混凝土碳化影响因素分析
混凝土的碳化作用是指大气中的二氧化碳在存在水的条件下与水泥水化产物氢氧化钙发生反应，生成碳酸钙和水。因氢氧化钙是碱性的，微硅粉而碳酸钙是中性，所以碳化又叫中性化。
碳化过程是二氧化碳由混凝土表面向内部逐渐扩散深入。碳化引起水泥石化学组成及组织结构的变化，二氧化碳的作用不仅对水泥石中的氢氧化钙发生反应，而且由于氢氧化钙浓度的降低，将要侵蚀和分解水泥石中所有的水化产物，生成硅胶和铝胶，从而对混凝土的化学性能和物理力学性能产生明显的影响，主要是对混凝土的碱度、强度和收缩产生影响。影响混凝土碳化的因素有很多，先从以下方面进行分析。
1.环境温湿度
混凝土碳化速度受环境相对湿度影响很大。环境相对湿度的变化决定着混凝土孔隙水饱和度的大小。湿度较小时，碳化反应所需水分不足，碳化速度较慢。湿度过大时，混凝土含水率较高，阻碍了CO2在混凝土中的扩散，因此碳化速度也较慢。关于混凝土最快碳化速度的环境相对湿度范围说法不一，一般认为应该在50%~70%之间。我国规范规定的混凝土加速碳化试验的环境相对湿度为70%。对于混凝土的碳化来说，温度升高将导致CO2气体的扩散速度、离子运动速度和化学反应速度提高，这些都有助于混凝土碳化速度的提高，但同时，温度升高将导致CO2气体溶解度的下降，使混凝土碳化速度下降。同时有人认为，温度变化对混凝土碳化速度的影响并不显著。
2.水灰比
水灰比越大，碳化速度越快。由于CO2的扩散是在混凝土内部的孔隙中进行的，水灰比越大，混凝土内部孔隙率增加，混凝土越不密实，扩散系数提高，加快了碳化速度。通过长期暴露试验发现混凝土与水灰比之间大致呈线性关系，也有资料表明，碳化深度与水灰比并非呈线性正比关系，而是近似呈指数函数关系。水泥用量直接影响混凝土吸收CO2的量，其吸收量等于水泥用量与混凝土水化程度的乘积。增加水泥用量一方面改变混凝土的工作性，提高了混凝土的密实性，另一方面还可以增加混凝土的碱性储备，使其抗碳化性能大大增强。通过对不同水灰比的粉煤灰混凝土的研究，结果表明，粉煤灰对于混凝土的抗压强度、气渗性和碳化程度的影响与水灰比有着很大的关系。当低水灰比时，掺加30%粉煤灰的混凝土可以明显改善混凝土的强度，而对气渗性和抗碳化性能没有太大的影响。而当水灰比较高时，粉煤灰混凝土的强度、气渗性和抗碳化性能均有不同程度的下降。
混凝土外加剂全述
1．1 本标准适用于水泥混凝土外加剂的分类与命名，并对每一种被命名的外加剂给以定义。凡符合本标准第2、3章混凝土外加剂定义的每一种产品都应归属于本标准的某一类，并给予名称。
本标准也适用于水泥净浆或砂浆用外加剂。
1．2 每种外加剂按其具有的一种或多种功能给出定义，并根据其主要功能命名。复合外加剂具有一种以上的主要功能，按其一种以上功能命名。
1．3 混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质。掺量不大于水泥质量的5%(特殊情况除外)。
1．4 本标准参照采用国际标准草案ISO/DIS 7690。
分类
混凝土外加剂按其主要功能分为四类：
2．1 改善混凝土拌合物流变性能的外加剂。包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。
2．2 调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。
2．3 改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。
2．4 改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防水剂和泵送剂等。
性能作用
最初使用外加剂，仅仅是为了节约水泥，随着建筑技术的发展，掺用外加剂已成为改善混凝土性能的主要措施。
由于有了高效减水剂，大流动度混凝土、自密实混凝土、高强混凝土得到应用;由于有了增稠剂，水下混凝土的性能得以改善：由于有了缓凝剂，水泥的凝结时间得以延长，才有可能减少坍落度损失，延长施工操作时间：由于有了防冻剂，溶液冰点得以降低，或者冰晶结构变形不致造成冻害.才可能在负温下进行施工等。
外加剂在改善混凝土的性能方面具有以下作用：
( 1 )可以减少混凝土的用水量.或者不增加用水量就能增加混凝土的流动度。
( 2 )可以调整混凝土的凝结时间。
( 3 )减少泌水和离析.改善和易性和抗水淘洗性。
( 4 )可以减少坍落度损失.增加泵送混凝土的可泵性。
( 5 )可以减少收缩.加入膨胀剂还可以补偿收缩。
( 6 )延缓混凝土初期水化热.降低大体积混凝土的温升速度，减少裂缝发生。
