混凝土碳化影響因素

水工建筑混凝土碳化影響因素很多，有內(nèi)在因素，也有外部因素。

1影響混凝土碳化的內(nèi)在因素

1.1水泥品種
不同的水泥，其礦物組成、混合材料量、添加劑、生料化學(xué)成分不同，直接影響水泥的活性和混凝土堿度，對碳化速度有重要影響。一般來說，水泥中的熟料越多，混凝土的碳化速度就越慢。添加劑(減水劑、吸氣劑)一般可以提高滲透性，減弱碳化速度，但含氯鹽的防凍劑會嚴(yán)重加速鋼筋銹蝕，應(yīng)嚴(yán)格控制其使用量。
1.2材料品種和級配
材料品種和級配不同，其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)差異較大，直接影響混凝土的密實(shí)性。材質(zhì)致密牢固，等級好的集料混凝土，碳化速度慢。
1.3磨細(xì)礦物混合材料的品種和數(shù)量
像活性水硬材料的混合材料一樣，不能自己硬化，但與水泥水化析出的氫氧化鈣和加入的石灰相互作用，形成強(qiáng)穩(wěn)定的粘合材料，降低凝土堿度。在灰比不變的采用等量替代的條件下，混合量取代水泥量越多，混凝土的碳化速度就越快。
1.4水泥用量
增加水泥用量，改變混凝土的易性，提高混凝土的密實(shí)性，增加混凝土的堿性儲備，提高碳化性能，碳化速度隨水泥用量的增加而減少。
1.5灰比
在水泥用量一定的條件下，增大灰比，增加混凝土的孔隙率，降低密度，增加滲透性，增加空氣中的水分和有害化學(xué)物質(zhì)多的滲透混凝土體內(nèi)，加快混凝土碳化。
1.6施工質(zhì)量
施工質(zhì)量差，混凝土強(qiáng)度低，蜂、麻面、空洞多，為大氣二氧化碳和水分滲透創(chuàng)造條件，加速混凝土碳化。
1.7養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

成型后，必須在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)好的混凝土，膠凝好，強(qiáng)度高，內(nèi)外光和抗侵蝕能力強(qiáng)，能阻止大氣中的水分和二氧化碳侵入，延緩碳化速度。

2影響混凝土碳化的外部因素

2.1酸性介質(zhì)
酸性氣體(如CO2)滲透到混凝土孔隙溶解在混凝土液中形成酸，與水泥石中的氫氧化鈣、硅酸鹽、鋁酸鹽等化合物發(fā)生中和反應(yīng)，水泥石逐漸變質(zhì)，混凝土堿度下降，是混凝土碳化的直接原因。試驗(yàn)研究證明，混凝土的碳化速度與二氧化碳濃度的平方根成正比，即混凝土的碳化速度系數(shù)隨著二氧化碳濃度的增加而加快。
混凝土鋼筋生銹的另一個重要原因是氯離子(CL-)的作用。氯離子在混凝土液相中形成鹽酸，與氫氧化鈣作用生成氯化鈣，氯化鈣具有高吸濕性，在其濃度及濕度較高時，能劇烈地破壞鋼筋的鈍化膜，使鋼筋發(fā)生潰燦性銹蝕。
2.2溫度和光
混凝土溫度急劇下降，其表面收縮產(chǎn)生拉伸力，超過混凝土拉伸強(qiáng)度時，混凝土表面破裂，形成裂縫或逐漸脫落，為二氧化碳和水分滲透創(chuàng)造條件，加快混凝土化。
陽面混凝土溫度高于背陽面混凝土溫度，二氧化碳在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)大，為氫氧化鈣的反應(yīng)提供有利條件，陽光直射，加快了化學(xué)反應(yīng)和碳化速度。
2.3含水量和相對濕度
周圍介質(zhì)的相對濕度直接影響混凝土含水率和碳化速度系數(shù)的大小。過高的濕度(例如100%)使混凝土孔充滿水，二氧化碳難以擴(kuò)散到水泥石中，過低的濕度(例如25%)，孔中沒有足夠的水使二氧化碳生成碳酸，碳化作用難以進(jìn)行的周圍介質(zhì)的相對濕度為50~70%，混凝土的碳化速度最快。因此，混凝土碳化速度還取決于混凝土的含水量及周圍介質(zhì)的相對濕度。實(shí)際工程中混凝土結(jié)構(gòu)下部的碳化程度較上部輕，主要是濕度影響的結(jié)果。
2.4凍融和滲漏
在混凝土浸水飽和或水位變化部位，由于溫度交替變化，使混凝土內(nèi)部孔隙水交替地凍結(jié)膨脹和融解松弛，造成混凝土大面積疏松剝落或產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致混凝土碳化。漏水會導(dǎo)致混凝土中的氫氧化鈣流失，在混凝土表面結(jié)晶碳酸鈣，從而導(dǎo)致混凝土水化產(chǎn)物的分解，其后果是嚴(yán)重降低混凝土的強(qiáng)度和堿度，加重鋼筋的銹蝕條件。

