混凝土碳化影響因素

水工建筑混凝土碳化影響因素很多，有內在因素，也有外部因素。

1影響混凝土碳化的內在因素

1.1水泥品種
不同的水泥，其礦物組成、混合材料量、添加劑、生料化學成分不同，直接影響水泥的活性和混凝土堿度，對碳化速度有重要影響。一般來說，水泥中的熟料越多，混凝土的碳化速度就越慢。添加劑(減水劑、吸氣劑)一般可以提高滲透性，減弱碳化速度，但含氯鹽的防凍劑會嚴重加速鋼筋銹蝕，應嚴格控制其使用量。
1.2材料品種和級配
材料品種和級配不同，其內部孔隙結構差異較大，直接影響混凝土的密實性。材質致密牢固，等級好的集料混凝土，碳化速度慢。
1.3磨細礦物混合材料的品種和數(shù)量
像活性水硬材料的混合材料一樣，不能自己硬化，但與水泥水化析出的氫氧化鈣和加入的石灰相互作用，形成強穩(wěn)定的粘合材料，降低凝土堿度。在灰比不變的采用等量替代的條件下，混合量取代水泥量越多，混凝土的碳化速度就越快。
1.4水泥用量
增加水泥用量，改變混凝土的易性，提高混凝土的密實性，增加混凝土的堿性儲備，提高碳化性能，碳化速度隨水泥用量的增加而減少。
1.5灰比
在水泥用量一定的條件下，增大灰比，增加混凝土的孔隙率，降低密度，增加滲透性，增加空氣中的水分和有害化學物質多的滲透混凝土體內，加快混凝土碳化。
1.6施工質量
施工質量差，混凝土強度低，蜂、麻面、空洞多，為大氣二氧化碳和水分滲透創(chuàng)造條件，加速混凝土碳化。
1.7養(yǎng)護質量

成型后，必須在適當?shù)沫h(huán)境中養(yǎng)護。養(yǎng)護好的混凝土，膠凝好，強度高，內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，延緩碳化速度。

2影響混凝土碳化的外部因素

2.1酸性介質
酸性氣體(如CO2)滲透到混凝土孔隙溶解在混凝土液中形成酸，與水泥石中的氫氧化鈣、硅酸鹽、鋁酸鹽等化合物發(fā)生中和反應，水泥石逐漸變質，混凝土堿度下降，是混凝土碳化的直接原因。試驗研究證明，混凝土的碳化速度與二氧化碳濃度的平方根成正比，即混凝土的碳化速度系數(shù)隨著二氧化碳濃度的增加而加快。
混凝土鋼筋生銹的另一個重要原因是氯離子(CL-)的作用。氯離子在混凝土液相中形成鹽酸，與氫氧化鈣作用生成氯化鈣，氯化鈣具有高吸濕性，在其濃度及濕度較高時，能劇烈地破壞鋼筋的鈍化膜，使鋼筋發(fā)生潰燦性銹蝕。
2.2溫度和光
混凝土溫度急劇下降，其表面收縮產(chǎn)生拉伸力，超過混凝土拉伸強度時，混凝土表面破裂，形成裂縫或逐漸脫落，為二氧化碳和水分滲透創(chuàng)造條件，加快混凝土化。
陽面混凝土溫度高于背陽面混凝土溫度，二氧化碳在空氣中的擴散系數(shù)大，為氫氧化鈣的反應提供有利條件，陽光直射，加快了化學反應和碳化速度。
2.3含水量和相對濕度
周圍介質的相對濕度直接影響混凝土含水率和碳化速度系數(shù)的大小。過高的濕度(例如100%)使混凝土孔充滿水，二氧化碳難以擴散到水泥石中，過低的濕度(例如25%)，孔中沒有足夠的水使二氧化碳生成碳酸，碳化作用難以進行的周圍介質的相對濕度為50~70%，混凝土的碳化速度最快。因此，混凝土碳化速度還取決于混凝土的含水量及周圍介質的相對濕度。實際工程中混凝土結構下部的碳化程度較上部輕，主要是濕度影響的結果。
2.4凍融和滲漏
在混凝土浸水飽和或水位變化部位，由于溫度交替變化，使混凝土內部孔隙水交替地凍結膨脹和融解松弛，造成混凝土大面積疏松剝落或產(chǎn)生裂縫，導致混凝土碳化。漏水會導致混凝土中的氫氧化鈣流失，在混凝土表面結晶碳酸鈣，從而導致混凝土水化產(chǎn)物的分解，其后果是嚴重降低混凝土的強度和堿度，加重鋼筋的銹蝕條件。

