论文部分内容阅读
摘 要：现在的城市建设的不断深入，混凝土建筑在使用中也越来越多。但是由于空气那个含有大量的酸性气体，会使混凝土中的碱性下降，从而发生碳化过程。随着碱性下降和碳化的深入，混凝土就不会保持钝化，耐久性就会迅速下降。所以，混凝土碳化的几点因素及其处理措施一直是业界比较关心的问题。本文就此问题谈一下自己的想法。
关键词：混凝土 碳化 措施
一、我国混凝土的现状
近几年房地产在大地上如火如荼地进行着，混凝土是其中使用最多的材料，人们对混凝土的耐久性和抗碳化能力也是越来越关心。我国以前在施工和设计的时候对混凝土的碳化问题认识一直不足，主要关注的是混凝土的强度，只要混凝土的强度好了，不能说明混凝土的结构就好了，这就导致我国目前很多的混凝土的抗碳化能力很低。尤其，随着我国经济的飞速发展，环境污染尾气排放日益加大，尤其是一些大城市混凝土的碳化现象更加严重。混凝土被碳化之后，钢筋就会被腐蚀，然后混凝土的表层就会开裂和脱落，严重的都会导致混凝土出现断裂，从而造成严重的经济损失。我国光“七五”期间的维修改造费用就至少占总投资的 54%。所以，混凝土碳化引起的钢筋锈蚀目前是我国需要克服的主要的难关，耐久性现在是人们比较关心的话题。
二、混凝土碳化破坏过程
所谓的混凝土就是水泥与水发生水化反应，将一个个小小的石头和沙子组合起来形成具有一定强度的水化物。混凝土是一个多孔体，空气中的二氧化碳就会进入这些气孔中与水化产物发生反应生成碳酸盐。然后溶解于毛细管中的液相，和水泥水化过程中生成的水化产物相互作用，形成碳酸钙。钢筋接触氢氧化钙之后，在碱性条件下就会在钢筋的表面形成一层可以防止钝化的钝化膜，随着碳化PH下降之后，这层钝化膜就会被破坏，钢筋就会被腐蚀。腐蚀之后的钢筋膨胀会导致混凝土开裂。
三、混凝土碳化因素
混凝土的碳化速度主要是看二氧化碳的浓度以及他的扩散速度。其中二氧化碳的扩散速度和混凝土组织密实性、环境温度、二氧化碳的浓度、试件的含水率等因素影响，总结起来，混凝土的碳化反应受混凝土自身构造和外部环境两方面的共同约束。
1.外部因素
首先是，温度和光照。白天阳光照射温度高，夜间温度就会迅速下降，这个时候混凝土的表面就会产生张力，张力达到一定程度之后就会导致混凝土表面便开裂，二氧化碳就会随着裂缝进去，造成混凝土发生碳化。进去之后阳光一照，温度就升高，这就加速了二氧化碳与与氢氧化钙反的化学反应和碳化速度。
其次是含水量和相对湿度。有的时候混凝土周围都是非常湿润的露天环境。湿度太低二氧化碳和氢氧化钙不能反应，湿度大了就会导致孔隙里全都是水，二氧化碳进不去。所以假如湿度太大或者太低都会使得碳化作用不能进行。一般适度在50~70％之间，谈话反应最容易发生。所以要想控制碳化反应，这个范围的周围湿度要尽量避免。还有就是氯离子浓度也会对混凝土的碳化反应造成影响。
氯离子形成的盐酸和氢氧化钙反应形成的氯化钙会破坏钢筋的钝化膜，加快了钢筋的溃烂性锈蚀速度。不同应力状态下混凝土试件的碳化速度也是不同。在实际中对不同受力构件要使用不一样的防碳化措施，去提高混凝土的耐久性。
2.内在因素
水泥用量。混凝土能吸收多少二氧化碳取决于水泥用量和混凝土水化程度二者的乘积。而且水泥用多了，增加混凝土的碱性储备，混凝土的空隙就小了，二氧化碳就不容易进去了。所以水泥用量越多越好。水泥的品种不同。不同的水泥品种的熟料的矿物成分以及化学成分都是不一样的，这些都会影响到水泥的活性和混凝土的碱性。一般水泥中熟料越多越好。
混凝土的水灰比。混凝土的水灰比一般情况下和强度是成反比的。水灰比越大，相对单位水泥用量就会越小，二氧化碳就会很容易进入混凝土中，混凝土的碳化速度就会越快。混凝土中的微孔或毛细管都是刚开始的水在凝固的过程中挥发变成的。所以增大水灰比，碳化速度增大。混凝土抗压强度、集料品种和级配和磨细矿物掺料的品种和数量等各个因素都是影响碳化的内在因素。
四、处理措施
