談商品混凝土抗碳化性能的研究進展

摘 要：在工程項目施工的過程中，商品混凝土已經成為主要的施工材料，它可以使得工程結構的質量和穩定性得到進一步的保障。但是，在商品混凝土運用的過程中，由于受到施工環境以及施工技術等方面因素的影響，因此導致混凝土的抗碳化性能大幅度的下降，使得混凝土結構的耐久性受到了嚴重的影響。為此，我們就需要采用相應的技術手段來對其進行處理，從而使得混凝土結構的使用功能得到有效的保障。本文通過對混凝土碳化的機理和腐蝕破壞的相關內容進行介紹，討論了商品混凝土抗碳化性能的影響因素，以供參考。

關鍵詞：抗碳化性能；碳化機理；商品混凝土；研究分析

隨著城市化進程的不斷加快，工程施工項目也在不斷的增多，人們為了使得工程施工的質量得到進一步的提升，就將許多新型的施工技術、材料以及設備應用到其中。從而使得混凝土結構的穩定性得到進一步的保障。其中商品混凝土的應用，不僅使得工程施工質量和穩定性得到有效的保障，還很好的滿足了工程施工的相關要求。但是，商品混凝土在使用的過程中，容易受到外界環境和施工工藝的影響，而導致混凝土的抗碳化性能大幅度的下降，因此我們就需要采用相應的技術手段來對其進行處理，以確保混凝土結構的耐久性。

1 混凝土碳化的機理和腐蝕破壞

所謂的混凝土碳化問題主要是指水泥中存在的水化產物和周圍環境的中的二氧化碳發生化學反應，從而生產其他的碳酸物質。這就使得混凝土結構的堿度下降，導致混凝土結構中的鋼筋在使用的過程中，出現腐蝕破壞的現象，這就對混凝土的耐久性有著較大的影響。

1.1 混凝土碳化的機理

商品混凝土在使用的過程中，自身的碳化反應所涉及的內容有很多，其中主要包括了二氧化碳擴散到混凝土孔中、二氧化碳和水泥中氫氧化鈣、二氧化碳和水化產物發生反應。這就使得混凝土結構的穩定性出現問題，給工程施工質量帶來嚴重的影響。而且根據相關的數據統計分析，我們可以發現碳化反應還和周圍環境濕度有著一定的關系，這就使得空氣中的二氧化碳擴散到混凝土結構當中，這就使得混凝土的碳化速率加快，導致混凝土結構的穩定性受到嚴重的影響。

1.2 混凝土碳化的腐蝕破壞

在混凝土碳化的過程中，混凝土腐蝕破壞的情況主要分為5個階段，其中第一階段就是，未碳化的混凝土材料在周圍環境的影響下，其中的pH值出現下降的情況。第二階段是，混凝土的水化物在二氧化碳的影響下轉化成碳酸鹽；第三階段，當混凝土中的pH值下降到一定程度以后，其中部分水化物就開始出現了解體的情況；第四階段，當pH值下降到10.5以下時，其中水化物分解；第五階段，當混凝土pH值降低到10以下時，混凝土完全碳化，這就對混凝土的耐久性有著嚴重的影響。而且當混凝土結構出現碳化腐蝕破壞的時候，整個混凝土結構也會出現收縮的情況，這就使得混凝土結構的抗拉強度受到嚴重的影響，在外界環境因素的影響下，就容易導致混凝土結構中出現碳化收縮裂縫，從而對整個工程項目的施工帶來了嚴重的影響。

2 配制技術、養護條件和環境因素對商品混凝土抗碳化性能的影響

總的來說，商品混凝土的抗碳化性能主要受混凝土配制技術、施工養護條件和所處服役環境等因素的影響。配制技術主要是水膠比和摻合料的影響；施工養護條件主要是齡期和溫濕度的影響；混凝土所處服役環境的溫濕度和CO2濃度也會影響到混凝土的碳化行為。