( 7 )提高混凝土早期强度.防止负温下冻结。
( 8 )提高强度，增加抗冻性、抗渗性、抗磨性、耐腐蚀性。
( 9 )控制碱一骨料反应.阻止钢筋锈蚀，减少氯离子扩散。
( 10)制成其他特殊性能的混凝土。
（ 11）降低混凝土粘度系数等。
在混凝土中加人外加剂后，由于品种不同，产生的作用也各异，多数是产生物理作用，例如吸附于水泥粒子表面形成吸附膜，改变了电位，产生不同的吸力或斥力;有的会破坏絮凝结构，提高水泥扩散体系的稳定性，改善水泥水化的条件：有的能形成大分子结构，改变水泥粒子表面的吸附状态;有的会降低水的表面张力和表面能等：还有少数直接参与化学反应，与水泥生成新的化合物。
由于外加剂能有效地改善混凝土的性能，而且具有良好的经济效益.在许多国家都得到广泛的应用，成为混凝土中不可或缺的材料。尤其是高效能减少剂的使用.水泥粒子能得到充分的分散，用水量大大减少，水泥潜能得到充分发挥.致使水泥石较为致密，孔结构和界面区微结构得到很好的改善，从而使得混凝土的物理力学性能有了很大的提高，无论是不透水性，还是氯离子扩散、碳化、抗硫酸盐侵蚀.以及抗冲、耐磨性能等各方面均优于不掺外加剂的混凝土，不仅提高了强度，改善和易性.还可以提高混凝土的耐久性。只有掺用高效减水剂，配制高施工性、高强度、高耐久性的高性能混凝土才有可能实现。
混凝土泵车臂架断裂特征及损坏原因分析
混凝土泵车臂架断裂特征及具体部位
观察混凝土泵车臂架断裂特征，两节臂尾部的铰点处的侧耳完全断裂，绝大部分的断裂痕迹显示为老裂纹（节臂尾部：各节臂与上一节臂头部的连接端；臂节头部：各节臂与下一节臂尾部的连接端。下同）二节臂尾部的另一侧耳板完全扭曲，大弯连杆、小弯连杆及因二节臂尾部耳扳断裂而造成的一节臂头部耳板局部挤压变形。除一节臂头部分变形外，其余均为新裂纹，是由于二节臂尾部一侧耳板断裂引起。
由于混凝土泵车臂架断裂特征（二节臂根部一侧耳板断裂）难于用肉眼明显发现、需要测量的缺陷，如臂架的变形及油缸、连杆的损坏等。
混凝土泵车臂架断裂形成和扩展分析
根据断裂产生的部位和形状，断裂的裂纹大部分为陈旧性裂纹。可以推断出泵车臂架断裂原因，首先为微裂纹，微裂纹经过一定时期交变应力的循环后扩散产生宏观裂纹，最后由于裂纹扩展、延伸引起母材突然断裂。至于裂纹的形成，有以下几方面原因引起。
(1)焊缝与母材未熔合，这种缺陷在焊接缺陷中比较常见，特别是泵车的板材采用高强钢板，从断裂面可以明显看出有一段焊缝熔合不好；
(2)从国外和国内的设计来看，泵车臂架，特别是与转台相连的前几节臂的板材一般采用高强钢板，高强钢板在保证屈服强度时，有些指标如塑性、延展性、可焊性有所下降，特别在焊接时形成的热应力影响区，引起焊缝及周边区域的强度降低；
(3)混凝土泵车在施工作用时，布料臂展开，各节布料臂架、支腿液压缸锁死，整个布料臂系统形成一个悬臂梁结构。且该混凝土泵车臂架采用R形结构，两节臂后还有三、四节臂，其中三节臂还采用折弯结构，两节臂还要承受一定的扭转载荷。同时混凝土泵车在工作时，两个泵送液压油缸交替循环动作，从而不断地将混凝土压送至浇注位置。由于两个泵送油缸交替动作，混凝土泵车承受一个具有一定频率的强迫冲击。在泵送油缸的冲击作用下，布料臂的振动有放大作用，所以布料臂承受交变载荷作用，引起疲劳破坏；
(4)销轴、铜套磨损引起布料臂尾部的冲击力，检测时发现有三根销轴、六个铜套已磨损，并且同一组的二个销轴、铜套磨损程度不一致；
(5)两节臂根部轴套处有应力集中。根据以往的37m相似泵车对此臂的根部作定性分析，轴套的下侧有明显的应力集中。而作为臂架板材的高强板具有良好的韧性和塑性，初始裂纹尖端在高应力集中区和残余力的作用下局部小范围屈服。在这种情况下，交变载荷的作用使微小裂纹逐渐扩展；
(6)泵车基本上是在露天的环境中作业，由于雨水和空气中硫化氢等腐蚀介质的长期侵蚀而引起氧化腐蚀，局部强度下降；
(7)我们国家的混凝土施工机械施工任务繁重，工作环境恶劣；不重视设备保养；机手培训不足，素质不高。如我们国家的混凝土泵车租赁公司，一个月泵送8千至1万多方都是很正常的，1年的泵送方量至少为10至13万方。相应的，国外8小时一天，不随便加班加点，使用人员培训得好，素质高，懂得怎样使用、维护、保养，国外一台泵车3至5年泵送才10万方。基本上是在我国使用一年相当于国外使用三年多，在这样大的施工强度下，机手和维修保养人员的维护保养工作就差得很多。该泵车为欧洲进口泵车，在设计时，按欧美工况考虑在在中国的施工强度、条件。这样，这台混凝土泵车出厂将近4年（标牌显示为2002年6月出厂交付客户使用）即相当于国外使用十多年后出现局部疲劳开裂也不足为奇了；