混凝土的碳化形式和程度很多情况下都是不一样的，这个时候对于碳化的处理要依据实际情况去处理谈话问题，控制住碳化，防治其进一步恶化。在混凝土碳化的比较严重的情况下，钢筋就会腐蚀的比较严重。这个时候混凝土的安全系数已经不能保证，必须对危险建筑进行拆除，然后按照需求重建。
当碳化情况中等，不是很严重也不是很轻的时候，这个时候碳化层以上已经出现了蓬松的感觉，超过了钢筋保护层的厚度极限，这个时候可以凿除碳化层。然后抹一层强度足够高的砂浆或者混凝土的方式解决。
当碳化程度比较小的时候，钢筋的深层还没有被腐蚀还有足够的强度的时候，可以选用优质的涂料去涂抹进行封闭。该方法施丁工艺简便，附着力强 、绝缘性能好、耐热性高、受环境影响较小，是目前主要的一种处理措施。如果钢筋脚蚀情况较严重，就要先对钢筋进行除锈，然后根据钢筋的腐蚀的深度以及结构特点对钢筋进行加补。
五、碳化控制
其实碳化的处理都是后来没有办法的办法，最主要的还是要在源头上进行碳化控制，尽量避免碳化情况的发生。在设计环节应依据建筑的结构特点和周边环境等实际情况进行设计。不要不依据情况和特点去使用同厚度设计方案。在施工阶段要严把质量关，选择适合实际的水泥品种和石料。然后就是控制好混凝土的水灰比，水量一般达到配料及施工要求就可以了。振捣一定要严格按照规定去执行，一旦混凝土达到初凝时，施工缝要做到少留或不留。一定要及时而且按照一定时间定期进行养护就应立即进行养护，同时控制好温度和湿度。
六、结论
碳化是混凝土结构普遍存在的病害之一，文章对混凝土的碳化机理成因以及处理和控制措施展开了自己的讨论。可喜的是现代混凝土一般都是机器搅拌，所以一般比較致密，，抗渗性能都非常好，所以混凝土的抗碳化性能一般也都非常高。各个企业基本都能严把施工质量关，很好地延长工程的使用寿命。但是还是不能掉以轻心，还是要继续控制好混凝土密实程度，控制好提高混凝土的抗碳化能力。
参考文献
[1]张誉，蒋利学．混凝土碳化和钢筋锈蚀研究动态[J]，福州大学学报，1996，增刊.
[2]龚洛书，等．混凝土的耐久性及其防护修补[M]．北京:中国建筑工业出版社，1990．
[3]金伟良，鄢飞．混凝土碳化指数的概率模型[J]．混凝土，2000(1).
关键词：混凝土 碳化 措施
一、我国混凝土的现状
近几年房地产在大地上如火如荼地进行着，混凝土是其中使用最多的材料，人们对混凝土的耐久性和抗碳化能力也是越来越关心。我国以前在施工和设计的时候对混凝土的碳化问题认识一直不足，主要关注的是混凝土的强度，只要混凝土的强度好了，不能说明混凝土的结构就好了，这就导致我国目前很多的混凝土的抗碳化能力很低。尤其，随着我国经济的飞速发展，环境污染尾气排放日益加大，尤其是一些大城市混凝土的碳化现象更加严重。混凝土被碳化之后，钢筋就会被腐蚀，然后混凝土的表层就会开裂和脱落，严重的都会导致混凝土出现断裂，从而造成严重的经济损失。我国光“七五”期间的维修改造费用就至少占总投资的 54%。所以，混凝土碳化引起的钢筋锈蚀目前是我国需要克服的主要的难关，耐久性现在是人们比较关心的话题。
二、混凝土碳化破坏过程
所谓的混凝土就是水泥与水发生水化反应，将一个个小小的石头和沙子组合起来形成具有一定强度的水化物。混凝土是一个多孔体，空气中的二氧化碳就会进入这些气孔中与水化产物发生反应生成碳酸盐。然后溶解于毛细管中的液相，和水泥水化过程中生成的水化产物相互作用，形成碳酸钙。钢筋接触氢氧化钙之后，在碱性条件下就会在钢筋的表面形成一层可以防止钝化的钝化膜，随着碳化PH下降之后，这层钝化膜就会被破坏，钢筋就会被腐蚀。腐蚀之后的钢筋膨胀会导致混凝土开裂。
三、混凝土碳化因素
混凝土的碳化速度主要是看二氧化碳的浓度以及他的扩散速度。其中二氧化碳的扩散速度和混凝土组织密实性、环境温度、二氧化碳的浓度、试件的含水率等因素影响，总结起来，混凝土的碳化反应受混凝土自身构造和外部环境两方面的共同约束。
1.外部因素
