混凝土结构中性化破坏及对策分析

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1、混凝土结构中性化破坏及对策分析摘要：根据混凝土结构中性化的破坏机理，对水泥、养护条件、水灰比、饰面材料及环境条件等影响因素进行了详细的分析，通过这些因素的分析，提出一些确实可靠的防治措施，以促进混凝土耐久性的研宄。关键词：中性化，混凝土，水灰比，对策混凝土中性化破坏普遍存在于桥梁、码头、水利工程和工业厂房等钢筋混凝土结构中。据调查，华南地区18座海港码头中，因中性化效应引起的工程破坏率占89%。所谓混凝土结构中性化是指大气中的CO2或其他酸性介质不断向混凝土内部扩散，并与其中的碱性水化物Ca(OH)

2、2发生化学反应的过程。1破坏机理中性化过程是酸性介质由表及里向混凝土内部逐渐扩散、反应的复杂的物理化学过程，主要的反应方程如下:Ca(OH)2+H20+C02=CaCO3+2H20(1)式(1)是由于碳化反应而使混凝土中性化。中性化后混凝土碱度降低，当pH<10时，钢筋钝化保护膜被破坏，随着氧和水的渗透，产生腐蚀和破坏，并且可能直接对混凝土材料造成破坏，降低耐久性。2影响因素分析影响混凝土中性化的因素是多方面的，见图1。图12.1水泥和养护条件水泥的用量直接影响混凝土吸收CO2的量，水泥的用量

3、越大混凝土吸收CO2的量越大。增加水泥用量，一方面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。因此水泥用量越大,混凝土强度越高，中性化速度越慢。水泥品种的不同对混凝土的中性化影响也不同：早强水泥<普硅水泥<掺合料水泥。养护条件对中性化速度的影响很大,特别是含掺合料的水泥，养护充分，密度大，抗中性化效果越好，见图2。1.1水灰比水灰比是决定混凝土性能的重要参数，对混凝土中性化速度影响极大。水灰比一定程度上决定了CO2在混凝土中的扩散速度，水灰比越大，孔隙

4、率越高，CO2扩散越容易，混凝土中性化速度越快，如图3所示。当水灰比小于40%吋，混凝土中性化问题可不考虑。1.2饰面材料混凝土表面的饰面材料，均能抑制中性化速度。但饰面材料品种多，施工离散性大，且饰面也经时劣化，严格掌握饰面材料对中性化的抑制很困难。通过对现有建筑物的调查，透气性越小的饰面，抑制中性化的效果越好。如石材、瓷砖比抹灰的效果好的多。1.3施工质量混凝土施工质量对混凝上的中性化速度也有很大的影响，混凝土浇筑、振捣和养护不仅影响混凝土的强度，而II直接影响混凝土的密实度。实际调査结果表明，

5、在其他条件相同时，施工质量好，混凝土强度高，密实度好，其抗中性化性能强；施工质量差，混凝土表面不平整，内部有裂缝、蜂窝、孔洞等，增加了CO2在混凝土中的扩散路径，使混凝土的碳化速度加快。1.4环境条件影响混凝土中性化速度的环境因素奋：碳酸气的浓度、温度和湿度等。碳酸气的浓度大，中性化速度快；温度高，中性化速度快。对于湿度来说，相对湿度的变化决定着混凝土孔隙水饱和度的大小。湿度较小吋，混凝土处于含水率较低的状态，虽然CO2气体的扩散速度较快，但由于中性化反应所需水分不足，故中性化速度较慢。湿度较高吋，

6、混凝土的含水率较高，阻碍了CO2气体在混凝土中的扩散，故中性化速度也较慢。相对湿度接近100%时，中性化速度可能变为0。当相对湿度为50%〜70%吋，混凝土的中性化速度最快。2防治对策1.1新建建筑物的对策1）混凝土材料与配比的选择。选择合适的水泥品种，粗细适当、级配良好的抗酸性骨料。适当加入外加剂及添加剂，增加混凝土的密实程度，提高强度。选择合适的配合比，控制拌和加水量。2）精心的施工和养生。选择气候条件适宜的吋间对要求较高的部位进行施工，在恶劣条件下不施工或必须采用相应的防护措施；混凝土浇筑成型

7、时要充分捣实，不要产生蜂窝、麻面；要充分进行湿养生。3）确保钢筋保护层厚度。考虑到配筋设计吋保护层厚度的离散性，必须冇保护层最小值的限制。施工吋，钢筋加工，绑扎的精度以及安装模板的精度要充分注意，尽可能使保护层厚度的离散性小一些。4）在混凝土表面涂上保护层，使内部混凝土与外部的大气隔绝，可有效地防止或减缓中性化进程，如涂刷水玻璃。硬化后的水玻璃，除填充混凝土孔隙外，还可在结构表面形成致密的保护层；涂环氧一吹喃树脂有机材料、汕漆、沥青材料等，都可保护混凝土，减缓其中性化进程。5）使用对中性化抑制效果大

8、的饰面材料，即透气性小的饰面材料，但必须要注意饰面材料本身的耐久性。6＞整个建筑物达到0标的使用年数时，要建立保全计划，并在日常管理中实施。1.2中性化进行过程中的措施1＞在混凝土受中性化进行过程中，尚未达到钢筋腐蚀时，抑制中性化作用是采用透气性小的饰面材料，重新饰面。2）中性化深度已达到钢筋位置，钢筋已开始锈蚀，其对策应为抑制钢筋腐蚀。如保护层尚未开裂，需使用透气性、透水性小的饰面材料，重新施工。如保护层己开裂，则需要将开裂部分剔除，对钢筋表面进行处理，如喷涂环氧树