水工建筑混凝土的炭化及防范措施浅探

唐海云

摘要：针对水工建筑而言，因为混凝土炭化问题是影响混凝土质量的重要影响要素之一，所以，在水工建筑施工当中应当严格注重混凝土的炭化问题。对此，本文主要对致使水工建筑混凝土炭化的原因进行了简要分析，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寿命得以延长。

关键词：水工建筑;混凝土;炭化;防范措施

引言

混凝土作为水工建筑的重要构成部分，由于混凝土炭化而造成内部钢筋发生锈蚀的现象广泛存在，进而导致混凝土构件遭到严重的损坏，而该种破坏所带来的危害是不可估量的。对于混凝土的炭化问题，水工建筑物的耐久性和其息息相关，倘若混凝土炭化问题十分严重的话，便会造成建筑物的混凝土构造产生开裂与剥落的状况，这样既会对损坏原有的保护层，又会使水工建筑物的构件遭到破坏，进而减短水工建筑物的使用寿命。所以，只有正确认识到造成混凝土发生炭化的具体原因，方可据此建立并采取相对应的措施防止水工建筑物混凝土发生炭化的现象，进而延长水工建筑物的有效寿命。

1、水工建筑混凝土炭化的原因

1.1 影响混凝土碳化的外界因素

1.1.1 渗漏与冻融

水工建筑混凝土构件在水含量交替变化或进水状态时，通常会带来温差现象，由于扩张与紧缩的反复展开，使得混凝土的紧密性发生下降，产生裂纹，同时加剧混凝土的炭化问题。Ca（OH）₂会伴随着水的流出而排出，同时，如果建筑的表层生成CaCO₃，这便会对混凝土水化后的物质进行分离，进而严重降低混凝土的强度发，进一步对钢筋造成损伤。

1.2.2 相对湿度与含水量

附近介质的相对湿度将会对混凝土炭化速度与含水率系数的大小产生最为直接的影响。湿度过高（比如100%），便会使得混凝土的孔隙当中积满水，二氧化碳不易扩散至水泥石当中，湿度过低（比如25%），则会造成个孔隙当中没有充足的水让二氧化碳生成碳酸，相对不易进行炭化作用;而当附近介质的相对湿度处于50%到70%之间，混凝土炭化的速度通常最快。所以，混凝土附近介质的相对湿度与含水量决定了混凝土的炭化速度。

1.2.3 光照与温度

温度骤降会直接造成结构发生收缩的现象，该力的扩展倘若超出了混凝土本身的耐受力便会使结构遭到损坏，产生空隙，这种结构空隙便会为CO₂与H₂O的进入提供契机，进而加快炭化反应的速度。而对于处在阳光下的而言，其温度通常要比阴凉处的混凝土要高，CO₂的渗入力十分高，这为其与Ca（OH）₂相互反应提供了良好的环境，通过光与热的作用，炭化能力发生增强，加剧了反应的发生。

1.2.4 酸性介质

CO₂等气体自身本就属于酸性气体。倘若进入混凝土的内部当中会生成液态酸，同时和内部的铝酸盐、硅酸盐Ca（OH）₂等产生化学反应。这势必会造成当中的成分发生改变，总体的碱性发生降低，直接产生炭化反应。据有关研究表明，混凝土的炭化速度通常与CO₂的浓度有关，两者呈正比关系。

1.3 影响混凝土碳化的内在因素

1.3.1 养护质量

当混凝土保养质量相对较高时，不管是其的抗压能力、抗侵蚀能力，还是其紧致性、强度都相对较高，同时有利于阻挡外部腐蚀性元素的进入，预防混凝土的炭化。

1.3.2 施工质量

对于施工质量而言，振捣不到位也会其产生不良的影响。使混凝土的强度发生降低，同时演化成麻面蜂窝问题。如此一来，不论是感官方面的质量，还是强度方面都有所下降，此外，还为其与外界的接触提供了较大的机会，进而使得混凝土的炭化速度发生提高。

