水工建筑混凝土的炭化及防范措施淺探

唐海云

摘要：針對水工建筑而言，因為混凝土炭化問題是影響混凝土質量的重要影響要素之一，所以，在水工建筑施工當中應當嚴格注重混凝土的炭化問題。對此，本文主要對致使水工建筑混凝土炭化的原因進行了簡要分析，并提出了一系列的水工建筑混凝土炭化的防范措施，希望以此使水工建筑物的有效壽命得以延長。

關鍵詞：水工建筑;混凝土;炭化;防范措施

引言

混凝土作為水工建筑的重要構成部分，由于混凝土炭化而造成內部鋼筋發生銹蝕的現象廣泛存在，進而導致混凝土構件遭到嚴重的損壞，而該種破壞所帶來的危害是不可估量的。對于混凝土的炭化問題，水工建筑物的耐久性和其息息相關，倘若混凝土炭化問題十分嚴重的話，便會造成建筑物的混凝土構造產生開裂與剝落的狀況，這樣既會對損壞原有的保護層，又會使水工建筑物的構件遭到破壞，進而減短水工建筑物的使用壽命。所以，只有正確認識到造成混凝土發生炭化的具體原因，方可據此建立并采取相對應的措施防止水工建筑物混凝土發生炭化的現象，進而延長水工建筑物的有效壽命。

1、水工建筑混凝土炭化的原因

1.1 影響混凝土碳化的外界因素

1.1.1 滲漏與凍融

水工建筑混凝土構件在水含量交替變化或進水狀態時，通常會帶來溫差現象，由于擴張與緊縮的反復展開，使得混凝土的緊密性發生下降，產生裂紋，同時加劇混凝土的炭化問題。Ca（OH）₂會伴隨著水的流出而排出，同時，如果建筑的表層生成CaCO₃，這便會對混凝土水化后的物質進行分離，進而嚴重降低混凝土的強度發，進一步對鋼筋造成損傷。

1.2.2 相對濕度與含水量

附近介質的相對濕度將會對混凝土炭化速度與含水率系數的大小產生最為直接的影響。濕度過高（比如100%），便會使得混凝土的孔隙當中積滿水，二氧化碳不易擴散至水泥石當中，濕度過低（比如25%），則會造成個孔隙當中沒有充足的水讓二氧化碳生成碳酸，相對不易進行炭化作用;而當附近介質的相對濕度處于50%到70%之間，混凝土炭化的速度通常最快。所以，混凝土附近介質的相對濕度與含水量決定了混凝土的炭化速度。

1.2.3 光照與溫度

溫度驟降會直接造成結構發生收縮的現象，該力的擴展倘若超出了混凝土本身的耐受力便會使結構遭到損壞，產生空隙，這種結構空隙便會為CO₂與H₂O的進入提供契機，進而加快炭化反應的速度。而對于處在陽光下的而言，其溫度通常要比陰涼處的混凝土要高，CO₂的滲入力十分高，這為其與Ca（OH）₂相互反應提供了良好的環境，通過光與熱的作用，炭化能力發生增強，加劇了反應的發生。

1.2.4 酸性介質

CO₂等氣體自身本就屬于酸性氣體。倘若進入混凝土的內部當中會生成液態酸，同時和內部的鋁酸鹽、硅酸鹽Ca（OH）₂等產生化學反應。這勢必會造成當中的成分發生改變，總體的堿性發生降低，直接產生炭化反應。據有關研究表明，混凝土的炭化速度通常與CO₂的濃度有關，兩者呈正比關系。

1.3 影響混凝土碳化的內在因素

1.3.1 養護質量

當混凝土保養質量相對較高時，不管是其的抗壓能力、抗侵蝕能力，還是其緊致性、強度都相對較高，同時有利于阻擋外部腐蝕性元素的進入，預防混凝土的炭化。

1.3.2 施工質量

對于施工質量而言，振搗不到位也會其產生不良的影響。使混凝土的強度發生降低，同時演化成麻面蜂窩問題。如此一來，不論是感官方面的質量，還是強度方面都有所下降，此外，還為其與外界的接觸提供了較大的機會，進而使得混凝土的炭化速度發生提高。

