混凝土碳化影響因素及減緩措施

混凝土碳化影響因素及減緩措施摘要：所謂混凝土的碳化，是指水泥石中的水化產(chǎn)物與周圍環(huán)境中的二氧化碳作用，生成碳酸鹽或其他物質的現(xiàn)象。碳化將使混凝土的內(nèi)部組成及組織發(fā)生變化，使得混凝土結構內(nèi)部環(huán)境由強堿性變?yōu)槿鯄A性，破壞鋼筋表面的鈍化膜，導致鋼筋銹蝕，嚴重的將導致混凝土結構的保護層剝落。關鍵詞：混凝土；碳化；保護層混凝土碳化影響因素1.1材料因素：材料因素包括水灰比、水泥品種與用量、摻合料、外加劑等，它們主要通過影響混凝土的堿度和密實性來影響混凝土碳化速度。（1） 水灰比水灰比W/C是決定混凝土孔結構與孔隙率的主要因素，其中游離水的多少還關系著孔隙飽和度（孔隙水體積與孔隙總體積之比）的大小，因此，水灰比是決定CO2有效擴散系數(shù)及混凝土碳化速度的主要因素之一。水灰比增加，則混凝土的孔隙率加大，CO2有效擴散系數(shù)擴大，混凝土的碳化速度也加大。水灰比在正常施工條件下，混凝土的碳化速度隨水灰比減小而降低。此外，龔洛書最早通過試驗給出了水灰比對碳化深度的影響系數(shù)擬合公式，碳化深度隨水灰比的變大而線性升高。（2） 水泥品種和水泥用量用礦渣水泥的混凝土比同水灰比的普通混凝土碳化程度快10%?20%。水泥用量越大，則單位體積混凝土中可碳化物質的含量越多，消耗的CO2也越多，從而碳化速度越慢。在水泥用量相同時，摻混合材料的水泥水化后單位體積混凝土中可碳化物質含量減少，且一般活性混合材由于二次水化反應還要消耗一部分可碳化物質Ca（OH）2,使可碳化物質含量更少，故碳化速度加快。因此，相同水泥用量的硅酸鹽水泥混凝土的碳化速度最小，普通硅酸鹽水泥混凝土次之，粉煤灰水泥、火山灰質硅酸鹽和礦渣硅酸鹽水泥最大。同一品種的摻混合材水泥，碳化速度隨混合材摻量的增加而加大（3） 粉煤灰摻量在硅酸鹽水泥混凝土中，摻入粉煤灰有正負兩方面的作用，一方面由于水泥用量減少，水化反應生成的可碳化物質減少，堿儲備降低，抗碳化能力降低。另一方面，粉煤灰的二次水化填充效應可顯著改善混凝土的孔結構，提高混凝土的密實性。粉煤灰混凝土早期強度低，其二次水化填充效應未充分發(fā)揮，孔結構差，加速了二氧化碳的擴散速度，從而使碳化速度加快。水利水電科學研究院沙慧文通過試驗與工程調查發(fā)現(xiàn)，粉煤灰摻量越大，碳化速度越快。（4）骨料品種與粒徑骨料粒徑的大小對骨料一水泥漿粘結有重要的影響，粗骨料與水泥漿粘結較差，CO2容易從骨料一水泥漿界面擴散。另外，很多人造或天然的輕骨料中的活三灰在加熱養(yǎng)護過程中會與Ca（OH）2結合，某些硅質骨料發(fā)生堿骨料反應時也消耗Ca（OH）2。這些因素會使碳化速度加快。（5） 外加劑混凝土中使用的外加劑主要有減水劑和引氣劑。減水劑能夠降低用水量，改善混凝土的和易性，從而降低混凝土的孔隙率，故可提高混凝土的抗碳化能力。引氣劑為混凝土引入大量的微細氣泡，初期可以在一定程度上抑制混凝土的碳化，但隨著碳化的延續(xù)，引氣劑在混凝土內(nèi)部留下的孔隙成為二氧化碳擴散的通道，因而會促進碳化的發(fā)展。此外，外加劑對水泥品種有一定的適應性，相同的外加劑對于不同水泥配置的混凝土抗碳化能力的影響結果不同。（6） 混凝土強度混凝土強度能反映其孔隙率、密實度的大小，因此混凝土強度能宏觀地反映其抗碳化性能。混凝土強度越高，碳化速度越慢，強度越低，碳化速度越快。2.2.環(huán)境因素：包括自然環(huán)境和使用環(huán)境兩方面，自然環(huán)境包括環(huán)境相對濕度、溫度、壓力以及二氧化碳濃度等;使用環(huán)境主要指混凝土構件的受力狀態(tài)及應力水平，它們主要通過影響二氧化碳擴散速度及碳化反應速率來影響混凝土碳化速度。2.3.施工因素：施工因素主要指混凝土的攪拌、振搗和養(yǎng)護條件等，它們主要通過影響混凝土密實性來影響混凝土碳化速度?；炷潦┕べ|量對混凝土的品質有很大影響。混凝土澆注、振搗情況不僅影響混凝土的強度，而且直接影響混凝土的密實性。實際調查結果表明，在其它條件相同時，施工質量好，混凝土強度高，密實性好，抗碳化能力強;施工質量差，混凝土內(nèi)部裂縫、蜂窩、孔洞等增加了二氧化碳在混凝土中的擴散路徑，碳化速度加快。養(yǎng)護方法與齡期的不同會導致混凝土的密實性不同，因此會對混凝土碳化速度產(chǎn)生不同影響。綜上所述，減緩混凝土的碳化應從材料因素環(huán)境因素和施工工藝方面綜合考慮。2減緩混凝土碳化的措施周圍環(huán)境、施工因素和材料因素對混凝土碳化有明顯影響。針對影響混凝土碳化的因素，可提出以下改善措施。1、 合理設計混凝土配合比。選擇不易碳化的普通硅酸鹽水泥或純硅酸鹽水泥，并有足夠的水泥用量；同時應盡量降低水灰比或摻入減水劑，盡可能在滿足施工和易性要求的前提下，降低用水量；在必須摻入合乎國標要求的優(yōu)質粉煤灰時，采用超量取代法設計混凝土配合比。2、 在混凝土施工時，應采用機械振搗，以保證混凝土的密實性。同時，因盡量避免采用加熱養(yǎng)護以加速混凝土硬化。當采用自然養(yǎng)護時，應經(jīng)常噴水養(yǎng)護，使混凝土表面保持潮濕狀態(tài)，或覆蓋塑料薄膜，或噴涂養(yǎng)護液，以減少水分蒸發(fā)和表面裂縫。3、 用涂料或其它措施進行表面處理，防止二氧化碳氣體侵入混凝土。實踐證明，無機或有機的各種外墻涂料，各種砂漿抹灰層都會不同程度的減少混凝土的碳化深度。