样，实测混凝土强度为 49.1MPa。仔细分析原因后，发现假设碳化深度为 0mm 时，那么回弹强度推定值为48.6MPa，这与钻芯取样获得的混凝土强度值非常接近。由此可见，回弹法测得的混凝土强度值与钻芯取样获得的混凝土强度值存在严重的偏差。另外在该结构表面刻一些划痕，再喷洒酚酞溶液，结果如图 1 所示。

图1 喷洒酚酞溶液后表面变红

由图 1 发现喷洒酚酞溶液可以使浅表面变红色，这一现象与碳化深度标准测试方法测试的碳化深度（5mm）显然是矛盾的，但这一发现却恰好和假设碳化深度为 0mm 的推断吻合。综合分析造成这种现象的原因可能是工地对该结构养护不足，因此我们做了以下试验。

1 试验步骤

1.1 制作试块

用公司现有的 C30 配合比制作 5 组试块，其中第 1组用来做 28 天未养护试块的碳化，第 2 组用来做 60 天未养护试块的碳化，第 3 组用来做 28 天标准养护试块的碳化，第 4 组用来做 60 天标准养护试块的碳化，第5 组先未养护到 28 天后放入标准养护室标准养护至 60天用来做碳化。

1.2 碳化情况

28 天到期后取第 1 组未养护试块和第 3 组标准养护试块用 JGJ/T 23—2011《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》中碳化深度测试方法检测 28 天时的碳化情况，结果如图 2 和图 3 所示。

60 天到期后取第 2 组未养护试块、第 4 组标准养护试块以及第 5 组先未养护后标准养护试块用碳化深度标准测试方法检测 60 天时的碳化情况，结果如图 4～6所示。

从图 1～6 可以看出用碳化深度标准测试方法测试标准养护的试块在 28 天和 60 天时均无碳化，而未养护的试块在 28 天和 60 天时均有碳化，但把未养护的试块放入标准养护室标准养护至 60 天则没有碳化，可以看出未养护的试块放入标准养护室养护可以充分水化产生氢氧化钙使酚酞溶液变红色。

图2 28 天未养护试块

图3 28 天标准养护试块

图4 60 天未养护试块

图5 60 天标准养护试块

图6 先未养护后标准养护试块

2 碳化深度检测方法

通过观察未养护试块在 28 天时用碳化深度标准测试方法测试出碳化现象，而把未养护的试块放入标准养护室标准养护至 60 天则没有碳化。基于此现象我们对碳化深度的测试方法进行探索。

2.1 碳化深度标准测试方法

（1）用工具在混凝土表面形成直径约为 15mm 的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。

（2）清扫孔内碎屑和粉末。

（3）向孔内喷洒浓度为 1% 的酚酞溶液，喷洒量以表面均匀湿润但不流淌。

（4）当已碳化和未碳化界限清楚时，测量已碳化和未碳化交界至混凝土表面的垂直距离即为碳化深度。

图7 为碳化深度测孔示意图。

图7 碳化深度测孔示意图

2.2 碳化深度探索测试方法

（1）首先在试块表面喷洒适量的酚酞溶液，观察表面是否碳化。

（2）然后在试块表面，取一半面积拿磨砂石进行轻微打磨，去除粉末，对整个试块表面喷洒酚酞溶液，观察打磨过的地方和未打磨过的地方碳化情况。

用碳化深度探索测试方法测试 60 天未养护试块的碳化情况结果如下：

（1）首先在试块表面喷洒适量的酚酞溶液，结果显示酚酞未变红色，如图 8 所示。

图8 60 天未养护试块未打磨前的酚酞溶液测试

（2）在该试块表面，取一半面积拿磨砂石进行轻微打磨，然后去除粉末，对整个试块表面喷洒酚酞溶液，结果显示，未打磨的一边没有变红，有碳化，而打磨的一边则显示变红色，没有碳化，如图 9 所示。

图9 60 天未养护试块打磨后的酚酞溶液测试

（3）在打磨后的这边砸掉一角，然后使用标准方法检测，喷洒酚酞溶液，结果显示，碳化深度有 3mm左右，如图 10 所示。

图10 砸掉一角后喷洒酚酞溶液试验

通过试验可以看出，用碳化深度探索测试方法测试60 天未养护的试块，经过打磨混凝土试块的表面，再喷洒酚酞溶液变红色，说明混凝土表面没有碳化；用碳化深度标准测试方法测试 60 天未养护的试块，砸掉一角然后喷洒酚酞溶液，显示有 3mm 的碳化深度。C30试块 60 天的抗压强度为 38.9MPa，若按照标准法测试的碳化深度 3mm 修正回弹强度推定值显然和真实的抗压强度是有偏差的。结合考虑用碳化深度标准测试方法测试未养护试块在 28 天和 60 天时有碳化现象，而把未养护的试块放入标准养护室标准养护至 60 天则没有碳化。分析其原因，发现这是由于在混凝土生产中掺加的粉煤灰会在水化时消耗掉混凝土中绝大部分氢氧化钙，喷洒酚酞后不变色，就造成碳化深度测试不准确，形成混凝土碳化的假象。另外，由于未养护的混凝土试块没有得到充分的水化所以把它放入标准养护室中养护进行水化产生氢氧化钙后碳化现象消失，因此可以推断出未养护试块的碳化现象并不是真正的碳化，而是因为没有充分水化产生足够的氢氧化钙，所以酚酞不变色，这是一种假性碳化。

综合考虑对于未养护的结构不能用碳化深度标准测试方法直接对碳化深度进行测试，而应该对该步骤进行细化，首先用磨砂石对结构表面进行轻微打磨去除粉末，并喷洒适量酚酞溶液，观察颜色变化情况，若酚酞变红色则不用在混凝土表面凿孔洞，应该判定为没有碳化，若酚酞不变色，则用碳化深度标准测试方法测试碳化深度。