(8)由于泵车这种高度综合性设备，局部裂纹和疲劳裂纹是不能完全避免的，欧洲把500小时要维修保养作为一种制度，而我国的这方面做得不好，有时连起码的保养，如销轴和铜套之间的注油都未进行，更何况整体保养。有时出一点裂纹并不可怕，经过小小修理或者加强就可了，如未发现，或者发现了不及时采取措施，将会使裂纹扩大，最后有可能导致结构破坏，甚至酿成事故。此泵车的损坏就说明了这个问题。
混凝土预制构件结构性能检验方法
1 混凝土预制构件结构性能试验条件应满足下列要求：
1.1 试验场地的温度应在0℃以上；
1.2 蒸汽养护后的构件应在冷却至常温后进行试验；
1.3 预制构件的同条件养护立方体抗压强度应达到设计混凝土强度等级值的100%以上；
1.4 构件在试验前应量测其实际尺寸，并检查构件表面，所有的缺陷和裂缝应在构件上标出；
1.5 试验用的加荷设备及量测仪表应预先进行标定或校准。
2 试验构件的支承方式应符合下列要求：
2.1 板、梁和桁架等简支构件，试验时应一端采用铰支承，另一端采用滚动支承。铰支承可采用角钢、半圆型钢或焊于钢板上的圆钢，滚动支承可采用圆钢；
2.2 四边简支或四角简支的双向板，其支承方式应保证支承处构件能自由转动，支承面可以相对水平移动；
2.3 当试验的构件承受较大集中力或支座反力时，应对支承部分进行局部受压承载力验算；
2. 4 构件与支承面应紧密接触；钢垫板与构件、钢垫板与支墩间，宜铺砂浆垫平；
2. 5 构件支承的中心线位置应符合设计的要求。
3 试验构件的荷载布置应符合下列要求。
3.1 构件的试验荷载布置应符合设计的要求；
3.2 当试验荷载布置不能完全与设计的要求相符时，应按荷载效应等效的原则换算，即使构件试验的内力图形与设计的内力图形相似，并使控制截面上的内力值相等，但应考虑荷载布置改变后对构件其它部位的不利影响。
4 加载方法应根据设计的加载要求、构件类型及设备条件等进行选择。当按不同形式荷载组合进行加载试验（包括均布荷载、集中荷载、水平荷载和竖向荷载等）时，各种荷载应按比例增加。
4.1 荷重块加载
荷重块加载适用于均布加载试验。荷重块应按区格成垛堆放，垛与堆之间间隙不宜小于50mm，荷重块的最大边长不宜大于500mm。
4.2 千斤顶加载
千斤顶加载适用于集中加载试验。集中加载可采用分配梁系统实现多点加载。千斤顶的加载值宜采用荷载传感器量测，也可采用油压表量测。
4.3 梁或桁架可采用水平对顶加荷方法，此时构件应垫平且不应妨碍构件在水平方向的位移。梁也可采用竖直对顶的加荷方法。
4.4 当屋架仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验时，可将两榀屋架并列，安放屋面板后进行加载试验。
5 构件应分级加载。当荷载小于标准荷载时，每级荷载不应大于标准荷载值的0.20；当荷载大于标准荷载时，每级荷载不应大于标准荷载值的0.10；当荷载接近抗裂检验荷载值时，每级荷载不应大于标准荷载值的0.05；当荷载接近承载力检验荷载值时，每级荷载不应大于荷载设计值的0.05。
对仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验的构件应分级卸载。
作用在构件上的试验设备重量及构件自重应作为第一次加载的一部分。
注：构件在试验前，宜进行预压，以检查试验装置的工作是否正常，同时应防止构件因预压而产生裂缝。
6 每级加载完成后，应持续10~15min；在标准荷载作用下，应持续30min。在持续时间内，应观察裂缝的出现和开展，以及钢筋有无滑移等；在持续时间结束时，应观察并记录各项读数。
7 对构件进行承载力检验时，应加载至构件出现本规范表B.0.2所列承载能力极限状态的检验标志。当在规定的荷载持续时间内出现上述检验标志之一时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载力检验荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现上述检验标志之一时，应取本级荷载值作为其承载力检验荷载实测值。
注：当受压构件采用试验机或千斤顶加荷时，承载力检验荷载实测值应取构件直至破坏的整个试验过程中所达到的荷载最大值。
8 构件挠度可用百分表、位移传感器、水平仪等进行观测。接近破坏阶段的挠度，可用水平仪或拉线、钢尺等测量。
试验时，应量测构件跨中位移和支座沉陷。对宽度较大的构件，应在每一量测截面的两边或两肋布置测点，并取其量测结果的平均值作为该处的位移。