1.3.3 水灰比

在水泥总量不发生改变的状况下，提高水灰比，通常会使得砼的空隙数量与尺寸发生加大，进而造成其密度发生下降，抗渗性发生降低。此时加大了其与外界接触几率，进而产生反应的几率也得以加大，加快炭化反应的速度。

1.3.4 水泥用量

加大水泥的用量，会使砼的和易性发生改变，有助于密实程度的提高。此外，还有利于碱性能力的增强，对抗炭化能力增强有较强的作用。所以炭化速度还与水泥量有关，两者呈反比关系。

1.3.5 磨细矿物掺料的数量与品种

掺有活性水的混合性材料，某些是不能够单独产生硬化的，然而，和石灰、水泥再产生化学反应之后，所产生的物质便相对稳定，这样能够推动减少碱度状态。保持其他条件相同的情况下，所加入的混合料与水泥的比例越大，炭化速度便会越快，炭化程度也会更高。

1.3.6 集料级配与品种

材料的级配与规格不同极有可能会产生结构空隙大小方面的差别，直接产生严密性方面的差别。一般而言，其紧密性越好的材料，其炭化的速度也会有所减缓，因此，材料的紧密性越强越好。

1.3.7 水泥品种

种类不一样的水泥，其矿物含量通常也会存在差异，添加剂等的种类与数量不同，也会造成水泥的碱性程度与性能发生改变，这些都与炭化有着最为直接的联系。总之，炭化程度与熟料比例也有所联系，两者呈反比关系。加入外加剂的主要目的在于加强抗震性，降低炭化能力。但是其中的氯盐成分当中的抗低温材料会对钢筋进行侵蚀，所以，对于使用量方面的控制要格外注意，对掺入比例进行严格的把控。

2、水工建筑混凝土炭化防范措施

2.1 设计方面

按照水工建筑物当中不同的环境要素与不同的结构形式，对于混凝土当中的保护层分别采用不同的厚度，禁止都使用2cm～3cm的厚度。

2.2 施工方面

水工建筑混凝土的质量与施工质量有着莫大的关系。首先要对建筑材料进行认真的选择。选择使用抗炭化能力较强的硅酸盐水泥。而对于集料而言，应当选择级配相对良好与质地相对硬实的石料与砂石，施工当中，除了要对砂石进行筛、洗之外，还应当尤其注重集料当中的有害物质;然后再在混凝土当中掺入适量的优质外加剂，比如减水剂等，进而对混凝土当中的某些性能进行完善，使其抗冻性、抗渗性、密实性及强度得以提升;再然后应当较为严格地对混凝土当中的水灰比进行相对严格的把控。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内，使混凝土当中的自由水获得尽可能的减少;其次为养护与振捣。养护必须及时，混凝土一旦达到初凝时便需要立刻展开养护，同时坚持要根据不同品种水泥时间上的具体要求进行养护，对环境当中的湿度与温度进行较好的把控，进而使为混凝土的养护提供较好的条件。而针对振捣而言，必须要严格并充分地依照相关标准展开，必须的时候可以进行表面处理;再其次为确保钢筋混凝土的保护层厚度与设计要求相符，比如使用事先预备好的高标号砂浆垫块;最后为处理施工裂缝。应当尽可能做到施工裂缝的不留或者少留。而对一定要留的，应当将接缝处的工艺处理做好。

2.3 使用方面

针对水工建筑物在使用方面，不能任意地对原设计的使用要求进行变化。若任意水工建筑物的使用要求将会由于外界的湿度、温度、气体等要素的改变而致使混凝土内部一些状况发生改变，特别是混凝土结构当中极易遭到碰撞的位置，应该设置隔层与包角保护。

2.4 管理方面

管理水工建筑当中混凝土结构的主要方式为加强维护与定期检验。针对极易发生炭化的混凝土结构，应当指定专门人员展开定期的湿度与温度测试及定期观察，对炭化程度与裂缝深度进行检查并记录。一旦发现混凝土的表层出现剥落、开裂的状况，便应当尽快地使用防护涂料对于混凝土的表层展开密封等措施，阻止该裂缝的持续扩大，必要的时候能够进行混凝土的补强处理。