混凝土碳化的簡易測試

采用化學測試法。也就是說，先切斷混凝土保護層，然后滴入或涂上酚類鄰苯乙烯，看混凝土是否變色(碳化)，發(fā)現(xiàn)碳化時，可以迅速測試碳化深度。

1酚類鄰苯劑的配合
根據(jù)實踐試驗結果，用99%的酒精加入1%的酚類鄰苯，配合的酚類鄰苯劑為淺色的96%的酒精加入4%的酚類鄰苯，配合的酚類鄰苯劑為深色。兩者都可以用來測試混凝土的碳化狀況。

2混凝土碳化判定及其深度檢測
首先將需要檢測的混凝土表面挖掘到所需的檢測深度，清潔表面，涂抹或滴入調制的酚類鄰苯劑。苯酚鄰苯劑涂抹或滴入混凝土中1~2分鐘后，會有反應。混凝土變紅時，混凝土未碳化的混凝土不變色時，混凝土已經(jīng)碳化。酚類鄰苯劑含有大量酒精，易揮發(fā)，測試和觀察時速度快，應盡快測量混凝土內碳化和非碳化的界面尺寸，獲得正確的碳化深度。

3混凝土碳化檢測值的取得
由于水工建筑中混凝土結構物的部位不同，其碳化程度也不盡相同，所以在進行混凝土碳化測試時，一定要多測幾次，以其平均值為混凝土碳化檢測值。

4測試混凝土碳化鑿面處理
，混凝土碳化測試工作完成后，檢測混凝土碳化鑿面應用環(huán)氧樹脂砂漿或環(huán)氧混凝土填充封閉處理。

混凝土碳化防治措施

混凝土碳化有混凝土癌癥之說，關鍵是要做好防治措施。

1設計方面
根據(jù)水工建筑物的結構形式和環(huán)境因素，混凝土保護層的厚度不同，應盡量避免采用2~3cm.

2施工方面
混凝土質量好壞，施工至關重要。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。二是在混凝土中混入優(yōu)質適當?shù)奶砑觿�，如減水劑、阻水劑等，改善混凝土的性能，提高其強度和密實性、耐滲性、耐凍性。三是嚴格控制混凝土的灰比，要求小的灰比，低的塌陷度，要把水的用量控制在滿足配料和施工需要的最低范圍內，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的厚度，施工時必須用預制的高標準砂漿墊，使鋼筋混凝土保護層的厚度滿足設計要求。六是施工縫應少留或不留，應留，應做好接縫處工藝處理。

3在使用方面
不要隨意改變水工建筑的使用條件。由于水工建筑使用條件的變化，直接關系到外部氣體、溫度、濕度等因素的變化，混凝土內部的狀況的變化，特別是混凝土部件容易碰撞的部分，必須設置角度和中間層保護。

4.及時管理
水工建筑混凝土部件的管理，主要定期檢查，加強維護。對于輕易產(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,并作好具體記錄。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,絕對不答應其裂縫繼續(xù)擴大,必要時可作混凝土補強處理。

　總之，影響水工建筑物中混凝土碳化的因素很多,問題比較復雜,預防對策還有待于進一步分析研究。混凝土的碳化雖然能對混凝土的耐久性產(chǎn)生嚴重的不良影響,但只要科學施工,嚴格管理,采取各種措施,預防混凝土的碳化或減慢碳化速度是完全有可能做到的。