淺析混凝土碳化影響因素及控制方法

城市的建設(shè)逐步加大加快，預(yù)拌商品混凝土技術(shù)也發(fā)展迅速，商品混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，混凝土質(zhì)量也得到有效的提高和發(fā)展;強(qiáng)度和耐久性是混凝土的基本性能要求，在以往建設(shè)施工過程中，大家都片面的追求混凝土強(qiáng)度，從而忽視了耐久性的要求，混凝土碳化是混凝土耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)?；炷恋奶蓟腔炷了艿降囊环N化學(xué)侵蝕，空氣中二氧化碳擴(kuò)散到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與其堿性物質(zhì)起反應(yīng)后生成水和碳酸鹽，使混凝土堿度減少的過程稱為混凝土的碳化。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的氫氧化鈣，使混凝土的孔隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液，其堿性介質(zhì)起到保護(hù)鋼筋的作用，使鋼筋表面產(chǎn)生不易溶解的Fe2O3、Fe3O4，但是碳化會(huì)降低混凝土的堿性，當(dāng)碳化逐漸超過鋼筋混凝土的保護(hù)層時(shí)，在水與空氣存在的雙重條件下，就會(huì)失去混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，鋼筋開始銹蝕。顯而易見，碳化作用一般不直接破壞硬化混凝土，對(duì)于素混凝土，碳化還有提高混凝土強(qiáng)度的效果。但是對(duì)于鋼筋混凝土來說，碳化會(huì)加快鋼筋的銹蝕，鋼筋因銹蝕會(huì)產(chǎn)生體積膨脹從而促使混凝土構(gòu)件沿鋼筋面出現(xiàn)裂縫及混凝土覆蓋層脫落等現(xiàn)象。因此，對(duì)于鋼筋混凝土，研究混凝土碳化的影響因素及控制方法就顯的尤為重要。1混凝土碳化的影響因素1.1混凝土內(nèi)部因素(1)水泥水泥品種不一樣，對(duì)碳化速度影響也不一樣，用硅酸鹽水泥生產(chǎn)的混凝土比用礦渣、火山灰、粉煤灰水泥生產(chǎn)的混凝土抗碳化能力強(qiáng);強(qiáng)度等級(jí)高的水泥生產(chǎn)的混凝土抗碳化能力強(qiáng);水泥堿含量的多少，也會(huì)影響碳化速度的進(jìn)程，水泥堿含量越大，孔溶液pH值就會(huì)增加，碳化的速度也加快。(2)集料集料粒徑越大，級(jí)配不良，越容易造成離析、泌水，從而影響混凝土的穩(wěn)定性，增加了混凝土的內(nèi)部空隙，降低密實(shí)型，是混凝土更容易碳化;集料中的針狀、片狀顆粒、砂中的貝殼及輕物質(zhì)、泥塊等有害物質(zhì)，容易給混凝土結(jié)構(gòu)造成裂隙以及耐久性降低，加速碳化。(3)礦物摻合料現(xiàn)在的混凝土中多數(shù)都使用粉煤灰，這樣可以有效的降低成本，改善混凝土的工作性能提高耐久性。但是粉煤灰在混凝土的抗碳化能力中表現(xiàn)為早期弱后期強(qiáng)的特點(diǎn)，早期強(qiáng)度低導(dǎo)致抗碳化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同等條件下的普通混凝土，但是隨著后期強(qiáng)度的提高，粉煤灰中的火山灰效應(yīng)及微集料填充效果得到發(fā)揮，使得有害孔減少，提高抗碳化能力。(4)水灰比水灰比對(duì)混凝土的內(nèi)部孔隙影響很大，在水泥用量不變的條件下，增加用水量，隨之水灰比變大，混凝土的孔隙率也隨之增大，卻降低了混凝土密實(shí)度，從而加快了混凝土的碳化。而水灰比低的混凝土由于混凝土內(nèi)部組織密實(shí)，透氣性小，因而碳化速度較緩慢。另一方面水灰比低的混凝土，水泥水化后殘留水分少，混凝土密實(shí)性高，孔隙小，大孔少，CO2向混凝土內(nèi)部滲透的阻力增強(qiáng)，這也造成碳化反應(yīng)需要時(shí)間變長，碳化深度就會(huì)較小。因此適當(dāng)控制水灰比可以提高混凝土的抗碳化能力。(5)混凝土抗壓強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度高，其抗碳化能力也強(qiáng)，所以高標(biāo)號(hào)混凝土的抗碳化能力大于低標(biāo)號(hào)混凝土。不過混凝土強(qiáng)度在一定程度上也是水灰比、原材料、施工、養(yǎng)護(hù)方法等整體體現(xiàn)。1.2外部因素(1)環(huán)境條件一般情況下，溫度、光照、構(gòu)件所處的環(huán)境濕度都對(duì)碳化有一定的影響。溫度及光照高的情況下，空氣中的二氧化碳擴(kuò)散能力變強(qiáng)，就使得碳化速度加快;就相對(duì)濕度來講，混凝土構(gòu)件處于干燥環(huán)境碳化速度緩慢;但是混凝土處在潮濕或者水中的環(huán)境條件下，由于混凝土透氣性小，也很難碳化;只有在相對(duì)濕度處在45%～95%范圍中，隨著相對(duì)濕度的增加混凝土的碳化速度有所降低。(2)施工方面混凝土在生產(chǎn)過程中攪拌時(shí)間不足、攪拌不均勻，在澆筑過程中振搗不足或者過振、漏振、施工隨意加水、模板密封性不好等都會(huì)降低混凝土密實(shí)性，而且會(huì)出現(xiàn)裂縫、孔洞、蜂窩、砂線等降低其抗碳化能力;混凝土的養(yǎng)護(hù)不到位，導(dǎo)致水泥的水化反應(yīng)不徹底，也會(huì)加速混凝土碳化。2混凝土碳化的控制措施從混凝土原材料的選擇到配合比的設(shè)計(jì)，再到混凝土的生產(chǎn)、澆筑、養(yǎng)護(hù)等多方面因素去控制。原材料方面，應(yīng)該選擇合適的水泥品種和強(qiáng)度等級(jí)，嚴(yán)格控制水泥用量，細(xì)集料采用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬、顆粒潔凈的河砂，粗集料采用質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、級(jí)配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石;適量摻入優(yōu)質(zhì)的礦物摻合料降低水化反應(yīng)防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，添加適當(dāng)?shù)耐饧觿梢杂行У慕档突炷劣盟?，從而降低水灰比，改善混凝土的密?shí)性與和易性，提高混凝土的抗?jié)B透能力，從而降低碳化速度。生產(chǎn)施工方面，混凝土要嚴(yán)格按配合比生產(chǎn)，控制用水量，攪拌均勻、計(jì)量準(zhǔn)確，在澆筑過程中，要振搗均勻、不漏振、不過振，澆筑完成后對(duì)表面及時(shí)覆蓋并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格控制拆模時(shí)間。嚴(yán)格控制裂縫，適當(dāng)增加鋼筋混凝土保護(hù)層厚度，混凝土表面涂刷防滲層，使用環(huán)氧樹脂鋼筋，在混凝土中摻加阻銹劑等均能很好的減少碳化或減少碳化產(chǎn)生的不利影響。3結(jié)語混凝土的碳化雖然能對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重的不利后果，但還是要客觀的評(píng)價(jià)碳化帶來的不利