混凝土碳化的影响因素及其控制措施

何晓宇 杨 超

（黑龙江新宏图建筑工程质量检测有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

引言

由于混凝土建筑多数都是暴露在自然界，容易受到外界环境的侵蚀，使得游离在建筑物周围空气中的CO2通过混凝土表面的微孔进入到混凝土内部，与混凝土中的CA2+离子发生电化学反应，而腐蚀混凝土结构中的钢筋，这是混凝土发生碳化的直接原因所在。在过去的几十年了，国内外对于混凝土碳化的研究课题一直未间断过，取得了一些突破，然而由于建筑所处的环境、温度、湿度、物理化学条件都不一样，所以混凝土耐久性也未向人们所期待的那样，各国学者及科研机构对混凝土碳化机理和碳化过程进行了大量的实验研究和理论分析。给出了混凝土碳化速度以內 外界因素的关系，文章将一些常见的影响因素及防治措施做简要叙述。

一、混凝土碳化的主要影响因素

混凝土碳化的影响因素我们将围绕以下两大方面进行分心。内部因素（原材料、水灰比、水泥用量、等），外部因素环境因素等内部的组成成分）。

1、内部影响因素

从混凝土碳化发生的化学反应方程式中可以看出，混凝土矿料的组成、外加剂，材料的化学成分等对于混凝土碳化速度有重要的影响，集料的品种和级配和水灰比直接影响着混凝土内部的孔隙结构，材质致密坚实、级配较好的集料的混凝土孔隙小，碳化速度慢。

同样情况下，增大混凝土的水灰比，会使混凝土的气孔和毛细孔率的孔隙率增加，使得周围空气中的CO2很容易扩散到混凝土结构中，发生电化腐蚀，加快碳化速度，

混凝土中掺加的活性水硬性外加剂能与水泥水化过程中析出的CA(OH)2等碱性材料发生化学反应形成稳定的胶凝物质，可以减低混凝土碳化速度，如果用用其替代水泥的用量，则会使碳化速度加快，虽然增加水泥用量可以提高混凝土的密实性，增加混凝土中碱性材料的含量，然而混凝土的碳化速度还受水泥水化程度的影响。根据有关实验表明。混凝土的施工质量对混凝土碳化速度有很大的影响，如果施工振捣不密实，混凝土内部容易出现蜂窝、麻面、空洞多，增加了空气中的CO2在混凝土中扩散的面积和路径，都会加速了混凝土的碳化。

2、外部影响因素

影响混凝土碳化的外部因素主要有温度光照、空气的含水量和相对湿度、冻融和渗漏、介质气体的酸碱性等。

酸性介质、气体中含有酸性离子如（CO32-CL-H+等）与混凝土中的的钙离子、硅酸根离子、铝酸根离子发生中和反应和氧化反应。形成酸强更强的介质，腐蚀混凝土，破坏钢筋的保护膜，腐蚀钢筋，促使碳化加速。降低混凝土中钙离子，引起混凝突发生水化反应，降低混凝土的强度和碱性保护层，造成混凝土大面积疏松剥落或产生裂缝，加大二氧化碳的扩散速度，加速混凝土碳化。

混凝土周围介质的相对湿度也是影响碳化的一个外部因素。湿度过高或者过低都使得空气中的二氧化碳不容易扩散到混凝土中，碳化速度很慢，根据实际统计数据表明。当混凝土结构周围介质的相对湿度为 50～70%，混凝土碳化速度最快。因此，实际要注意控制混凝土结构周围的介质的相对湿度，以降低碳化速度。

二、混凝土的碳化防范与处理措施

1、混凝土的碳化预防措施：

防止混凝土碳化的主要方法就是采取一定的措施减小混凝土的发生碳化腐蚀的能力，从而降低碳化速度，具体可以参考采取如下的措施：

（1）选用抗碳化能力强的水泥品种。一般原则是同标号的选择早强型的的。

（2）在施工条件允许的情况下，尽可能采用较小的水灰比。混凝土抗碳化能力一般可得到保证。

（3）选用减水率高、稳定性好、低收缩、适应性优良，水泥、掺合料相容性好，温度适应性好的聚羧酸系高性能减水剂，可以有效提高混凝土抗碳化能力。

（4）在混凝土拌合物中掺入一定量的粉煤灰、硅粉，可以有效改善混凝土和易性，减小离析、降低水化热，增加混凝土的致密性和抗渗性。增加混凝土的强度，对于提高混凝土抗碳化能力提高很有好处。

（5）施工中可以采取相应的措施提高混凝土抗碳化措施，比如采用钢模板控制混凝土表面的光泽度减少裂缝，加强振捣，增加混凝土的密实性，浇筑完毕后，采取必要地保温和防水分蒸发措施，及时浇水养护。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环氧树脂砂浆、及含有多种丙烯酸酯，多种硅烷及多种助剂成分的涂料。阻止空气中的二氧化碳和酸性物质向混凝土内部扩散，提高混凝土抗碳化能力。

2、混凝土碳化处理措施

鉴于建筑混凝土结构已经发生碳化将对建筑产生很大危害，因此必须采取一定的措施予以补救或者消除。

（1）对于结构碳化深度较大，钢筋外露腐蚀明显情况，应将建筑拆除重新修建。

（2）对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度,碳化层比较坚硬的,可用优质涂料封闭。

（3）对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽较小但碳化层疏松剥落的,应凿除碳化

层粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土。

（4）对钢筋锈蚀严重的,应在修补前除锈,并根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋。防碳化后的结果，要达到阻止或尽可能减慢外界有害气体进入混凝土内侵蚀，使其内部和钢筋一直处在高碱性环境中。

结语

受內 外界因素以及一些施工养护手段的影响，混凝土碳化是难以避免的现象，要想减少混凝土碳化速度，一方面须从设计和施工方面加强研究，采用新型材料，替代传统的结构材料，优化结构设计方案，在施工中加强监测采集数据建立数据库，同时采取一定的措施对混凝土加强养护，减小环境对混凝土碳化速度的影响。另一方面，加强学术交流，掌握当前国际最前沿，加强新材料的研究开发，从客观条件上，减小混凝土碳化的速度，延长建筑物使用寿命。提高经济效益和社会影响。

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