混凝土碳化的簡易測試

采用化學(xué)測試法。也就是說，先切斷混凝土保護(hù)層，然后滴入或涂上酚類鄰苯乙烯，看混凝土是否變色(碳化)，發(fā)現(xiàn)碳化時，可以迅速測試碳化深度。

1酚類鄰苯劑的配合
根據(jù)實(shí)踐試驗(yàn)結(jié)果，用99%的酒精加入1%的酚類鄰苯，配合的酚類鄰苯劑為淺色的96%的酒精加入4%的酚類鄰苯，配合的酚類鄰苯劑為深色。兩者都可以用來測試混凝土的碳化狀況。

2混凝土碳化判定及其深度檢測
首先將需要檢測的混凝土表面挖掘到所需的檢測深度，清潔表面，涂抹或滴入調(diào)制的酚類鄰苯劑。苯酚鄰苯劑涂抹或滴入混凝土中1~2分鐘后，會有反應(yīng)�；炷�土變紅時，混凝土未碳化的混凝土不變色時，混凝土已經(jīng)碳化。酚類鄰苯劑含有大量酒精，易揮發(fā)，測試和觀察時速度快，應(yīng)盡快測量混凝土內(nèi)碳化和非碳化的界面尺寸，獲得正確的碳化深度。

3混凝土碳化檢測值的取得
由于水工建筑中混凝土結(jié)構(gòu)物的部位不同，其碳化程度也不盡相同，所以在進(jìn)行混凝土碳化測試時，一定要多測幾次，以其平均值為混凝土碳化檢測值。

4測試混凝土碳化鑿面處理
，混凝土碳化測試工作完成后，檢測混凝土碳化鑿面應(yīng)用環(huán)氧樹脂砂漿或環(huán)氧混凝土填充封閉處理。

混凝土碳化防治措施

混凝土碳化有混凝土癌癥之說，關(guān)鍵是要做好防治措施。

1設(shè)計(jì)方面
根據(jù)水工建筑物的結(jié)構(gòu)形式和環(huán)境因素，混凝土保護(hù)層的厚度不同，應(yīng)盡量避免采用2~3cm.

2施工方面
混凝土質(zhì)量好壞，施工至關(guān)重要。一是要認(rèn)真選擇建筑材料。水泥選用抗碳化能力強(qiáng)的硅酸鹽水泥；集料選用質(zhì)地硬實(shí)和級配良好的砂和石料；施工中除砂要篩，石要洗外，還要特別注意剔除集料中的有害物質(zhì)。二是在混凝土中混入優(yōu)質(zhì)適當(dāng)?shù)奶砑觿�，如減水劑、阻水劑等，改善混凝土的性能，提高其強(qiáng)度和密實(shí)性、耐滲性、耐凍性。三是嚴(yán)格控制混凝土的灰比，要求小的灰比，低的塌陷度，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。四是振搗和養(yǎng)護(hù)，振搗一定要充分并嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，必要時可作表面處理；養(yǎng)護(hù)一定要及時，一旦混凝土達(dá)到初凝時，就應(yīng)立即進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并堅(jiān)持按不同水泥品種所要求的時間養(yǎng)護(hù)，控制好環(huán)境的溫度和濕度，以使混凝土在適宜的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。五是鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度，施工時必須用預(yù)制的高標(biāo)準(zhǔn)砂漿墊，使鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度滿足設(shè)計(jì)要求。六是施工縫應(yīng)少留或不留，應(yīng)留，應(yīng)做好接縫處工藝處理。

3在使用方面
不要隨意改變水工建筑的使用條件。由于水工建筑使用條件的變化，直接關(guān)系到外部氣體、溫度、濕度等因素的變化，混凝土內(nèi)部的狀況的變化，特別是混凝土部件容易碰撞的部分，必須設(shè)置角度和中間層保護(hù)。

4.及時管理
水工建筑混凝土部件的管理，主要定期檢查，加強(qiáng)維護(hù)。對于輕易產(chǎn)生碳化的混凝土構(gòu)件,則應(yīng)派專人定期觀察及測試溫度，濕度,檢查裂縫情況和碳化深度,并作好具體記錄。若發(fā)現(xiàn)混凝土表面有開裂，剝落現(xiàn)象時,則應(yīng)及時利用防護(hù)涂料對混凝土表面進(jìn)行封閉或采取使混凝土表面與大氣隔離措施,絕對不答應(yīng)其裂縫繼續(xù)擴(kuò)大,必要時可作混凝土補(bǔ)強(qiáng)處理。

　總之，影響水工建筑物中混凝土碳化的因素很多,問題比較復(fù)雜,預(yù)防對策還有待于進(jìn)一步分析研究�；炷�土的碳化雖然能對混凝土的耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響,但只要科學(xué)施工,嚴(yán)格管理,采取各種措施,預(yù)防混凝土的碳化或減慢碳化速度是完全有可能做到的。