混凝土碳化的影響因素及其控制措施

何曉宇 楊 超

（黑龍江新宏圖建筑工程質量檢測有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150000）

引言

由于混凝土建筑多數都是暴露在自然界，容易受到外界環境的侵蝕，使得游離在建筑物周圍空氣中的CO2通過混凝土表面的微孔進入到混凝土內部，與混凝土中的CA2+離子發生電化學反應，而腐蝕混凝土結構中的鋼筋，這是混凝土發生碳化的直接原因所在。在過去的幾十年了，國內外對于混凝土碳化的研究課題一直未間斷過，取得了一些突破，然而由于建筑所處的環境、溫度、濕度、物理化學條件都不一樣，所以混凝土耐久性也未向人們所期待的那樣，各國學者及科研機構對混凝土碳化機理和碳化過程進行了大量的實驗研究和理論分析。給出了混凝土碳化速度以內 外界因素的關系，文章將一些常見的影響因素及防治措施做簡要敘述。

一、混凝土碳化的主要影響因素

混凝土碳化的影響因素我們將圍繞以下兩大方面進行分心。內部因素（原材料、水灰比、水泥用量、等），外部因素環境因素等內部的組成成分）。

1、內部影響因素

從混凝土碳化發生的化學反應方程式中可以看出，混凝土礦料的組成、外加劑，材料的化學成分等對于混凝土碳化速度有重要的影響，集料的品種和級配和水灰比直接影響著混凝土內部的孔隙結構，材質致密堅實、級配較好的集料的混凝土孔隙小，碳化速度慢。

同樣情況下，增大混凝土的水灰比，會使混凝土的氣孔和毛細孔率的孔隙率增加，使得周圍空氣中的CO2很容易擴散到混凝土結構中，發生電化腐蝕，加快碳化速度，

混凝土中摻加的活性水硬性外加劑能與水泥水化過程中析出的CA(OH)2等堿性材料發生化學反應形成穩定的膠凝物質，可以減低混凝土碳化速度，如果用用其替代水泥的用量，則會使碳化速度加快，雖然增加水泥用量可以提高混凝土的密實性，增加混凝土中堿性材料的含量，然而混凝土的碳化速度還受水泥水化程度的影響。根據有關實驗表明。混凝土的施工質量對混凝土碳化速度有很大的影響，如果施工振搗不密實，混凝土內部容易出現蜂窩、麻面、空洞多，增加了空氣中的CO2在混凝土中擴散的面積和路徑，都會加速了混凝土的碳化。

2、外部影響因素

影響混凝土碳化的外部因素主要有溫度光照、空氣的含水量和相對濕度、凍融和滲漏、介質氣體的酸堿性等。

酸性介質、氣體中含有酸性離子如（CO32-CL-H+等）與混凝土中的的鈣離子、硅酸根離子、鋁酸根離子發生中和反應和氧化反應。形成酸強更強的介質，腐蝕混凝土，破壞鋼筋的保護膜，腐蝕鋼筋，促使碳化加速。降低混凝土中鈣離子，引起混凝突發生水化反應，降低混凝土的強度和堿性保護層，造成混凝土大面積疏松剝落或產生裂縫，加大二氧化碳的擴散速度，加速混凝土碳化。

混凝土周圍介質的相對濕度也是影響碳化的一個外部因素。濕度過高或者過低都使得空氣中的二氧化碳不容易擴散到混凝土中，碳化速度很慢，根據實際統計數據表明。當混凝土結構周圍介質的相對濕度為 50～70%，混凝土碳化速度最快。因此，實際要注意控制混凝土結構周圍的介質的相對濕度，以降低碳化速度。

二、混凝土的碳化防范與處理措施

1、混凝土的碳化預防措施：

防止混凝土碳化的主要方法就是采取一定的措施減小混凝土的發生碳化腐蝕的能力，從而降低碳化速度，具體可以參考采取如下的措施：

（1）選用抗碳化能力強的水泥品種。一般原則是同標號的選擇早強型的的。

（2）在施工條件允許的情況下，盡可能采用較小的水灰比。混凝土抗碳化能力一般可得到保證。

（3）選用減水率高、穩定性好、低收縮、適應性優良，水泥、摻合料相容性好，溫度適應性好的聚羧酸系高性能減水劑，可以有效提高混凝土抗碳化能力。

（4）在混凝土拌合物中摻入一定量的粉煤灰、硅粉，可以有效改善混凝土和易性，減小離析、降低水化熱，增加混凝土的致密性和抗滲性。增加混凝土的強度，對于提高混凝土抗碳化能力提高很有好處。

（5）施工中可以采取相應的措施提高混凝土抗碳化措施，比如采用鋼模板控制混凝土表面的光澤度減少裂縫，加強振搗，增加混凝土的密實性，澆筑完畢后，采取必要地保溫和防水分蒸發措施，及時澆水養護。都可以提高混凝土的抗碳化能力。

（8）此外，在混凝土建筑物表面涂刷環氧樹脂砂漿、及含有多種丙烯酸酯，多種硅烷及多種助劑成分的涂料。阻止空氣中的二氧化碳和酸性物質向混凝土內部擴散，提高混凝土抗碳化能力。

2、混凝土碳化處理措施

鑒于建筑混凝土結構已經發生碳化將對建筑產生很大危害，因此必須采取一定的措施予以補救或者消除。

（1）對于結構碳化深度較大，鋼筋外露腐蝕明顯情況，應將建筑拆除重新修建。

（2）對碳化深度較小并小于鋼筋保護層厚度,碳化層比較堅硬的,可用優質涂料封閉。

（3）對碳化深度大于鋼筋保護層厚度或碳化深度雖較小但碳化層疏松剝落的,應鑿除碳化

層粉刷高強砂漿或澆筑高強混凝土。

（4）對鋼筋銹蝕嚴重的,應在修補前除銹,并根據銹蝕情況和結構需要加補鋼筋。防碳化后的結果，要達到阻止或盡可能減慢外界有害氣體進入混凝土內侵蝕，使其內部和鋼筋一直處在高堿性環境中。

結語

受內 外界因素以及一些施工養護手段的影響，混凝土碳化是難以避免的現象，要想減少混凝土碳化速度，一方面須從設計和施工方面加強研究，采用新型材料，替代傳統的結構材料，優化結構設計方案，在施工中加強監測采集數據建立數據庫，同時采取一定的措施對混凝土加強養護，減小環境對混凝土碳化速度的影響。另一方面，加強學術交流，掌握當前國際最前沿，加強新材料的研究開發，從客觀條件上，減小混凝土碳化的速度，延長建筑物使用壽命。提高經濟效益和社會影響。

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