混凝土炭化如何检测

混凝土碳化是二氧化碳与水泥水化产物（如氢氧化钙）反应生成碳酸钙的过程，会将混凝土pH值从12~13降至9以下，破坏钢筋钝化膜，是引发钢筋锈蚀、结构耐久性下降的核心因素。准确检测碳化程度，是评估混凝土结构剩余寿命、制定维修加固方案的关键依据。本文围绕混凝土碳化的具体检测方法展开，涵盖现场快速检测、实验室定量分析及无损评估等技术，详细说明操作流程与注意事项，为工程实践提供可落地的专业指导。

酚酞指示剂法：现场快速检测的基础流程

酚酞指示剂法是混凝土碳化现场检测最常用的快速方法，核心原理是利用酚酞在碱性环境（pH>10）中显红色、酸性/中性环境（pH≤9）中无色的特性，判断碳化层与未碳化层的分界线。操作前需准备冲击钻或凿子、毛刷、酚酞乙醇溶液（1%酚酞+75%乙醇+24%水）、钢尺等工具。

具体步骤分为五步：第一步选检测部位，优先选构件侧面或底面（避雨水冲刷），避开钢筋、预埋件及裂缝；第二步凿新鲜截面，用冲击钻凿5~10mm深，露出内部未污染混凝土；第三步清表面，用毛刷彻底除粉尘碎屑；第四步喷指示剂，均匀喷洒酚酞溶液，避免过量流淌；第五步观标记，等1~2分钟（低温延长至3分钟），未碳化区显红、碳化区无色，用记号笔标分界线。

该法操作简单、成本低、耗时短（单部位约5分钟），适合大面积筛查，但仅能定性判范围、半定量测深度，无法给碳化程度数值。需注意：检测前样本表面必须干燥——若刚浇水或遇雨，需自然干或吹风机低温吹干，否则水分稀释酚酞，会误判未碳化区为碳化。

碳化深度测定仪：精准测量碳化层厚度的操作

酚酞法显色后需测碳化层厚度（表面到分界线距离），此时用符合《混凝土碳化深度测量技术规程》的测定仪，由测头（1.5mm钢针）、标尺（精度0.25mm）及放大镜组成，核心是精准读深度。

操作步骤：第一步校准，用标准块（如5mm不锈钢片）校测定仪；第二步对准线，测头垂直对酚酞分界线（未碳化边缘）；第三步插测头，慢插至感阻力（到未碳化硬部位）；第四步读数值，保持不动读标尺刻度；第五步多测，同一截面选3~5点（角与中心），取平均（若最值差超平均20%，加测点）。

需注意：测头必须垂直，免倾斜值偏大；测头尖要锐，磨损及时换，否则挤压表面误判；表面不平整（麻面、蜂窝）需砂轮打磨平再测，避凹凸影响读数。

化学分析法：实验室定量分析碳化程度的步骤

需精确知碳化定量指标（如碳酸钙含量）时用化学分析法，最常用盐酸滴定法（酸碱中和），原理是碳酸钙与盐酸反应，滴定剩余盐酸算碳酸钙量（碳化程度=碳酸钙质量/样品总质量×100%）。

流程：第一步制样，现场取芯或凿样，粉碎过100目筛，105℃烘至恒重（差≤0.1g）；第二步称样反应，称5g样加过量已知浓度盐酸（如0.5mol/L），振荡至无气泡；第三步滴定，加酚酞用氢氧化钠标液滴剩余盐酸，至浅红30秒不褪；第四步计算，据化学方程式算碳酸钙质量分数。

该法定量准，但需实验室设备、操作复杂、耗时（单样2~3小时），不适合现场。需注意：样要粉碎匀，免反应不充分；盐酸浓度准，滴定前做空白试验；样烘彻底，避水分影响称量。

无损检测技术：非破坏性评估的常用方法

在役结构不能破坏时用无损法，常用回弹法结合碳化修正、超声法、XRD及TG。

回弹法结合修正最常用：回弹仪测表面硬度估强度，但碳化使表面变硬，回弹值偏高，需先酚酞测碳化深度，再按《回弹法规程》公式修正（如碳化≤6mm，系数0.8~1.0）。操作需校回弹仪（每半年1次），避钢筋（距≥30mm）。

超声法测波速：碳化使混凝土孔隙少、密度增，波速提高（未碳化约3500m/s，全碳化达4500m/s）。探头涂耦合剂（凡士林）贴表面，测波速，用校准曲线（同配合比标件标定）算碳化程度。

实验室无损法如XRD与TG：XRD析矿物组成（氢氧化钙峰减、碳酸钙峰增）判碳化；TG加热样（室温到1000℃），测质量损失（氢氧化钙450~550℃分解，碳酸钙750~850℃分解），算二者含量定量评估。这些法不破坏样，但需专业设备与分析能力，适合科研或高精度需求。

样本制备与环境控制：确保检测准确的前提

样本制备与环境控是准的关键。现场取芯：第一步定位置，选受力小部位（梁跨中侧、柱中间），避钢筋（探测仪定位）、预埋件、裂缝（距≥100mm）；第二步取芯，用100~150mm直径取芯机垂直钻，深超碳化层（100~150mm），清浮浆；第三步密封，芯样用膜包，标部位、日期、编号，24小时内送实验室。

现场凿样：凿50mm×50mm×50mm块，砂轮磨平清松散，密封。环境控：检测温5~35℃（<5℃延长酚酞观察至5分钟，>35℃密封试剂防挥发）；湿度40%~70%（过高积水影响显色，过低水分蒸发使氢氧化钙结晶，显色差）。

需注意：取芯/凿样免过度震动，免破内部结构致界限模糊；送样避碰撞，芯样断需重取，否则断面吸二氧化碳误判。

误差来源与控制：提高检测结果可靠性的关键

误差来自试剂仪器、操作、样本、环境，需针对性控。

试剂仪器误差：酚酞液浓度准（1%酚酞+75%乙醇），现配现用（保1月）；测定仪月校，回弹仪半年校。

操作误差：酚酞喷量适中（喷雾瓶1~2下），免流淌或显色不清；滴定慢（每秒1~2滴），准判终点（浅红30秒不褪）。

样本误差：表面浮浆用砂轮磨除，油污用丙酮擦；检测前低温吹干表面，避水分影响酚酞pH值。

环境误差：现场雨/风用帐篷挡，免雨水淋样或风吹走酚酞；实验室通风避二氧化碳积，远热源防试剂挥发。