淺析商品混凝土抗碳化性能的探究

韋俊基

佛山市市政建設(shè)工程有限公司

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淺析商品混凝土抗碳化性能的探究

韋俊基

佛山市市政建設(shè)工程有限公司

隨著我國工程施工的不斷增多，人們對商品混凝土的抗碳化性能提出了更高的要求。本文擬在分析混凝土碳化機(jī)理及腐蝕破壞的基礎(chǔ)上探索材料、環(huán)境和施工因素對商品混凝土抗碳化性能的影響，以期為實(shí)現(xiàn)混凝土性能提升提出合理建議。

混凝土；抗碳化

1 前言

人們對工程施工不斷提升的質(zhì)量要求使得建筑部門對商品混凝土的質(zhì)量也提出了新的要求。商品混凝土是建筑中使用量最大的建筑材料，商品混凝土的抗碳化性能成為決定建筑質(zhì)量高低的重要因素。目前，在工程施工中普遍使用的商品混凝土由于受到外界因素的干擾，其抗碳化性能不高，易受到腐蝕，從而使混凝土的建筑安全性能大大失效，造成極為嚴(yán)重的安全、經(jīng)濟(jì)損失。因此，我們要不斷通過優(yōu)化技術(shù)提升商品混凝土的抗碳化性能，以期提高工程施工的安全性能。

2 混凝土碳化的機(jī)理及危害

眾所周知，水泥是一種人工的石料粉末，加水凝固后會(huì)產(chǎn)生大量的水化產(chǎn)物。而這些水化產(chǎn)物極易與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸等物質(zhì)，此即為水泥的碳化反應(yīng)。碳化反應(yīng)將會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的性能降低，極易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化將會(huì)使其安全使用性能大打折扣。

2.1 混凝土碳化的機(jī)理

商品混凝土結(jié)構(gòu)是一種物理質(zhì)體，其表面并不像我們?nèi)庋劭吹降哪菢庸饣瑹o孔，而是充滿了大量的氣孔。空氣中的二氧化碳穿過氣孔，進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，與經(jīng)過水化反正的水泥發(fā)生碳化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的碳酸物質(zhì)。這就使混凝土的性能受到影響。商品混凝土的碳化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，它還與空氣濕度、溫度等環(huán)境有關(guān)，其反應(yīng)公式如下所示：

2.2 混凝土碳化危害

由2.1可知道，混凝土碳化是使混凝土堿性下降，使混凝土中化學(xué)成分改變的中性化的反應(yīng)過程。當(dāng)中性化深度大于混凝土的保護(hù)層厚度，就會(huì)破壞保護(hù)層下鋼筋鈍化膜，在鈍化膜被破壞后，拌隨著水和空氣的共同作用，鋼筋就會(huì)出現(xiàn)銹蝕。并且，碳化部位的混凝土有一定的收縮，容易引起表面裂縫，降低混凝土的抗凍性和耐久性。

3 影響混凝土碳化的因素

有研究表明，影響混凝土碳化有以下三大因素：材料因素、環(huán)境因素和施工因素。

3.1 材料因素

（1）水泥用量及水泥品種的影響。水泥用量可直接影響到混凝土可碳化物質(zhì)的含量，增加水泥用量不僅可以改善混凝土的和易性、提高混凝土的密實(shí)度，還可以增加混凝土的堿性儲(chǔ)備，因混凝土抗碳化能力越強(qiáng)。

有試驗(yàn)研究表明，早期強(qiáng)度越高的水泥配制混凝土抗碳化能力越強(qiáng)；同一試驗(yàn)條件下，使用不同水泥混凝土抗碳化能力的強(qiáng)弱為：硅酸鹽水泥＞普通硅酸鹽水泥＞其它品種的水泥，有研究表明，礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥配制的混凝土均比普通硅配鹽水泥配制的混凝土碳化速度快。

（2）水膠比的影響。水膠比對混凝土碳化速度影響極大，當(dāng)混凝土的水膠比越大時(shí)，混凝土內(nèi)部的孔隙率越大，混凝土的強(qiáng)度與密實(shí)度越低，從而促進(jìn)二氧化碳的擴(kuò)散，所以混凝土抗碳化能力越差；反之當(dāng)水膠比越低，混凝土的強(qiáng)度就越高，密實(shí)度就越好，抗碳化能力越強(qiáng)。

