建筑工程用混凝土碳化，凍融破壞影響因素及防治

1、<p>　　建筑工程用混凝土碳化，凍融破壞影響因素及防治</p><p>　　摘 要：建筑物中混凝土的碳化，對其耐久性有很大影響，嚴重時使混凝土開裂、剝落，保護層遭受破壞，最終導致結構物破壞。本文對混凝土碳化機理和影響因素作了分析性的歸納，提出了混凝土碳化的簡易測試方法和防止措施。對水工建筑物混凝土的管理維修及預防老化均具有一定的參考價值。 </p><p>　　關鍵詞：混凝土

2、碳化 分析 </p><p>　　建筑物多以混凝土結構組成，而這些混凝土結構多處在氣候惡劣的環(huán)境中，受泥沙、水流、物理、化學、氣溫等影響因素頗多。混凝土的破壞以碳化、凍融破壞為常見，致使許多建筑物的運行壽命大為縮短，造成極大浪費。所以有必要進一步探討水工建筑物混凝土的碳化、凍融破壞機理及防治措施。 </p><p>　　1.混凝土碳化機理 </p><p>　　混凝

3、土的碳化是指大氣中的二氧化碳首先滲透到混凝土內(nèi)部的孔隙中，而后溶解于毛細孔中的水分，與水泥水化過程中所產(chǎn)生的水化硅酸鈣和氫氧化鈣等水化產(chǎn)物相互作用，生成碳酸鈣等產(chǎn)物。所以，混凝土碳化是由于混凝土存在著孔隙，里面充滿著水分和空氣，在混凝土的氣相、液相、固相中進行著一個十分復雜的多相物理化學連續(xù)過程。 </p><p>　　混凝土碳化有增加混凝土強度和減少滲透性的作用，這可能是因為碳化放出的水分促進水泥的水化及碳酸鈣

4、沉淀減少了水泥石的孔隙之故。但混凝土碳化后，其堿性降低，加快鋼筋腐蝕。 </p><p>　　混凝土的抗凍性是混凝土受到的物理作用（干濕變化、溫度變化、凍融變化等）的一方面，是反映混凝土耐久性的重要指標之一。對混凝土的抗凍性不能單純理解為抵抗凍融的性質，不僅在嚴寒地區(qū)混凝土建筑物有抗凍的要求，溫熱地區(qū)混凝土建筑物同樣會遭到干、濕、冷、熱交替的破壞作用，經(jīng)歷時間長久會發(fā)生表層削落，結構疏松等破壞現(xiàn)象。 </p

5、><p>　　另外凝膠不斷增大，形成更大膨脹壓力，當混凝土受凍時，這兩種壓力會損傷混凝土內(nèi)部微觀結構，只有當經(jīng)過反復多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強度逐步降低，最后甚至完全喪失。從實際中不難看出，處在干燥條件的混凝土顯然不存在凍融破壞的問題，所以飽水狀態(tài)是混凝土發(fā)生凍融破壞的必要條件之一，另一必要條件是外界氣溫正負變化，使混凝土孔隙中的水反復發(fā)生凍融循環(huán)，這兩個必要條件，決

6、定了混凝土凍融破壞是從混凝土表面開始的層層剝蝕破壞。 </p><p>　　2.混凝土碳化影響因素 </p><p>　　水工建筑物混凝土碳化的影響因素較多，有內(nèi)在因素，也有外界因素。 </p><p>　　2.1 影響混凝土碳化的內(nèi)在因素 </p><p>　　影響混凝土碳化的內(nèi)在因素主要有：水泥品種、集料品種和級配、磨細礦物摻料的品種和數(shù)

7、量、水泥用量、水灰比、施工質量、養(yǎng)護質量等，另外，混凝土成型后，必須在適宜的環(huán)境中進行養(yǎng)護。養(yǎng)護好的混凝土，具有膠凝好、強度高、內(nèi)實外光和抗侵蝕能力強，能阻止大氣中的水分和二氧化碳侵入其內(nèi)，延緩碳化速度。 </p><p>　　2.2 影響混凝土碳化的外界因素 </p><p>　　影響混凝土碳化的外在因素主要有：酸性介質、溫度和光照、含水量和相對濕度、凍融和滲漏等。 </p>

8、<p>　　3.混凝土碳化的防止措施 </p><p>　　混凝土碳化有混凝土“癌癥”之說，關鍵是應采取防止措施。 </p><p><b>　　3.1 設計方面 </b></p><p>　　根據(jù)水工建筑物中不同的結構形式和不同的環(huán)境因素，分別對混凝土的保護層采取不同的厚度，應盡量避免一律采用2-3cm。 </p>

