混凝土防碳化技術(shù)成果綜述

劉 方 趙 曄 麥吾蘭˙阿力木江 畢晶峰 李 旭

(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與材料技術(shù)分院 烏魯木齊 米東區(qū) 831400)

混凝土防碳化技術(shù)成果綜述

劉 方 趙 曄 麥吾蘭˙阿力木江 畢晶峰 李 旭

(新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑與材料技術(shù)分院 烏魯木齊 米東區(qū) 831400)

隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，混凝土材料的應(yīng)用得到了廣泛推廣，尤其是與鋼筋材料結(jié)合使用更是受到建造師們的青睞。但是，隨著混凝土材料應(yīng)用范圍的增加，一些質(zhì)量問題也逐漸顯露出來，例如混凝土碳化問題。文章從混凝土碳化機理開始分析，根據(jù)混凝土自身性質(zhì)展開研究，提供了一些較為實用的混凝土防碳化技術(shù)，以供讀者參考。

混凝土碳化；碳化機理；防碳化技術(shù)

引言

混凝土與空氣、土壤或者地下水中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土中的堿性物質(zhì)被中和的過程稱為混凝土的中性化。由于混凝土與空氣的接觸是不可避免的，因此，混凝土在空氣中產(chǎn)生碳化質(zhì)量問題最為常見，其具體原因是空氣中的CO2與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。但是，在某些特殊的情況下，混凝土碳化反應(yīng)會增加其密度，提高其抗腐蝕性，不過，由于碳化反應(yīng)降低了混凝土的堿性，導(dǎo)致包裹在鋼筋表面的鈍化膜被破壞，從而致使鋼筋強度的破壞，影響建筑物的質(zhì)量。根據(jù)以上內(nèi)容可以看出，混凝土的碳化對建筑物的質(zhì)量的影響始終存在的。所以，在使用鋼筋混凝土材料時，要嚴格做好混凝土防碳化施工，以確保后期工程質(zhì)量。

一、混凝土碳化破壞的機理分析

混凝土是由為水、水泥、砂石等主要成分形成的混合物。混凝土的實質(zhì)就是由水與水泥發(fā)生水化反應(yīng)而使各成分粘連起來，形成一種硬度大、強度高的固體。混凝土碳化主要是指CO2與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鹽及其他物質(zhì)的過程。混凝土是一種多孔固體，在碳化過程中，CO2會侵入到混凝土內(nèi)部，使其內(nèi)外結(jié)構(gòu)均受到破壞，最終徹底瓦解混凝土。

二、混凝土防碳化分析

1．從混凝土碳化的機理出發(fā)從多個方面下手防止混凝土的碳化，首先從設(shè)計方面入手，在進行混凝土保護層的設(shè)計過程中，要根據(jù)具體情況確定保護層的厚度，要同時考慮到混凝土的尺寸、周圍環(huán)境以及結(jié)構(gòu)在建筑物中的作用，盡量避免統(tǒng)一采取2到3厘米的保護層。

2．再就是施工方面，不同等級的混凝土的碳化程度也不同，在進行施工選材時，要盡量選用抗碳化能力強的水泥，例如硅酸鹽水泥，還有質(zhì)地硬實和級配良好的砂和石料。在制作混凝土?xí)r，可在其中添加適量的減水劑或者阻水劑，來達到改善混凝土抗碳化的性能。同時還要嚴格控制混凝土材料的水灰比，要盡量減小水灰比，降低坍落度，要把水的用量控制在滿足配料和施工需要的最低范圍內(nèi)，盡量減少混凝土的自由水。除此之外，還要控制好混凝土的振搗與養(yǎng)護的過程，振搗的方式、頻率以及力度都要按照國家規(guī)范保準進，如果振搗不當則有可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部存在較大安全隱患。混凝土的養(yǎng)護工作務(wù)必要處理及時，一般規(guī)定在初凝時即可進行養(yǎng)護處理，在特定的溫度與濕度的環(huán)境下，養(yǎng)護相應(yīng)的時間。最后要注意的是施工縫的問題，施工縫可以少留甚至不留，如果施工當中必須要留下施工縫，一定要記得在完工之后做好接縫處理工作。

3．還有使用和管理方面，在建筑物投入使用的過程中，尤其是水工建筑物，要做到盡量不要改變建筑物的使用條件，因為外界環(huán)境中溫度、濕度等因素的改變都會引起建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；對于那些容易發(fā)生碰撞的部位，要進行必要的保護措施，例如設(shè)置包角和隔層保護。在建筑物的管理方面，主要任務(wù)就是對建筑物進行定期的檢查與維護。對于那些容易發(fā)生碳化的部位要著重檢查，并且對該部位的變化作好詳細的記錄。如果在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)有因為碳化而出現(xiàn)開裂、脫落的情況要及時處理，具體方法如下，利用相關(guān)的防護材料對開裂或者脫落的混凝土表面進行涂抹，以達到隔離空氣的目的，避免破壞程度持續(xù)增大，因為混凝土材料表面一旦破壞，其碳化速度會持續(xù)增加，如果破壞程度很大，可對其進行補強處理。

