混凝土防碳化處理措施研究

潘樹智

摘 要：本文闡述了“混凝土碳化處理的工程措施”，根據(jù)多年的施工實(shí)踐總結(jié)而成，系統(tǒng)地分析了混凝土碳化過程及處理方案。

關(guān)鍵詞：混凝土；碳化；處理；措施

Anti-carbonation of concrete measures

Pan Shu-zhi

Abstract： This paper describes the the "the concrete carbonization process engineering measures"， summarized based on years of construction practice from a systematic analysis of concrete carbonation process and treatment programs.

Keywords： concrete； carbonation； processing； measures

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，每天會(huì)建設(shè)很多的建筑物，其中多數(shù)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)材料，混凝土發(fā)揮著不可替代的重要作用，因此混凝土碳化是我們必須要考慮的問題之一，針對(duì)岳城水庫除險(xiǎn)加固工程溢洪道混凝土防碳化處理有關(guān)技術(shù)，本文作一概述。

1.混凝土碳化機(jī)理

混凝土碳化是老化的一種重要形式，是由于空氣中的CO2對(duì)混凝土侵蝕，使混凝土逐步中性化，繼而引起混凝土中鋼筋的銹蝕，鋼筋銹蝕膨脹后可導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，鋼筋進(jìn)一步銹蝕，使結(jié)構(gòu)逐漸失去承載能力，最終發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞。具體化學(xué)機(jī)理如下：

常使用的硅酸鹽水泥，主要成分是CaO水化作用后生成Ca（OH）2，它在水中溶解度低，大部分以結(jié)晶狀態(tài)存在，成為孔隙液保持高堿性的儲(chǔ)備，它的PH值為12.5～13.5?？諝庵械腃O2氣體不斷透過混凝土中未完全沖水的粗毛細(xì)孔道，氣相擴(kuò)散到混凝土中部分沖水的毛細(xì)孔中，與其中的孔隙液所溶解的Ca（OH）2進(jìn)行中和反應(yīng)：

，

反應(yīng)后生成CaCO3和H2O，CaCO3溶解度低，沉積于毛細(xì)孔中，毛細(xì)孔周圍水泥石中的羥鈣石補(bǔ)充溶解為離子和離子，反向擴(kuò)散到孔隙液中，與繼續(xù)擴(kuò)散進(jìn)來的CO2繼續(xù)沿混凝土中未完全充水的毛細(xì)孔道向混凝土深處氣相擴(kuò)散，更深入地進(jìn)行碳化反應(yīng)。碳化后的混凝土質(zhì)地疏松，強(qiáng)度降低。

碳化使混凝土由堿性物質(zhì)變成了中性物質(zhì)鹽類，PH值降低，鋼筋失去混凝土的堿性保護(hù)，逐漸生銹，導(dǎo)致膨脹變形繼續(xù)破壞混凝土，形成惡性循環(huán)，最終使結(jié)構(gòu)喪失承載力。

本工程混凝土防碳化處理部位包括進(jìn)口閘墩、閘底板、泄槽底板及邊墻（順?biāo)飨?00余米）等。對(duì)混凝土基礎(chǔ)表面進(jìn)行鑿毛和聚合物砂漿補(bǔ)平，表層涂刷防碳化涂料。

2.混凝土防碳化處理技術(shù)要求

作為防碳化的有機(jī)物覆蓋材料必須滿足一定的要求：一是具有良好的絕緣性，能防止CO2、水汽和氧氣的滲透；二是覆蓋材料與混凝土有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，保證涂料與混凝土能牢固結(jié)合；三是覆蓋材料的固化時(shí)間（即表干時(shí)間）滿足施工要求。根據(jù)多年施工經(jīng)驗(yàn)及分析研究，現(xiàn)將本工程聚合物砂漿及防碳化涂料的性能指標(biāo)簡述如下。

2.1材料

聚合物砂漿為摻有丙乳液的改性水泥砂漿。丙乳液質(zhì)量應(yīng)滿足下列要求：

（1）外觀：乳白狀無沉淀均勻浮液；（2）pH值：6.5～7.5；（3）含固量：40±5%；（4）密度（26℃）：1.05～1.10g/cm3；（5）貯存穩(wěn)定性：5～30℃，三個(gè)月無明顯沉析。

丙乳液貯存溫度一般為5～30℃，要避免暴露在40℃高溫和0℃低溫下，貯存期超過6個(gè)月要經(jīng)過質(zhì)量檢驗(yàn)合格方可使用。

2.2聚合物砂漿及防碳化涂料主要性能指標(biāo)

2.2.1聚合物砂漿主要性能應(yīng)符合表1的要求。

2.2.2防碳化涂料主要性能應(yīng)符合表2的要求。

3.防碳化處理施工

3.1施工工藝

混凝土缺陷修補(bǔ)施工的工藝流程是：基面處理→沖洗濕潤基面→砂漿拌和→砂漿施工→砂漿養(yǎng)護(hù)→切收縮縫→涂刷防碳化層。

3.2基面處理

對(duì)舊混凝土進(jìn)行人工鑿除、磨光機(jī)打磨、高壓噴砂等方法處理，暴露新鮮混凝土層面。再人工檢查鑿除松動(dòng)的混凝土塊。

3.3沖洗濕潤基面

對(duì)噴砂處理過的混凝土面進(jìn)行高壓水沖洗，使用水連續(xù)、均勻地噴灑，使混凝土濕潤，但表面無明水。

3.4聚合物砂漿配制

3.4.1材料

聚合物砂漿選用下表材料進(jìn)行拌制。

3.4.2砂漿拌和使用機(jī)械拌和方式，其各部分的用量按施工配合比嚴(yán)格控制。每次拌和砂漿的方量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場施工進(jìn)度確定，拌成的砂漿存放時(shí)間不宜超過30min。

