淺析混凝土碳化影響因素及控制方法

城市的建設(shè)逐步加大加快，預(yù)拌商品混凝土技術(shù)也發(fā)展迅速，商品混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，混凝土質(zhì)量也得到有效的提高和發(fā)展;強度和耐久性是混凝土的基本性能要求，在以往建設(shè)施工過程中，大家都片面的追求混凝土強度，從而忽視了耐久性的要求，混凝土碳化是混凝土耐久性的一個重要指標?；炷恋奶蓟腔炷了艿降囊环N化學(xué)侵蝕，空氣中二氧化碳擴散到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與其堿性物質(zhì)起反應(yīng)后生成水和碳酸鹽，使混凝土堿度減少的過程稱為混凝土的碳化。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的氫氧化鈣，使混凝土的孔隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液，其堿性介質(zhì)起到保護鋼筋的作用，使鋼筋表面產(chǎn)生不易溶解的Fe2O3、Fe3O4，但是碳化會降低混凝土的堿性，當碳化逐漸超過鋼筋混凝土的保護層時，在水與空氣存在的雙重條件下，就會失去混凝土對鋼筋的保護作用，鋼筋開始銹蝕。顯而易見，碳化作用一般不直接破壞硬化混凝土，對于素混凝土，碳化還有提高混凝土強度的效果。但是對于鋼筋混凝土來說，碳化會加快鋼筋的銹蝕，鋼筋因銹蝕會產(chǎn)生體積膨脹從而促使混凝土構(gòu)件沿鋼筋面出現(xiàn)裂縫及混凝土覆蓋層脫落等現(xiàn)象。因此，對于鋼筋混凝土，研究混凝土碳化的影響因素及控制方法就顯的尤為重要。1混凝土碳化的影響因素1.1混凝土內(nèi)部因素(1)水泥水泥品種不一樣，對碳化速度影響也不一樣，用硅酸鹽水泥生產(chǎn)的混凝土比用礦渣、火山灰、粉煤灰水泥生產(chǎn)的混凝土抗碳化能力強;強度等級高的水泥生產(chǎn)的混凝土抗碳化能力強;水泥堿含量的多少，也會影響碳化速度的進程，水泥堿含量越大，孔溶液pH值就會增加，碳化的速度也加快。(2)集料集料粒徑越大，級配不良，越容易造成離析、泌水，從而影響混凝土的穩(wěn)定性，增加了混凝土的內(nèi)部空隙，降低密實型，是混凝土更容易碳化;集料中的針狀、片狀顆粒、砂中的貝殼及輕物質(zhì)、泥塊等有害物質(zhì)，容易給混凝土結(jié)構(gòu)造成裂隙以及耐久性降低，加速碳化。(3)礦物摻合料現(xiàn)在的混凝土中多數(shù)都使用粉煤灰，這樣可以有效的降低成本，改善混凝土的工作性能提高耐久性。但是粉煤灰在混凝土的抗碳化能力中表現(xiàn)為早期弱后期強的特點，早期強度低導(dǎo)致抗碳化能力遠遠低于同等條件下的普通混凝土，但是隨著后期強度的提高，粉煤灰中的火山灰效應(yīng)及微集料填充效果得到發(fā)揮，使得有害孔減少，提高抗碳化能力。(4)水灰比水灰比對混凝土的內(nèi)部孔隙影響很大，在水泥用量不變的條件下，增加用水量，隨之水灰比變大，混凝土的孔隙率也隨之增大，卻降低了混凝土密實度，從而加快了混凝土的碳化。而水灰比低的混凝土由于混凝土內(nèi)部組織密實，透氣性小，因而碳化速度較緩慢。另一方面水灰比低的混凝土，水泥水化后殘留水分少，混凝土密實性高，孔隙小，大孔少，CO2向混凝土內(nèi)部滲透的阻力增強，這也造成碳化反應(yīng)需要時間變長，碳化深度就會較小。因此適當控制水灰比可以提高混凝土的抗碳化能力。(5)混凝土抗壓強度混凝土強度高，其抗碳化能力也強，所以高標號混凝土的抗碳化能力大于低標號混凝土。不過混凝土強度在一定程度上也是水灰比、原材料、施工、養(yǎng)護方法等整體體現(xiàn)。1.2外部因素(1)環(huán)境條件一般情況下，溫度、光照、構(gòu)件所處的環(huán)境濕度都對碳化有一定的影響。溫度及光照高的情況下，空氣中的二氧化碳擴散能力變強，就使得碳化速度加快;就相對濕度來講，混凝土構(gòu)件處于干燥環(huán)境碳化速度緩慢;但是混凝土處在潮濕或者水中的環(huán)境條件下，由于混凝土透氣性小，也很難碳化;只有在相對濕度處在45%～95%范圍中，隨著相對濕度的增加混凝土的碳化速度有所降低。(2)施工方面混凝土在生產(chǎn)過程中攪拌時間不足、攪拌不均勻，在澆筑過程中振搗不足或者過振、漏振、施工隨意加水、模板密封性不好等都會降低混凝土密實性，而且會出現(xiàn)裂縫、孔洞、蜂窩、砂線等降低其抗碳化能力;混凝土的養(yǎng)護不到位，導(dǎo)致水泥的水化反應(yīng)不徹底，也會加速混凝土碳化。2混凝土碳化的控制措施從混凝土原材料的選擇到配合比的設(shè)計，再到混凝土的生產(chǎn)、澆筑、養(yǎng)護等多方面因素去控制。原材料方面，應(yīng)該選擇合適的水泥品種和強度等級，嚴格控制水泥用量，細集料采用級配良好、質(zhì)地堅硬、顆粒潔凈的河砂，粗集料采用質(zhì)地堅硬、潔凈、級配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石;適量摻入優(yōu)質(zhì)的礦物摻合料降低水化反應(yīng)防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，添加適當?shù)耐饧觿?，可以有效的降低混凝土用水量，從而降低水灰比，改善混凝土的密實性與和易性，提高混凝土的抗?jié)B透能力，從而降低碳化速度。生產(chǎn)施工方面，混凝土要嚴格按配合比生產(chǎn)，控制用水量，攪拌均勻、計量準確，在澆筑過程中，要振搗均勻、不漏振、不過振，澆筑完成后對表面及時覆蓋并進行養(yǎng)護，嚴格控制拆模時間。嚴格控制裂縫，適當增加鋼筋混凝土保護層厚度，混凝土表面涂刷防滲層，使用環(huán)氧樹脂鋼筋，在混凝土中摻加阻銹劑等均能很好的減少碳化或減少碳化產(chǎn)生的不利影響。3結(jié)語混凝土的碳化雖然能對混凝土的耐久性產(chǎn)生嚴重的不利后果，但還是要客觀的評價碳化帶來的不利