2.1 配制技術對商品混凝土抗碳化性能的影響

配制技術主要通過改變混凝土的結構密實性和堿度而影響混凝土的抗碳化性能。水膠比是混凝土配合比設計的重要參數，決定了混凝土結構的致密性，對混凝土碳化速度影響極大。在膠凝材料用量一定的情況下，增大水膠比會增加混凝土的孔隙率，促進CO2的擴散，從而加速混凝土的碳化，通過試驗驗證了碳化深度隨著水膠比的增大而增加。而且將0.3～0.6水膠比的無摻合料混凝土水養28d后進行加速碳化試驗。結果表明，碳化系數隨水膠比升高而升高。

商品混凝土中普遍使用的摻合料也對混凝土的抗碳化性能有重要影響。摻合料的使用一方面改善了水泥漿體與集料之間的界面過渡區，密實了混凝土結構；另一方面由于摻合料的二次水化反應，減少和降低了混凝土基體中單位區域可碳化物質的數量和堿度。因此，如果摻合料的致密作用超過了其引起的堿度下降，混凝土抗碳化性能將得到提高；反之，抗碳化性能下降。研究了礦渣細度對混凝土碳化系數的影響。結果發現，細度越細，碳化系數越小。他們采用相同的水膠比（w/b=0.5），對比研究了無摻合料混凝土（N50）、摻礦渣65%的混凝土（B465）、摻硅灰10%的混凝土及雙摻硅灰（10%）和礦渣（55%）的混凝土（TBC）的碳化系數。當摻合料以取代水泥方式摻入時，總的可碳化物質數量減少，且致密性不足以彌補堿度的降低，混凝土抗碳化性能降低。

2.2 養護條件對商品混凝土抗碳化性能的影響

膠凝材料只有水化到一定程度才能形成有利于混凝土強度和耐久性的微結構。恰當的養護條件對于混凝土抗碳化性能的發揮有很大的作用。養護的齡期和溫濕度控制均會對混凝土的抗碳化性能產生較大影響，尤其是商品混凝土，礦物摻合料的摻量較大，其對養護條件的改變更加敏感。

另外，上述的研究說明，商品混凝土的摻合料摻量即使高達50%，在標準養護條件下，其碳化深度一般遠小于筋保護層厚度，具有足夠好的抗碳化性能。然而在實際工程中，由于建筑物的混凝土澆筑后養護條件達不標準要求，甚至有些工地根本就沒有養護工序。這樣的混凝土雖說工程驗收時混凝土強度能達到設計要但混凝土表面的碳化現象卻十分嚴重，碳化深度較深。進一步細化研究商品混凝土的工程養護條件對其化性能的影響十分重要，這對更加科學地應用好大摻量礦物摻合料技術，重視商品混凝土的施工養護水平及提高工程商品混凝土的抗碳化性能具有重要的現實意義。

2.3 環境因素對商品混凝土抗碳化性能的影響

混凝土結構物所處的環境因素對其抗碳化性能也有較大的影響。環境濕度（RH）、溫度和CO2濃度均會不同程度地影響混凝土的碳化行為。例如，較惡劣的加速碳化條件下混凝土的碳化系數一般比自然碳化條件下的碳化系數要大幾倍甚至幾十倍；環境相對濕度（RH）不同也會使得混凝土的碳化深度存在較大的差別。

3 結束語

由此可見，商品混凝土在使用的過程中，對商品混凝土抗碳化性能的研究分析有著十分重要的意義，這不僅可以有效的提高工程施工的質量，還使得混凝土結構的耐久性得到很好的保障，以避免在使用的過程中，受到各方面因素的影響，而出現相應的質量問題。而且隨著科學技術的不斷發展，人們也將許多先進的施工技術應用到其中，這就使得混凝土在運用的過程中，自身的工作性能得到進一步的提高，從而滿足工程施工的相關要求。

參考文獻

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