混凝土碳化的影響因素及其控制措施

張曉麗

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550000)

1 混凝土的碳化機(jī)理

水泥、沙子、石子是混凝土構(gòu)成的重要成分，水泥和水發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生具有一定強(qiáng)度的物質(zhì)就是水泥石，并與小顆粒的石子和沙子相結(jié)合，形成一個(gè)比較堅(jiān)硬的物體。混凝土的碳化就是水泥石中的物質(zhì)與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生其他的物質(zhì)，發(fā)生碳化以后和內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)會有變化產(chǎn)生。混凝土是一個(gè)多孔的物體，所以在其內(nèi)部有較多的細(xì)孔、氣泡等，有的混凝土中還會出現(xiàn)缺陷。二氧化碳就會逐漸滲透在混凝土的孔中，使混凝土的孔充滿二氧化碳，然后再與細(xì)孔發(fā)生溶解，在水化的過程中會產(chǎn)生氫氧化鈣、硅酸二鈣等發(fā)生反應(yīng)，就會產(chǎn)生碳酸鈣。由此可以看出，混凝土發(fā)生碳化是一個(gè)連續(xù)又復(fù)雜的過程，在液氣相，以及固相的過程中發(fā)生的。

2 混凝土碳化的影響因素

2.1 外部因素

光照和溫度。當(dāng)混凝土的溫度急劇下降的時(shí)候，混凝土的表面就會產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的拉力，如果這種拉力的強(qiáng)度超出了正常的數(shù)值，那么混凝土的表面就會出現(xiàn)裂開的現(xiàn)象，最終就會使混凝土出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象，能夠使二氧化碳和水很好的滲入其中，混凝土發(fā)生碳化的速度加快。

相對濕度。當(dāng)CO2與水溶解后就會形成H2CO3，就可以與Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，因此在環(huán)境比較干燥的條件下，混凝土是難以發(fā)生碳化的，由于混凝土的碳化過程就是一個(gè)釋放水分的過程，所以在一定環(huán)境下濕度過大，那么就會使生成的水分難以釋放，最終也會阻礙混凝土碳化的進(jìn)程。根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)指出，要想混凝土碳化的速度加快，那么濕度應(yīng)該控制在56%到75%之間。

酸性介質(zhì)。當(dāng)酸性的物質(zhì)滲入到混凝土的細(xì)孔中，那么就會在液相中產(chǎn)生酸，同時(shí)還會與水泥石中的氫氧化鈣、硅酸鹽等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，就會使水泥石發(fā)生變質(zhì)，降低混凝土的堿度，這就是造成混凝土發(fā)生碳化的直接原因。有相關(guān)的人員進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，二氧化碳的濃度與混凝土鈣化速度的平方根成正比，就是說二氧化碳的濃度越高，那么混凝土鈣化的速度就會越快。混凝土中的鋼筋出現(xiàn)銹蝕的主要原因是由氯離子導(dǎo)致的。氯離子在混凝土中會產(chǎn)生鹽酸，然后再與氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈣，氯化鈣的吸濕性比較強(qiáng)，所以濃度和濕度比較高的條件下，就會使鋼筋的鈍化膜受到損壞，進(jìn)而造成鋼筋出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象。

凍融和滲透。當(dāng)混凝土浸水飽或水位變化的位置時(shí)，溫度會產(chǎn)生交替的變化，就會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的細(xì)孔產(chǎn)生凍結(jié)膨脹，或者是松弛的現(xiàn)象，就會致使混凝土出現(xiàn)裂縫和脫落的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土碳化。滲漏的水會導(dǎo)致混凝土中氫氧化鈣小時(shí)，在混凝土的表面形成結(jié)晶，導(dǎo)致水化產(chǎn)物出現(xiàn)分解，最終的結(jié)果就是會使混凝土的強(qiáng)度降低，為鋼筋的銹蝕創(chuàng)作條件。

2.2 內(nèi)部條件

水泥用量。水泥的用量與混凝土的密實(shí)性和易性有著重要的聯(lián)系，水泥量的增多可以提高混凝土的堿性儲備，碳化的速度也會隨之減少。

水泥的品種。水泥品種的不同里面的構(gòu)成物質(zhì)也存在差異，所以對混凝土的堿度和有一定的影響，同時(shí)與碳化速度也有聯(lián)系。

水灰比。混凝土中水灰含量越少，那么強(qiáng)度就會越大，密實(shí)度也會提高。在水泥用量的一定條件下，水灰比加大，那么混凝土中細(xì)孔也會增加，降低密實(shí)度，碳化的速度也會提高。

施工質(zhì)量對碳化的影響。施工質(zhì)量主要體現(xiàn)在振搗不密實(shí)、養(yǎng)護(hù)不合理，就會降低混凝土的密度，水分和二氧化碳就會深入其中。與此同時(shí)，混凝土的養(yǎng)護(hù)作用也有影響，如果早期不進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，就會增加滲透性，碳化速度加快。

3 防止混凝土碳化的有效措施

3.1 混凝土碳化的處理方式

有些混凝土碳化的程度比較嚴(yán)重，而且內(nèi)部鋼筋銹蝕也比較嚴(yán)重，所以應(yīng)該進(jìn)行拆除并重建；若碳化的程度不夠嚴(yán)重，且碳化層比較堅(jiān)硬，就可以采用優(yōu)質(zhì)的涂料進(jìn)行封閉，如果碳化的深度已經(jīng)超出鋼筋保護(hù)層的厚度，那么應(yīng)該對其鑿除，利用高強(qiáng)度的砂漿進(jìn)行粉刷；如果內(nèi)部鋼筋銹蝕比較厲害，在修理之前應(yīng)該做好除銹工作，根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)充鋼筋，避免碳化后產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。但是要想最大程度組織有害氣體的侵入，那么就應(yīng)該保證其處于高堿性的條件下。

3.2 防止碳化的具體措施

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)該合理配置混凝土的比例，施工使用的模板應(yīng)該以竹林、膠合板、塑料等材質(zhì)為主，如果選用的模板是木板，那么就應(yīng)該控制好表面的光滑程度和板縫的寬度。在固定模板的時(shí)候要保證牢固，拆掉模板的時(shí)候必須保證強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)才可以進(jìn)行；在施工的過程中，混凝土的攪拌應(yīng)該采用機(jī)械振搗，這樣就可以保證混凝土的密實(shí)性；完成混凝土的澆筑以后，就可以將草料覆蓋上面，根據(jù)混凝土的實(shí)際情況采用澆水的方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。如果施工人員發(fā)現(xiàn)混凝土的表面已經(jīng)有裂縫的現(xiàn)象，那么應(yīng)該采用防護(hù)的涂料進(jìn)行粉刷，防止裂縫更大，同時(shí)還要進(jìn)行混凝土補(bǔ)強(qiáng)工作。

4 結(jié)束語

綜上所述，混凝土出現(xiàn)碳化的因素比較多，涉及的方面比較廣泛，所以在施工建設(shè)的過程中應(yīng)該引起注意，采取有效的措施進(jìn)行完善，能夠取得較好的施工效果。