（3）摻和料的影響。在同一標(biāo)號的配合比中，當(dāng)混凝土的摻和料（粉煤灰、礦粉等）的摻量越高時(shí)，水泥用量就會(huì)減小，水化生成的可碳化物質(zhì)減小，堿儲(chǔ)量降低，抗碳化能力下降；同時(shí)當(dāng)摻和料摻量高時(shí)，混凝土早期強(qiáng)度低，同樣也加速二氧化碳的擴(kuò)散速度，使碳化加快。

（4）外加劑的影響。高效減水劑能降低用水量，改善混凝土的和易性，降低混凝土的孔隙率，因此能提高混凝土的抗碳化能力；引氣劑因引進(jìn)大量微小的氣泡，在早期能抑制混凝土碳化，但隨著碳化的深入，引氣劑在混凝土內(nèi)部留下的氣孔會(huì)形成二氧化碳擴(kuò)散的通道，因而會(huì)促成碳化的反展。但因?yàn)橐龤鈩炷恋暮鸵仔约捌渌矫娴哪途眯杂泻艽蟮奶岣?，因此在生產(chǎn)當(dāng)中，混凝土外加劑同時(shí)摻有高效減水劑和引氣劑。

有研究表明，摻新型聚羧酸減水劑在同一試驗(yàn)條件下比摻萘系減水劑的混凝土抗碳化能力強(qiáng)。

（5）混凝土拌和物和和易性的影響。當(dāng)混凝土出現(xiàn)秘水、離析、板結(jié)時(shí)，澆筑后混凝土很容易出現(xiàn)蜂窩、裂縫、孔洞，混凝土的密實(shí)度能變差，會(huì)加快二氧化碳的擴(kuò)散，混凝土的抗碳化能力能變差。

（6）骨料級配的影響。在同一條件下，當(dāng)使用單一級配骨料的時(shí)，混凝土容易出現(xiàn)離析等現(xiàn)象，造成混凝土密實(shí)度能差，抗碳化能力較差；相反當(dāng)使用連續(xù)級配骨料時(shí)，混凝土抗碳化能力較好。

3.2 環(huán)境因素

（1）溫度和濕度的影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，二氧化碳擴(kuò)散的速度加快，因此混凝土碳化的速度加快。

當(dāng)濕度升高時(shí)，混凝土碳化所需的水分增多，因此混凝土碳化的速度也加快。

（2）應(yīng)力的影響。當(dāng)受到拉應(yīng)力時(shí)，混凝土中的微細(xì)縫擴(kuò)展，使二氧化碳容易擴(kuò)散，使碳化速度加快；當(dāng)混凝土受到壓力時(shí)，混凝土中微細(xì)縫閉合，會(huì)抑制二氧化碳擴(kuò)散，使碳化速度減慢。

（3）二氧化碳濃度的影響。環(huán)境中二氧化碳的濃度越高，混凝土中二氧化碳的濃度也就越高，從而使混凝土碳化加快。

（4）混凝土表面覆蓋層的影響。混凝土覆蓋層的厚度與覆蓋層的氣密性對有著有明顯的影響。氣密性好的覆蓋層使二氧化碳滲入混凝土的數(shù)量減少，可提高混凝土的抗碳化能力；提高覆蓋層可碳化物質(zhì)的含量可延遲混凝土碳化時(shí)間的開始，當(dāng)覆蓋層厚度越大時(shí)，覆蓋層可碳化物質(zhì)就會(huì)增多。所以搞高混凝土覆蓋層的厚度與覆蓋層的氣密性是有效延緩碳化的手段。

3.3 施工因素

施工因素包括混凝土攪拌、振搗、養(yǎng)護(hù)條件等，當(dāng)施工質(zhì)量越好，混凝土密實(shí)度越高，抗碳化能力越強(qiáng)；施工質(zhì)量越差，混凝土容易出現(xiàn)蜂窩、裂縫等，抗碳化能力越差。

4 結(jié)語

綜上所述，商品混凝土的抗碳化性能受到以上多種因素的影響，并直接影響到建筑的使用壽命和安全系數(shù)。目前我國的商品混凝土市場仍不是很健全，為提高商品混凝土的抗碳化性能，通過改變混凝土材料、環(huán)境和施工等因素，并科學(xué)管理，嚴(yán)格要求，才能提升商品混凝土的抗碳化性能。

［1］孫中國.談商品混凝土抗碳化性能的研究進(jìn)展［J］.中華民居（下旬刊）2014（04）.

［2］林鵬，吳笑梅，樊粵明，張雷.商品混凝土抗碳化性能的研究進(jìn)展［J］.廣東建材2008（10）.