3.4.5砂漿施工

當(dāng)涂層厚度大于2cm時(shí)必須分層施工，分層間隔時(shí)間視施工季節(jié)不同而定：一般為3～6h（前一層觸干時(shí)進(jìn)行下一層施工），每層厚度不超過2cm。襯砌后的保護(hù)層總厚度允許公差±2mm。泄槽、底板、溢流堰等平面部位施工由人工直接進(jìn)行。閘墩、翼墻、邊墻等立面部位采用升降車、吊籃等設(shè)備配合人工進(jìn)行施工。

3.4.6砂漿養(yǎng)護(hù)

砂漿達(dá)到終凝后，應(yīng)及時(shí)采用灑水養(yǎng)護(hù)方法，一般潮濕養(yǎng)護(hù)5d～7d。

3.4.7切收縮縫

當(dāng)TK聚合物砂漿修補(bǔ)單寬大于2m時(shí)，必須在TK聚合物砂漿養(yǎng)護(hù)48h內(nèi)用切割機(jī)切縫，縫寬5～10mm，縫深大約是TK聚合物砂漿厚度的2/3，待7d后再進(jìn)行二次修補(bǔ)補(bǔ)平。

3.4.8涂刷防碳化層

TK聚合物砂漿養(yǎng)護(hù)7d后，先將切割的收縮縫補(bǔ)平，在TK聚合物砂漿表面再涂刷防碳化涂層2遍，每遍厚度約0.1mm～0.2mm，總涂層厚度控制在0.3mm，涂刷混凝土防碳化涂層前應(yīng)保證基面濕潤，表面平整，涂刷均勻。

涂刷由人工進(jìn)行，升降車、腳手架、吊籃等設(shè)備配合。

防碳化涂料涂刷。H52-S4環(huán)氧厚漿涂料由主劑和固化劑配制，分甲乙兩組包裝，配制時(shí)按甲：乙=7：1配制，溫度高時(shí)，固化劑減少，溫度低時(shí)，固化劑適當(dāng)多些，具體配比可視實(shí)際氣溫上下少許浮動(dòng)，允許誤差不超過20%，涂料隨用隨配，少配勤配，此項(xiàng)工作有專人負(fù)責(zé)，一配一核?；炷帘砻嬉蟾蓛簟⒏稍?、平整、密實(shí)無雜物，分3遍涂刷，每遍都是在表面完全干燥的情況下進(jìn)行，力求涂料均勻，防止流掛、皺折現(xiàn)象發(fā)生。第一遍先涂刷一層環(huán)氧基液，涂刷后靜停40分鐘左右，手觸有拉絲現(xiàn)象，方可涂抹環(huán)氧砂漿；第二遍將配制好的環(huán)氧砂漿用抹刀按設(shè)計(jì)要求的厚度1.5mm涂抹到已刷好基液的基面上，涂抹厚度不超過原混凝土表層為準(zhǔn)，涂抹時(shí)盡可能同方向連續(xù)攤料，并注意銜接處壓實(shí)排氣。邊涂抹、邊壓實(shí)找平，表面提漿。涂層壓實(shí)提漿后，間隔1.5-2.5小時(shí)，再次抹光。；第三遍外觀處理，環(huán)氧漿液與銀粉一定比例配制，作為最后一道工序，使結(jié)構(gòu)外觀保持顏色均勻，并有一定的防碳化補(bǔ)強(qiáng)作用。每道工序都進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，應(yīng)嚴(yán)格按要求操作，合格后方可進(jìn)行下一步，以確保質(zhì)量。

3.4.9其他注意事項(xiàng)

如遇雨天、寒流等影響聚合物砂漿質(zhì)量的意外情況，要采取措施進(jìn)行處理，必要時(shí)清除重鋪。所有施工機(jī)械、器具在收工時(shí)必須清洗干凈。

施工中，首先進(jìn)行閘墩、翼墻、排架等上部結(jié)構(gòu)的防碳化處理，最后進(jìn)行底板、溢流堰等下部結(jié)構(gòu)處理。

4.結(jié)束語

這些在除險(xiǎn)加固工程中實(shí)用的防碳化處理方案是經(jīng)過反復(fù)的施工實(shí)踐總結(jié)而成的。作為工程技術(shù)人員，通過對(duì)混凝土碳化機(jī)理的分析，也更加清楚地認(rèn)識(shí)到在溢洪道加固工程中，要嚴(yán)格地執(zhí)行《規(guī)范》上所要求的硬性指標(biāo)，對(duì)于混凝土的多個(gè)指標(biāo)都要嚴(yán)格的檢測，盡量把問題減少到最低程度。endprint