水工混凝土碳化原因和处理.docx

7水工混凝土碳化原因和处理混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱性的氢氧化钙在大气中受到二氧化碳和水分的作用逐渐变成呈中性的碳酸钙的过程混凝土碳化对混凝土结构破坏影响很大。混凝土碳化影响因素水工建筑物混凝土碳化的影响因素较多有内在因素也有外界因素。1影响混凝土碳化的内在因素1.1水泥品种不同的水泥其矿物组成、混合材量、外加剂、生料化学成分不同直接影响着水泥的活性和混凝土的碱度对碳化速度有重要影响。一般而言水泥中熟料越多则混凝土的碳化速度越慢。外加剂（减水剂、引气剂）一般均能提高抗渗性减弱碳化速度但含氯盐的防冻、早强剂则会严重加速钢筋锈蚀应严格控制其用量。1.2集料品种和级配集料品种和级配不同其内部孔隙结构差别很大直接影响着混凝土的密实性。材质致密坚实级配较好的集料的混凝土其碳化的速度较慢。1.3磨细矿物掺料的品种和数量如具有活性水硬性材料的掺料其不能自行硬化但能与水泥水化析出的氢氧化钙或者与加入的石灰相互作用而形成较强较稳定的胶结物质使混凝土碱度降低。在水灰比不变采用等量取代的条件下掺料量取代水泥量越多混凝土的碳化速度就越快。1.4水泥用量增加水泥用量一方面可以改变混凝土的和易性提高混凝土的密实性；另一方面还可以增加混凝土的碱性储备使其抗碳化性能增强碳化速度随水泥用量的增大而减少。1.5水灰比在水泥用量一定的条件下增大水灰比混凝土的孔隙率增加密实度降低渗透性增大空气中的水分及有害化学物质较多的浸入混凝土体内加快混凝土碳化。1.6施工质量施工质量差表现为振捣不密实造成混凝土强度低蜂窝、麻面、空洞多为大气中的二氧化碳和水分的渗入创造了条件加速了混凝土的碳化。1.7养护质量混凝土成型后必须在适宜的环境中进行养护。养护好的混凝土具有胶凝好、强度高、内实外光和抗侵蚀能力强能阻止大气中的水分和二氧化碳侵入其内延缓碳化速度。2影响混凝土碳化的外界因素2.1酸性介质酸性气体（如CO2）渗入混凝土孔隙溶解在混凝土的液相中形成酸与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐、铝酸盐及其他化合物发生中和反应导致水泥石逐渐变质混凝土的碱度降低这是引起混凝土碳化的直接原因。试验研究已证明混凝土的碳化速度与二氧化碳浓度的平方根成正比即混凝土碳化速度系数随二氧化碳浓度的增加而加快。混凝土中钢筋锈蚀的另一个重要和普通的原因是氯离子（CL-）作用。氯离子在混凝土液相中形成盐酸与氢氧化钙作用生成氯化钙氯化钙具有高吸湿性在其浓度及湿度较高时能剧烈地破坏钢筋的钝化膜使钢筋发生溃灿性锈蚀。2.2温度和光照混凝土温度骤降其表面收缩产生拉力一旦超过混凝土的抗拉强度混凝土表面便开裂导致形成裂缝或逐渐脱落为二氧化碳和水分渗入创造了条件加速混凝土碳化。阳面混凝土温度较背阳面混凝土温度高二氧化碳在空气中的扩散系数较大为其与氢氧化钙反应提供了有利条件阳光的直接照射加速了其化学反应和碳化速度。2.3含水量和相对湿度周围介质的相对湿度直接影响混凝土含水率和碳化速度系数的大小。过高的湿度（如100%）使混凝土孔隙充满水二氧化碳不易扩散到水泥石中过低的湿度（如25%）则孔隙中没有足够的水使二氧化碳生成碳酸碳化作用都不易进行；当周围介质的相对湿度为50~70%混凝土碳化速度最快。因此混凝土碳化速度还取决于混凝土的含水量及周围介质的相对湿度。实际工程中混凝土结构下部的碳化程度较上部轻主要是湿度影响的结果。2.4冻融和渗漏在混凝土浸水饱和或水位变化部位由于温度交替变化使混凝土内部孔隙水交替地冻结膨胀和融解松弛造成混凝土大面积疏松剥落或产生裂缝导致混凝土碳化。渗漏水会使混凝土中的氢氧化钙流失在混凝土表面结成碳酸钙结晶引起混凝土水化产物的分解其结果是严重降低混凝土强度和碱度恶化钢筋锈蚀条件。混凝土碳化的简易测试采用化学测试法。即先凿掉混凝土保护层然后滴入或涂抹酚酞剂看混凝土是否变色（碳化）若发现有碳化情况则可迅速地测试出其碳化深度。1酚酞剂的配制根据实践试验结果得出用99%的酒精加1%的酚酞液所配制的酚酞剂呈浅色；用96%的酒精加4%的酚酞液所配制的酚酞剂呈深色。二者均可用来测试混凝土的碳化情况。2混凝土碳化判定及其深度检测首先将所需检测的混凝土表面打凿到需要的测试深度然后把表面清理干净涂抹或滴入已配制好的酚酞剂。当酚酞剂涂抹或滴入混凝土内1~2分种后便有反应。若混凝土变红色则混凝土未碳化；若混凝土不变色则混凝土已碳化。因为酚酞剂内含有大量酒精容易挥发所以在测试和观察时速度要快要尽快量出混凝土内碳化与非碳化的界面尺寸以便得到准确的碳化深度。3混凝土碳化检测值的取得由于水工建筑中混凝土结构物的部位不同其碳化程度也不尽相同所以在进行混凝土碳化测试时一定要多测几次以其平均值为混凝土碳化检测值。4测试混凝土碳化凿开面的处理在混凝土碳化测试工作完成后对检测混凝土碳化的凿开面应用环氧树脂砂浆或环氧混凝土作填补封闭处理。混凝土碳化的防止措