9、<p><b>　　3.2 施工方面 </b></p><p>　　混凝土質量好壞，施工是關鍵。一是要認真選擇建筑材料。水泥選用抗碳化能力強的硅酸鹽水泥；集料選用質地硬實和級配良好的砂和石料；施工中除砂要篩、石要洗外，還要特別注意剔除集料中的有害物質。二是在混凝土中可摻入優(yōu)質適宜的外加劑，如減水劑、阻水劑等，以改善混凝土的某些性能，提高其強度和密實性、抗?jié)B性、抗凍性。三是要嚴格控

10、制混凝土的水灰比，要求是小水灰比，低塌落度，要把水的用量控制在滿足配料和施工需要的最低范圍內(nèi)，盡量減少混凝土的自由水。四是振搗和養(yǎng)護，振搗一定要充分并嚴格按照規(guī)定標準進行，必要時可作表面處理；養(yǎng)護一定要及時，一旦混凝土達到初凝時，就應立即進行養(yǎng)護，并堅持按不同水泥品種所要求的時間養(yǎng)護，控制好環(huán)境的溫度和濕度，以使混凝土在適宜的環(huán)境中進行養(yǎng)護。五是鋼筋混凝土保護層厚度，施工時要將鋼筋用事先預制好的高標號砂漿墊塊墊好，使鋼筋的混凝土保護層厚

11、度滿足設計要求。六是施工縫要做到少留或不留，必須要留的，應作好接縫處的工藝處理。 </p><p><b>　　3.3 使用方面 </b></p><p>　　對于水工建筑物在使用上不要隨意改變原設計的使用條件。因為水工建筑物使用條件的改變，直接關系到外界氣體、溫度、濕度等因素變化所引起的混凝土內(nèi)部某些情況的變化，尤其是對于混凝土構件的容易碰撞部位，更應當設置包角和隔

12、層保護。 </p><p><b>　　3.4 管理方面 </b></p><p>　　對于水工建筑中混凝土構件的管理，主要是定期檢查、加強維護。對于容易產(chǎn)生碳化的混凝土構件，則應派專人定期觀察及測試溫度、濕度，檢查裂縫情況和碳化深度，并作好詳細記錄。若發(fā)現(xiàn)混凝土表面有開裂、剝落現(xiàn)象時，則應及時利用防護涂料對混凝土表面進行封閉或采取使混凝土表面與大氣隔離措施，絕對不允

13、許其裂縫繼續(xù)擴大，必要時可作混凝土補強處理。 </p><p>　　4、混凝土凍融破壞的防治 </p><p>　　對于混凝土凍融破壞的防治，結合我們的施工實踐，總結出了如下幾點： </p><p>　?。?）預防措施。一是在混凝土施工中應根據(jù)不同情況選擇含有不同礦物成份和不同性能的水泥、骨料和外加劑，從材料方面確?；炷恋哪途眯?；二是嚴格混凝土制作配合比，一定要根

14、據(jù)結構類型和所處的環(huán)境條件，試驗確定關鍵參數(shù)，主要是降低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分僅為其重量的25%左右，若水量增加，多余的水就游離析出，產(chǎn)出孔隙，飽和后易受凍脹破壞；另外摻入引氣型外加劑是提高混凝土抗凍性最有效的途徑之一；三是人為地優(yōu)化建筑物混凝土構件周圍的環(huán)境條件，以減少或改善致使混凝土凍融的各種不利因素。 </p><p>　?。?）治理措施。①水泥砂漿修補，適用于輕微的表層破壞；②預縮砂漿修補，所謂

15、預縮砂漿是指經(jīng)拌和好之后再歸堆放置30～90mih后才使用的干硬性砂漿，此種方法適高速水流區(qū)混凝土表面的損壞；③噴漿修補，多用于混凝土凍融破壞化較嚴重的部位；噴混凝土修補，是指經(jīng)施高壓將混凝土拌料以高速運動注入被修補的部位，其密度及抗?jié)B性較一般混凝土好，且具有快速，高效的特點；④環(huán)氧材料修補，一般有環(huán)氧基液、環(huán)氧砂漿和環(huán)氧混凝土等，這種材料具有較高的強度和抗蝕、抗?jié)B能力，并與混凝土結合力較強，但價格較貴，施工工藝復雜，材料配比嚴格，此法

16、可與其它修補方法配合使用，效果更佳；總之我們應當根據(jù)水工建筑物所處的環(huán)境、位置和凍融破壞的程度以及原混凝土構件制作的主要材料性能綜合選用不同的修補方法，才能獲得較好的效果。 </p><p><b>　　5.結束語 </b></p><p>　　影響水工建筑物中混凝土碳化的因素很多，問題比較復雜，其檢測手段與預防對策還有待于進一步分析研究。本文所述的水工建筑物混凝土碳