混凝土防碳化技术成果综述

2017-04-09麦吾兰阿力木江毕晶峰

四川水泥 2017年5期

关键词：碳化涂料骨料

刘方赵晔麦吾兰˙阿力木江毕晶峰李旭

(新疆轻工职业技术学院建筑与材料技术分院乌鲁木齐米东区 831400)

混凝土防碳化技术成果综述

刘方赵晔麦吾兰˙阿力木江毕晶峰李旭

(新疆轻工职业技术学院建筑与材料技术分院乌鲁木齐米东区 831400)

随着我国建筑行业的发展，混凝土材料的应用得到了广泛推广，尤其是与钢筋材料结合使用更是受到建造师们的青睐。但是，随着混凝土材料应用范围的增加，一些质量问题也逐渐显露出来，例如混凝土碳化问题。文章从混凝土碳化机理开始分析，根据混凝土自身性质展开研究，提供了一些较为实用的混凝土防碳化技术，以供读者参考。

混凝土碳化；碳化机理；防碳化技术

引言

混凝土与空气、土壤或者地下水中的酸性物质发生反应，使混凝土中的碱性物质被中和的过程称为混凝土的中性化。由于混凝土与空气的接触是不可避免的，因此，混凝土在空气中产生碳化质量问题最为常见，其具体原因是空气中的CO2与混凝土中的碱性物质发生一系列复杂的化学反应。但是，在某些特殊的情况下，混凝土碳化反应会增加其密度，提高其抗腐蚀性，不过，由于碳化反应降低了混凝土的碱性，导致包裹在钢筋表面的钝化膜被破坏，从而致使钢筋强度的破坏，影响建筑物的质量。根据以上内容可以看出，混凝土的碳化对建筑物的质量的影响始终存在的。所以，在使用钢筋混凝土材料时，要严格做好混凝土防碳化施工，以确保后期工程质量。

一、混凝土碳化破坏的机理分析

混凝土是由为水、水泥、砂石等主要成分形成的混合物。混凝土的实质就是由水与水泥发生水化反应而使各成分粘连起来，形成一种硬度大、强度高的固体。混凝土碳化主要是指CO2与混凝土中的碱性物质发生反应，生成碳酸盐及其他物质的过程。混凝土是一种多孔固体，在碳化过程中，CO2会侵入到混凝土内部，使其内外结构均受到破坏，最终彻底瓦解混凝土。

二、混凝土防碳化分析

1．从混凝土碳化的机理出发从多个方面下手防止混凝土的碳化，首先从设计方面入手，在进行混凝土保护层的设计过程中，要根据具体情况确定保护层的厚度，要同时考虑到混凝土的尺寸、周围环境以及结构在建筑物中的作用，尽量避免统一采取2到3厘米的保护层。

2．再就是施工方面，不同等级的混凝土的碳化程度也不同，在进行施工选材时，要尽量选用抗碳化能力强的水泥，例如硅酸盐水泥，还有质地硬实和级配良好的砂和石料。在制作混凝土时，可在其中添加适量的减水剂或者阻水剂，来达到改善混凝土抗碳化的性能。同时还要严格控制混凝土材料的水灰比，要尽量减小水灰比，降低坍落度，要把水的用量控制在满足配料和施工需要的最低范围内，尽量减少混凝土的自由水。除此之外，还要控制好混凝土的振捣与养护的过程，振捣的方式、频率以及力度都要按照国家规范保准进，如果振捣不当则有可能导致混凝土内部存在较大安全隐患。混凝土的养护工作务必要处理及时，一般规定在初凝时即可进行养护处理，在特定的温度与湿度的环境下，养护相应的时间。最后要注意的是施工缝的问题，施工缝可以少留甚至不留，如果施工当中必须要留下施工缝，一定要记得在完工之后做好接缝处理工作。

3．还有使用和管理方面，在建筑物投入使用的过程中，尤其是水工建筑物，要做到尽量不要改变建筑物的使用条件，因为外界环境中温度、湿度等因素的改变都会引起建筑物内部结构发生改变；对于那些容易发生碰撞的部位，要进行必要的保护措施，例如设置包角和隔层保护。在建筑物的管理方面，主要任务就是对建筑物进行定期的检查与维护。对于那些容易发生碳化的部位要着重检查，并且对该部位的变化作好详细的记录。如果在检测的过程中发现有因为碳化而出现开裂、脱落的情况要及时处理，具体方法如下，利用相关的防护材料对开裂或者脱落的混凝土表面进行涂抹，以达到隔离空气的目的，避免破坏程度持续增大，因为混凝土材料表面一旦破坏，其碳化速度会持续增加，如果破坏程度很大，可对其进行补强处理。

三、控制混凝土碳化的措施分析

1．选择合适的骨料

选择合适级配的骨料能够有效的增加混凝土的抗碳化能力，一般选用粗细适中、级配良好的抗酸性骨料。因为这类骨料能够充分的与水泥充分反应，延缓混凝土的碳化过程。在选用骨料时，要注意去除针状和片状的骨料以及灰尘等，若混凝土中有这些物质，则会导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种原料之间的比率。通过大量试验可以看出，合理的配合比是加强混凝土抗碳化的能力的措施之一，此外，还能提升混凝土的强度与耐久性。拌合水的用量不能过多，否则会在后期水分蒸发的过程中对混凝土内部结构造成破坏，形成裂缝通道，使空气中的二氧化碳更顺畅的进入到混凝土中，这加快了混凝土内部结构的碳化速度，大大缩短结构的耐久性，但是，也不能因此就尽量少加水，因为如果拌合水过少的话就无法使水与水泥充分反应而生成足量凝胶体，致使混凝土强度降低。

3．适量的外加剂及添加剂

在进行混凝土制作的过程中，加入一定量的减水防裂剂即可在不改变水泥用量的情形下减少用水量。如果用量合适，不但能够减少四分之一左右的理论用水量，还能在一定程度上改善混凝土的和易性及强度，降低因孔隙比，提高混凝土的抗裂性能，从而使混凝土的抗碳化能力得以大幅提升。

4．加强养护

在混凝土的初凝的时候就要进行养护工作，而早期养护工作的主要任务就是保证混凝土一直处于适宜的温度与湿度的环境下，因为温度及湿度的变化会导致混凝土冷缩或干缩。一般情况下，新浇筑的混凝土会含有一定配比的水分，用于满足水泥的水化反应，不过水分蒸发的时刻进行导致混凝土水分缺失，从而劣化水化反应，影响混凝土质量。所以，在浇筑混凝土之后要及时进行养护，并给以适当养护温度及湿度，混凝土的水化反应进行的更彻底，减少孔隙率，提高混凝土的抗碳化能力。

四、实用防碳化处理方案简述

1．施涂环氧厚浆涂料

环氧厚浆涂料的主要成分如下：环氧基料、增韧剂、防锈剂、防渗填料及固化剂等。环氧厚浆涂料能够有效的封闭混凝土表层。但是，在施涂过程中，要注意涂料与混凝土之间的粘接力是否满足工程的需求，要考虑混凝土与涂料的膨胀系数与收缩系数是否近似，以有效的避免涂料后期脱落。在布涂时，一般涂料涂刷4遍左右即可，施涂厚度在250微米左右较为合适。

2．对混凝土内部变形缝进行处理

混凝土内部变形缝碳化处理比表面碳化处理难度要大的多，当处理部位在水位以上时，可以用SR嵌缝膏在其缝隙处进行涂抹，从而达到密封效果；当处理部位在水面以下时，就要采用SBS改性沥青灌注封闭，这种方法具有可以同时闭气止水的优点。