混凝土碳化的影响因素及其控制措施

2020-01-11张晓丽

黑龙江交通科技 2020年10期

张晓丽

(贵州省交通科学研究院股份有限公司，贵州贵阳 550000)

1 混凝土的碳化机理

水泥、沙子、石子是混凝土构成的重要成分，水泥和水发生水化反应，产生具有一定强度的物质就是水泥石，并与小颗粒的石子和沙子相结合，形成一个比较坚硬的物体。混凝土的碳化就是水泥石中的物质与二氧化碳发生反应，产生其他的物质，发生碳化以后和内部的组织结构会有变化产生。混凝土是一个多孔的物体，所以在其内部有较多的细孔、气泡等，有的混凝土中还会出现缺陷。二氧化碳就会逐渐渗透在混凝土的孔中，使混凝土的孔充满二氧化碳，然后再与细孔发生溶解，在水化的过程中会产生氢氧化钙、硅酸二钙等发生反应，就会产生碳酸钙。由此可以看出，混凝土发生碳化是一个连续又复杂的过程，在液气相，以及固相的过程中发生的。

2 混凝土碳化的影响因素

2.1 外部因素

光照和温度。当混凝土的温度急剧下降的时候，混凝土的表面就会产生非常强烈的拉力，如果这种拉力的强度超出了正常的数值，那么混凝土的表面就会出现裂开的现象，最终就会使混凝土出现脱落的现象，能够使二氧化碳和水很好的渗入其中，混凝土发生碳化的速度加快。

相对湿度。当CO2与水溶解后就会形成H2CO3，就可以与Ca(OH)2发生反应，因此在环境比较干燥的条件下，混凝土是难以发生碳化的，由于混凝土的碳化过程就是一个释放水分的过程，所以在一定环境下湿度过大，那么就会使生成的水分难以释放，最终也会阻碍混凝土碳化的进程。根据相关的实验指出，要想混凝土碳化的速度加快，那么湿度应该控制在56%到75%之间。

酸性介质。当酸性的物质渗入到混凝土的细孔中，那么就会在液相中产生酸，同时还会与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐等发生化学反应，就会使水泥石发生变质，降低混凝土的碱度，这就是造成混凝土发生碳化的直接原因。有相关的人员进行实验研究，二氧化碳的浓度与混凝土钙化速度的平方根成正比，就是说二氧化碳的浓度越高，那么混凝土钙化的速度就会越快。混凝土中的钢筋出现锈蚀的主要原因是由氯离子导致的。氯离子在混凝土中会产生盐酸，然后再与氢氧化钙发生反应生成氯化钙，氯化钙的吸湿性比较强，所以浓度和湿度比较高的条件下，就会使钢筋的钝化膜受到损坏，进而造成钢筋出现锈蚀的现象。

冻融和渗透。当混凝土浸水饱或水位变化的位置时，温度会产生交替的变化，就会导致混凝土内部的细孔产生冻结膨胀，或者是松弛的现象，就会致使混凝土出现裂缝和脱落的现象，进而导致混凝土碳化。渗漏的水会导致混凝土中氢氧化钙小时，在混凝土的表面形成结晶，导致水化产物出现分解，最终的结果就是会使混凝土的强度降低，为钢筋的锈蚀创作条件。

2.2 内部条件

水泥用量。水泥的用量与混凝土的密实性和易性有着重要的联系，水泥量的增多可以提高混凝土的碱性储备，碳化的速度也会随之减少。

水泥的品种。水泥品种的不同里面的构成物质也存在差异，所以对混凝土的碱度和有一定的影响，同时与碳化速度也有联系。

水灰比。混凝土中水灰含量越少，那么强度就会越大，密实度也会提高。在水泥用量的一定条件下，水灰比加大，那么混凝土中细孔也会增加，降低密实度，碳化的速度也会提高。

施工质量对碳化的影响。施工质量主要体现在振捣不密实、养护不合理，就会降低混凝土的密度，水分和二氧化碳就会深入其中。与此同时，混凝土的养护作用也有影响，如果早期不进行养护，就会增加渗透性，碳化速度加快。

3 防止混凝土碳化的有效措施

3.1 混凝土碳化的处理方式

有些混凝土碳化的程度比较严重，而且内部钢筋锈蚀也比较严重，所以应该进行拆除并重建；若碳化的程度不够严重，且碳化层比较坚硬，就可以采用优质的涂料进行封闭，如果碳化的深度已经超出钢筋保护层的厚度，那么应该对其凿除，利用高强度的砂浆进行粉刷；如果内部钢筋锈蚀比较厉害，在修理之前应该做好除锈工作，根据实际情况补充钢筋，避免碳化后产生严重的后果。但是要想最大程度组织有害气体的侵入，那么就应该保证其处于高碱性的条件下。

3.2 防止碳化的具体措施

设计人员在设计的时候，应该合理配置混凝土的比例，施工使用的模板应该以竹林、胶合板、塑料等材质为主，如果选用的模板是木板，那么就应该控制好表面的光滑程度和板缝的宽度。在固定模板的时候要保证牢固，拆掉模板的时候必须保证强度符合标准才可以进行；在施工的过程中，混凝土的搅拌应该采用机械振捣，这样就可以保证混凝土的密实性；完成混凝土的浇筑以后，就可以将草料覆盖上面，根据混凝土的实际情况采用浇水的方式进行养护。如果施工人员发现混凝土的表面已经有裂缝的现象，那么应该采用防护的涂料进行粉刷，防止裂缝更大，同时还要进行混凝土补强工作。