首先是，温度和光照。白天阳光照射温度高，夜间温度就会迅速下降，这个时候混凝土的表面就会产生张力，张力达到一定程度之后就会导致混凝土表面便开裂，二氧化碳就会随着裂缝进去，造成混凝土发生碳化。进去之后阳光一照，温度就升高，这就加速了二氧化碳与与氢氧化钙反的化学反应和碳化速度。
其次是含水量和相对湿度。有的时候混凝土周围都是非常湿润的露天环境。湿度太低二氧化碳和氢氧化钙不能反应，湿度大了就会导致孔隙里全都是水，二氧化碳进不去。所以假如湿度太大或者太低都会使得碳化作用不能进行。一般适度在50~70％之间，谈话反应最容易发生。所以要想控制碳化反应，这个范围的周围湿度要尽量避免。还有就是氯离子浓度也会对混凝土的碳化反应造成影响。
氯离子形成的盐酸和氢氧化钙反应形成的氯化钙会破坏钢筋的钝化膜，加快了钢筋的溃烂性锈蚀速度。不同应力状态下混凝土试件的碳化速度也是不同。在实际中对不同受力构件要使用不一样的防碳化措施，去提高混凝土的耐久性。
2.内在因素
水泥用量。混凝土能吸收多少二氧化碳取决于水泥用量和混凝土水化程度二者的乘积。而且水泥用多了，增加混凝土的碱性储备，混凝土的空隙就小了，二氧化碳就不容易进去了。所以水泥用量越多越好。水泥的品种不同。不同的水泥品种的熟料的矿物成分以及化学成分都是不一样的，这些都会影响到水泥的活性和混凝土的碱性。一般水泥中熟料越多越好。
混凝土的水灰比。混凝土的水灰比一般情况下和强度是成反比的。水灰比越大，相对单位水泥用量就会越小，二氧化碳就会很容易进入混凝土中，混凝土的碳化速度就会越快。混凝土中的微孔或毛细管都是刚开始的水在凝固的过程中挥发变成的。所以增大水灰比，碳化速度增大。混凝土抗压强度、集料品种和级配和磨细矿物掺料的品种和数量等各个因素都是影响碳化的内在因素。
四、处理措施
混凝土的碳化形式和程度很多情况下都是不一样的，这个时候对于碳化的处理要依据实际情况去处理谈话问题，控制住碳化，防治其进一步恶化。在混凝土碳化的比较严重的情况下，钢筋就会腐蚀的比较严重。这个时候混凝土的安全系数已经不能保证，必须对危险建筑进行拆除，然后按照需求重建。
当碳化情况中等，不是很严重也不是很轻的时候，这个时候碳化层以上已经出现了蓬松的感觉，超过了钢筋保护层的厚度极限，这个时候可以凿除碳化层。然后抹一层强度足够高的砂浆或者混凝土的方式解决。
当碳化程度比较小的时候，钢筋的深层还没有被腐蚀还有足够的强度的时候，可以选用优质的涂料去涂抹进行封闭。该方法施丁工艺简便，附着力强 、绝缘性能好、耐热性高、受环境影响较小，是目前主要的一种处理措施。如果钢筋脚蚀情况较严重，就要先对钢筋进行除锈，然后根据钢筋的腐蚀的深度以及结构特点对钢筋进行加补。
五、碳化控制
其实碳化的处理都是后来没有办法的办法，最主要的还是要在源头上进行碳化控制，尽量避免碳化情况的发生。在设计环节应依据建筑的结构特点和周边环境等实际情况进行设计。不要不依据情况和特点去使用同厚度设计方案。在施工阶段要严把质量关，选择适合实际的水泥品种和石料。然后就是控制好混凝土的水灰比，水量一般达到配料及施工要求就可以了。振捣一定要严格按照规定去执行，一旦混凝土达到初凝时，施工缝要做到少留或不留。一定要及时而且按照一定时间定期进行养护就应立即进行养护，同时控制好温度和湿度。
六、结论
碳化是混凝土结构普遍存在的病害之一，文章对混凝土的碳化机理成因以及处理和控制措施展开了自己的讨论。可喜的是现代混凝土一般都是机器搅拌，所以一般比較致密，，抗渗性能都非常好，所以混凝土的抗碳化性能一般也都非常高。各个企业基本都能严把施工质量关，很好地延长工程的使用寿命。但是还是不能掉以轻心，还是要继续控制好混凝土密实程度，控制好提高混凝土的抗碳化能力。
参考文献
[1]张誉，蒋利学．混凝土碳化和钢筋锈蚀研究动态[J]，福州大学学报，1996，增刊.
[2]龚洛书，等．混凝土的耐久性及其防护修补[M]．北京:中国建筑工业出版社，1990．
[3]金伟良，鄢飞．混凝土碳化指数的概率模型[J]．混凝土，2000(1).