1.3.3 水灰比

在水泥總量不發生改變的狀況下，提高水灰比，通常會使得砼的空隙數量與尺寸發生加大，進而造成其密度發生下降，抗滲性發生降低。此時加大了其與外界接觸幾率，進而產生反應的幾率也得以加大，加快炭化反應的速度。

1.3.4 水泥用量

加大水泥的用量，會使砼的和易性發生改變，有助于密實程度的提高。此外，還有利于堿性能力的增強，對抗炭化能力增強有較強的作用。所以炭化速度還與水泥量有關，兩者呈反比關系。

1.3.5 磨細礦物摻料的數量與品種

摻有活性水的混合性材料，某些是不能夠單獨產生硬化的，然而，和石灰、水泥再產生化學反應之后，所產生的物質便相對穩定，這樣能夠推動減少堿度狀態。保持其他條件相同的情況下，所加入的混合料與水泥的比例越大，炭化速度便會越快，炭化程度也會更高。

1.3.6 集料級配與品種

材料的級配與規格不同極有可能會產生結構空隙大小方面的差別，直接產生嚴密性方面的差別。一般而言，其緊密性越好的材料，其炭化的速度也會有所減緩，因此，材料的緊密性越強越好。

1.3.7 水泥品種

種類不一樣的水泥，其礦物含量通常也會存在差異，添加劑等的種類與數量不同，也會造成水泥的堿性程度與性能發生改變，這些都與炭化有著最為直接的聯系?？傊?，炭化程度與熟料比例也有所聯系，兩者呈反比關系。加入外加劑的主要目的在于加強抗震性，降低炭化能力。但是其中的氯鹽成分當中的抗低溫材料會對鋼筋進行侵蝕，所以，對于使用量方面的控制要格外注意，對摻入比例進行嚴格的把控。

2、水工建筑混凝土炭化防范措施

2.1 設計方面

按照水工建筑物當中不同的環境要素與不同的結構形式，對于混凝土當中的保護層分別采用不同的厚度，禁止都使用2cm～3cm的厚度。

2.2 施工方面

水工建筑混凝土的質量與施工質量有著莫大的關系。首先要對建筑材料進行認真的選擇。選擇使用抗炭化能力較強的硅酸鹽水泥。而對于集料而言，應當選擇級配相對良好與質地相對硬實的石料與砂石，施工當中，除了要對砂石進行篩、洗之外，還應當尤其注重集料當中的有害物質;然后再在混凝土當中摻入適量的優質外加劑，比如減水劑等，進而對混凝土當中的某些性能進行完善，使其抗凍性、抗滲性、密實性及強度得以提升;再然后應當較為嚴格地對混凝土當中的水灰比進行相對嚴格的把控。要求塌落度低、水灰比小，將用水量控制符合施工及配料需要的最低限度之內，使混凝土當中的自由水獲得盡可能的減少;其次為養護與振搗。養護必須及時，混凝土一旦達到初凝時便需要立刻展開養護，同時堅持要根據不同品種水泥時間上的具體要求進行養護，對環境當中的濕度與溫度進行較好的把控，進而使為混凝土的養護提供較好的條件。而針對振搗而言，必須要嚴格并充分地依照相關標準展開，必須的時候可以進行表面處理;再其次為確保鋼筋混凝土的保護層厚度與設計要求相符，比如使用事先預備好的高標號砂漿墊塊;最后為處理施工裂縫。應當盡可能做到施工裂縫的不留或者少留。而對一定要留的，應當將接縫處的工藝處理做好。

2.3 使用方面

針對水工建筑物在使用方面，不能任意地對原設計的使用要求進行變化。若任意水工建筑物的使用要求將會由于外界的濕度、溫度、氣體等要素的改變而致使混凝土內部一些狀況發生改變，特別是混凝土結構當中極易遭到碰撞的位置，應該設置隔層與包角保護。

2.4 管理方面

管理水工建筑當中混凝土結構的主要方式為加強維護與定期檢驗。針對極易發生炭化的混凝土結構，應當指定專門人員展開定期的濕度與溫度測試及定期觀察，對炭化程度與裂縫深度進行檢查并記錄。一旦發現混凝土的表層出現剝落、開裂的狀況，便應當盡快地使用防護涂料對于混凝土的表層展開密封等措施，阻止該裂縫的持續擴大，必要的時候能夠進行混凝土的補強處理。