混凝土碳化的危害与防治措施

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1、混凝土碳化的危害与防治措施韦陆松摘要：耐久度是混凝土的重要指标，抗碳化能力是耐久性的非常重要指标，对同一强度等级的混凝土结构其耐久性可能会相差很大。本文从碳化的机理和其影响因素进行分析，为减少危害提出了一些混凝土机构的碳化防治措施。　　关键词：混凝土　耐久度　碳化　　　　混凝土耐久性是衡量混凝土结构的一个非常重要指标，抗碳化能力是衡量耐久性的重要指标，对同一强度的混凝土结构其耐久性可能会相差很大。抗碳化能力不足，造成其耐久性差，被迫加固。本文通过对混凝土碳化机理的分析以及对结构耐久性的影响，提出了一些相应的防治措

2、施。　　　　一、混凝土的碳化机理　　　　混凝土碳化是水泥石中的水化产物与空气中的CO2发生化学反应后生成碳酸盐或其他物质的的现象，使混凝土的碱度降低的过程。　　空气中的CO2不断的透过混凝土中未完全充水的毛细孔道气相的扩散到混凝土中部分充水毛细空中，与水泥水化过程中产生的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物发生化学反应，形成碳酸钙。其化学反应式如下：　　Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+H2O　　3Ca.2SiO2.3H2O+3H2CO3=3CaCO3+2SiO2+6H2O。　　2Ca.SiO2.4H

3、2O+2H2CO3=2CaCO3+2SiO2+6H2O　　　　二、混凝土的碳化的危害　　　　最初的混凝土空隙中充满了饱和ca(OH)2溶液使钢筋表层发生初始的电化学反应，在钢筋表面生成一层致密的保护膜，即Fe2O3、Fe3O4，又称为钢筋的钝化膜，在高碱性环境中，即PH≥11.5时，它可以阻止钢筋被进一步腐蚀，当混凝土碳化深度超过钢筋保护层时，钢筋周围的孔隙液的PH值降低至8.5～9.0，钝化膜被破坏，导致钢筋锈蚀。钢筋锈蚀体积膨胀2～4倍，破坏混凝土与钢筋间的握裹，沿钢筋产生裂缝，加速了混凝土的碳化和钢筋锈蚀，

4、从而导致了结构的破坏。　　　　三、混凝土碳化的影响因素　　　　混凝土碳化通常是一个缓慢的过程，碳化速度取决于混凝土的渗透性和大气中CO2的浓度，在实际中影响混凝土碳化因索比较复杂，这些影响因素主要可以归纳为与混凝土自身相关的内部因素和与环境相关的外部因素。　　　　1.内部因素　　1.1水泥的品种和用量　　水泥品种是影响混凝土碳化的主要因素。水泥用量直接影响混凝土吸收CO2的量，水泥用量越大混凝土吸收CO2的量越大。增加水泥用量可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方面还可以增加混凝土的碱性含量。因此水泥

5、用量越大，混凝土强度越高，碳化速度越慢。　　1.2水灰比　　在进行混凝土配比设计时，水灰比的确定需要考虑混凝土结构所处的环境，考虑这一因素也是与耐久度有关，适当的水灰比能保证混凝土的密实、透气性小、碳化速度慢。若用水量大，水泥完全水化后，多余的游离水在混凝土内部形成大量的空隙，降低混凝土强度，且多余的游离水逐步蒸发后造成混凝土体积收缩产生裂缝，加速了混凝土的碳化。　　1.3集料品种和级配　　混凝土中集料品种和级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响混凝土的密实性，总的来说，天然砂、砾石、碎石比水泥浆透气性小，因

6、此混凝土中的碳化主要是通过水泥浆进行。　　1.4浇筑和养护的质量　　混凝土的浇筑与养护质量是影响混凝土密实性的重要因素，如果浇筑时不规范，特别是振捣不密实，养护方法不当、养护时间不足，就会造成混凝土内部毛细孔道粗大，且大多互相连同，严重时会引起混凝土蜂窝、裂缝等缺陷，使水、空气、侵蚀性化学物质沿着粗大的毛细孔道或裂缝进入混凝土内部，从而加速混凝土的碳化和钢筋的腐蚀。　　1.5外加剂：混凝土是一种多孔性的材粒，适当的掺用减水剂、高效减水剂可以有效的改善混凝土的工作性，从而有利于混凝土的均匀性和密实性。但在外加剂掺用

7、时应注意不同外加剂之间的匹配、外加剂与水泥的相容性及外加剂的之间的成分、掺量等。在钢筋混凝土结构中应严格控制率离子的引入，以免对钢筋产生锈蚀，造成体积膨胀，造成混凝土开裂加速碳化和钢筋锈蚀。　　　　2.环境因素：因为碳化反应上液相反应，十分干燥的混凝土即一直处于相对湿度小于25％的空气中的混凝土很难碳化；在湿度为50％～75％的大气中，不密实的混凝土最容易碳化；但在空气湿度大于95％或水中的混凝土反而很难碳化，这是因为混凝土含水时，透气性小，碳化慢；在湿度相同时，风速愈高，温度愈高，混凝土碳化也就越快；反之则愈慢

8、。　　　　四、混凝土碳化的防治　　　　混凝土的碳化是影响结构耐久度的重要因素，下面从防和治两个方面来进行说明。　　　　1.预防：　　选好合适的水泥品种，配合比，适量的外加剂，控制细骨料、粉料用量。科学地搅拌和运输，及时地养护，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，确保混凝土的密实性。混凝土的密实度也是保证工程质量的关键因素。　　　　2.已碳化混凝土的处理　　混凝土碳化的程度不