浅析混凝土碳化影响因素及控制方法

城市的建设逐步加大加快，预拌商品混凝土技术也发展迅速，商品混凝土的应用越来越广泛，混凝土质量也得到有效的提高和发展;强度和耐久性是混凝土的基本性能要求，在以往建设施工过程中，大家都片面的追求混凝土强度，从而忽视了耐久性的要求，混凝土碳化是混凝土耐久性的一个重要指标。混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学侵蚀，空气中二氧化碳扩散到混凝土结构内部与其碱性物质起反应后生成水和碳酸盐，使混凝土碱度减少的过程称为混凝土的碳化。水泥在水化过程中产生大量的氢氧化钙，使混凝土的孔隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质起到保护钢筋的作用，使钢筋表面产生不易溶解的Fe2O3、Fe3O4，但是碳化会降低混凝土的碱性，当碳化逐渐超过钢筋混凝土的保护层时，在水与空气存在的双重条件下，就会失去混凝土对钢筋的保护作用，钢筋开始锈蚀。显而易见，碳化作用一般不直接破坏硬化混凝土，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土强度的效果。但是对于钢筋混凝土来说，碳化会加快钢筋的锈蚀，钢筋因锈蚀会产生体积膨胀从而促使混凝土构件沿钢筋面出现裂缝及混凝土覆盖层脱落等现象。因此，对于钢筋混凝土，研究混凝土碳化的影响因素及控制方法就显的尤为重要。1混凝土碳化的影响因素1.1混凝土内部因素(1)水泥水泥品种不一样，对碳化速度影响也不一样，用硅酸盐水泥生产的混凝土比用矿渣、火山灰、粉煤灰水泥生产的混凝土抗碳化能力强;强度等级高的水泥生产的混凝土抗碳化能力强;水泥碱含量的多少，也会影响碳化速度的进程，水泥碱含量越大，孔溶液pH值就会增加，碳化的速度也加快。(2)集料集料粒径越大，级配不良，越容易造成离析、泌水，从而影响混凝土的稳定性，增加了混凝土的内部空隙，降低密实型，是混凝土更容易碳化;集料中的针状、片状颗粒、砂中的贝壳及轻物质、泥块等有害物质，容易给混凝土结构造成裂隙以及耐久性降低，加速碳化。(3)矿物掺合料现在的混凝土中多数都使用粉煤灰，这样可以有效的降低成本，改善混凝土的工作性能提高耐久性。但是粉煤灰在混凝土的抗碳化能力中表现为早期弱后期强的特点，早期强度低导致抗碳化能力远远低于同等条件下的普通混凝土，但是随着后期强度的提高，粉煤灰中的火山灰效应及微集料填充效果得到发挥，使得有害孔减少，提高抗碳化能力。(4)水灰比水灰比对混凝土的内部孔隙影响很大，在水泥用量不变的条件下，增加用水量，随之水灰比变大，混凝土的孔隙率也随之增大，却降低了混凝土密实度，从而加快了混凝土的碳化。而水灰比低的混凝土由于混凝土内部组织密实，透气性小，因而碳化速度较缓慢。另一方面水灰比低的混凝土，水泥水化后残留水分少，混凝土密实性高，孔隙小，大孔少，CO2向混凝土内部渗透的阻力增强，这也造成碳化反应需要时间变长，碳化深度就会较小。因此适当控制水灰比可以提高混凝土的抗碳化能力。(5)混凝土抗压强度混凝土强度高，其抗碳化能力也强，所以高标号混凝土的抗碳化能力大于低标号混凝土。不过混凝土强度在一定程度上也是水灰比、原材料、施工、养护方法等整体体现。1.2外部因素(1)环境条件一般情况下，温度、光照、构件所处的环境湿度都对碳化有一定的影响。温度及光照高的情况下，空气中的二氧化碳扩散能力变强，就使得碳化速度加快;就相对湿度来讲，混凝土构件处于干燥环境碳化速度缓慢;但是混凝土处在潮湿或者水中的环境条件下，由于混凝土透气性小，也很难碳化;只有在相对湿度处在45%～95%范围中，随着相对湿度的增加混凝土的碳化速度有所降低。(2)施工方面混凝土在生产过程中搅拌时间不足、搅拌不均匀，在浇筑过程中振捣不足或者过振、漏振、施工随意加水、模板密封性不好等都会降低混凝土密实性，而且会出现裂缝、孔洞、蜂窝、砂线等降低其抗碳化能力;混凝土的养护不到位，导致水泥的水化反应不彻底，也会加速混凝土碳化。2混凝土碳化的控制措施从混凝土原材料的选择到配合比的设计，再到混凝土的生产、浇筑、养护等多方面因素去控制。原材料方面，应该选择合适的水泥品种和强度等级，严格控制水泥用量，细集料采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂，粗集料采用质地坚硬、洁净、级配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石;适量掺入优质的矿物掺合料降低水化反应防止混凝土裂缝的产生，添加适当的外加剂，可以有效的降低混凝土用水量，从而降低水灰比，改善混凝土的密实性与和易性，提高混凝土的抗渗透能力，从而降低碳化速度。生产施工方面，混凝土要严格按配合比生产，控制用水量，搅拌均匀、计量准确，在浇筑过程中，要振捣均匀、不漏振、不过振，浇筑完成后对表面及时覆盖并进行养护，严格控制拆模时间。严格控制裂缝，适当增加钢筋混凝土保护层厚度，混凝土表面涂刷防渗层，使用环氧树脂钢筋，在混凝土中掺加阻锈剂等均能很好的减少碳化或减少碳化产生的不利影响。3结语混凝土的碳化虽然能对混凝土的耐久性产生严重的不利后果，但还是要客观的评价碳化带来的不利