三、控制混凝土碳化的措施分析

1．選擇合適的骨料

選擇合適級配的骨料能夠有效的增加混凝土的抗碳化能力，一般選用粗細適中、級配良好的抗酸性骨料。因為這類骨料能夠充分的與水泥充分反應(yīng)，延緩混凝土的碳化過程。在選用骨料時，要注意去除針狀和片狀的骨料以及灰塵等，若混凝土中有這些物質(zhì)，則會導(dǎo)致混凝土的孔隙率或孔隙比增大，加速碳化。

2．合理的配合比以及拌合水量

配合比是指形成混凝土的各種原料之間的比率。通過大量試驗可以看出，合理的配合比是加強混凝土抗碳化的能力的措施之一，此外，還能提升混凝土的強度與耐久性。拌合水的用量不能過多，否則會在后期水分蒸發(fā)的過程中對混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞，形成裂縫通道，使空氣中的二氧化碳更順暢的進入到混凝土中，這加快了混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的碳化速度，大大縮短結(jié)構(gòu)的耐久性，但是，也不能因此就盡量少加水，因為如果拌合水過少的話就無法使水與水泥充分反應(yīng)而生成足量凝膠體，致使混凝土強度降低。

3．適量的外加劑及添加劑

在進行混凝土制作的過程中，加入一定量的減水防裂劑即可在不改變水泥用量的情形下減少用水量。如果用量合適，不但能夠減少四分之一左右的理論用水量，還能在一定程度上改善混凝土的和易性及強度，降低因孔隙比，提高混凝土的抗裂性能，從而使混凝土的抗碳化能力得以大幅提升。

4．加強養(yǎng)護

在混凝土的初凝的時候就要進行養(yǎng)護工作，而早期養(yǎng)護工作的主要任務(wù)就是保證混凝土一直處于適宜的溫度與濕度的環(huán)境下，因為溫度及濕度的變化會導(dǎo)致混凝土冷縮或干縮。一般情況下，新澆筑的混凝土?xí)幸欢ㄅ浔鹊乃郑糜跐M足水泥的水化反應(yīng)，不過水分蒸發(fā)的時刻進行導(dǎo)致混凝土水分缺失，從而劣化水化反應(yīng)，影響混凝土質(zhì)量。所以，在澆筑混凝土之后要及時進行養(yǎng)護，并給以適當養(yǎng)護溫度及濕度，混凝土的水化反應(yīng)進行的更徹底，減少孔隙率，提高混凝土的抗碳化能力。

四、實用防碳化處理方案簡述

1．施涂環(huán)氧厚漿涂料

環(huán)氧厚漿涂料的主要成分如下：環(huán)氧基料、增韌劑、防銹劑、防滲填料及固化劑等。環(huán)氧厚漿涂料能夠有效的封閉混凝土表層。但是，在施涂過程中，要注意涂料與混凝土之間的粘接力是否滿足工程的需求，要考慮混凝土與涂料的膨脹系數(shù)與收縮系數(shù)是否近似，以有效的避免涂料后期脫落。在布涂時，一般涂料涂刷4遍左右即可，施涂厚度在250微米左右較為合適。

2．對混凝土內(nèi)部變形縫進行處理

混凝土內(nèi)部變形縫碳化處理比表面碳化處理難度要大的多，當處理部位在水位以上時，可以用SR嵌縫膏在其縫隙處進行涂抹，從而達到密封效果；當處理部位在水面以下時，就要采用SBS改性瀝青灌注封閉，這種方法具有可以同時閉氣止水的優(yōu)點。

五、結(jié)語

綜上所述，混凝土的碳化反應(yīng)對建筑物耐久性的影響不可忽視。近年來，建筑材料領(lǐng)域的相關(guān)研究人員進行了大量的關(guān)于混凝土防碳化研究的科研試驗以及工程實踐，從選材、施工技術(shù)、施工流程及初期養(yǎng)護等方面為相關(guān)工程人員提供了大量的參考及經(jīng)驗，混凝土的防碳化處理已經(jīng)取得了很大成就。

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[3]白柯，楊元霞。淺析混凝土碳化機理及其影響因素[J].粉煤灰綜合利用,2008(2)

G322

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1007-6344（2017）05-0337-01

劉方（1989- ），男，碩士研究生，研究方向為巖土工程