水工建筑中混凝土碳化的原因及对策.pdf

2012年第7期
黑龙江水利科技
No.7.2012
(第40卷)
Heilongjiang Science and Technology of Water Conservancy
(Todal No 40
文章编号:1007~-7596(2012)07-0251-02
水工建筑中混凝士碳化的原因及对策
陈忠成
(贵州中水建设股份有限公司,贵阳5500)
摘要:对水工建筑来说,由于混凝土质量的主要影响因素之一是混凝土的碳化问题,因此在水工建筑的施工过程中应该高度重视。
分析了水工建筑混凝土的碳化机理和影响因素及影响混凝土碳化的主要原因,提出了水工建筑施工中防治混凝土碳化的对
策,从而达到或延长施工建筑工程的使用寿命。
关键词:水工建筑;混凝土;碳化;原因;对策
中图分类号:TV431
文献标识码:B
两大类;内在原因和外部原因。
0前言
2.1由于内部原因导致的水工建筑物混凝土碳化
水工建筑主要组成部分就是混凝土,在水工建筑的混凝2.1.1集料级配和品种
土建筑物中,普遍存在着因为混凝土碳化而导致水工建筑内
混凝土所使用的集料级配和品种的不同,会使得建筑物
部钢筋的锈蚀,从而造成混凝士结枃物的破坏,并且这种破坏内部的孔隙结构有很大的差别,水工建筑物混凝土的密实性
是一种危害极大的损坏。水工建筑物的爾久性与混凝士的碳会受到直接影响。混凝土碳化的速度比较慢的一般会是级配
化密切相关,如果建筑物的混凝土碳化严重的话,将导致建筑
较好、材质致密坚实的集科的混凝土。
物混凝土结构出现剥落、开裂的现象,不仅破坏了原有的保护2.1.2水泥的品种和用量
层,同时还使得建筑结构物受到损坏,最终水工建筑物的寿命
不同品种的水泥会有不同混合材量、矿物组成、生料化学
会缩短。因此,只有影响混凝土碳化的原因被充分正确地认
识到的时候,才能据此采取和制定相关的措施,预防建筑物混成分、外加剂,混凝土的碱度和水泥本身的活性将会受到这些
凝土碳化现象的发生,从而真正实现水工建筑的功能,并且水
因素直接影响,同时这些因素对混凝土碳化的速度也有一定
工建筑的使用年限也将延长。
的影响。一般来说,混凝土的碳化速度与水泥中所含熟料的
多少成反比。可以通过添加一些例如引气剂、减水剂翔的外加
混凝土碳化的概念
剂来提高混凝土的抗渗性,减弱混凝土的碳化速度。增加水
混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中工建筑物中混凝土的水泥用量,不仅混凝土的和易性可以被
CO2气渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐改变,从而混凝土的密实性也会得到提高,同时混凝土的碱性
和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作中性化,储备还可以得到一定程度的增加,増强了混凝土的抗碳化性
其化学反应为:Ca(OH)2+CO02=CaCO+H20。水泥在水化过程能。随水泥用量的増大,建筑物的混凝土碳化速度反而降低。
中生成大量的氢氧化钙,使混凝土空原中充满了饱和氢氧化钙溶2.1.3水灰比
液,其碱性介质对钢筋有良好的保护作用,使钢筋表面生成难溶
在保证水泥用量一定的前提下,混凝土的孔隙率可以通
的Fe3Oa,称为钝化膜。碳化后使混凝土的碱度降低,当碳化超
过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土
过增大水灰比而得到增加,同时降低了密实度,增大了渗透
性,导致建筑物混凝土体内进入了空气中较多的有害化学物
失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。可见,混凝土碳化作用
一般不会直接引起其性能的劣化,对于素混凝士,碳化还有提高质及水分,从而使水工建筑物的混凝土碳化速度加快。
混凝土耐久性的效果,但对于钢筋混凝土来说,碳化会使混凝2.1.4磨细矿物掺料的数量和品种
的碱度降低,同时,增加混凝土孔溶液中氢离子数量,因而会使混
若混凝土中掺不能自行硬化的活性水硬性材料,可以
凝土对钢筋的保护作用减弱。
通过与加人的石灰或者与水泥水化析出的氢氧化钙相互作
用,并且形成了稳定性较强的胶结物质,从而降低了混凝土碱
2水工建筑混凝土碳化的原因
度。在采用等量取代水灰比不变的情况下,混凝土的碳化速
导致水工建筑物混凝土碳化的原因有很多,主要可分为度与掺料量取代水泥量的大小有关。
[收稿日期]2012-07-09
[作者简介]陈忠成(1974ー),男,贵州贵旧人,エ程师,从事水利工程勘测设计エ作。
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2.1.5养护质量
料的选择要谨慎。抗碳化能力强的硅酸盐水泥优先选用;选
在水工建筑物的混凝土成型后,其养护必须在适宜的环用级配良好和质地硬实的石料和砂来做集料;施工中不仅要
境中才能有效的进行,养护好的混凝土的特点有强度高、胶凝用筛选、石要洗,同时剔除集料中的有害物质也要高度重视
好、抗侵蚀能力强、内实外光,大气中的水分和二氧化碳会被②在混凝土中可掺入适宜优质的如阻水剂、减水剂等外加剂,
阻止进人混凝土的内部,混凝土的碳化速度会得到延缓。如来改善混凝土的某些性能,提高其强度和抗渗性、抗冻性、密
果混凝土养护的不好,混凝土抗侵蚀性会变差,大气中水分和实性;③混凝土的水灰比要严格控制,要求是水灰比小,低塌
二氧化碳将会很容易进入混凝土内部,从而会使混凝土的碳落度,在满足配料和施工需要的最低范围内控制水的用量,尽
化速度加快。
量减少混凝土的自由水;④养护和振捣,要有及时的混凝土养
护,养护按照不同水泥品种所要求的时间,环境的湿度和温度
2.1.6施工质量
要控制好,以使混凝土在适宜的环境中进行养护;严格按照相
水工建筑的施工质量差主要表现为两个方面:①蜂窝、麻关的规定标准来进行振捣,必要时可作表面处理;⑤钢筋混凝
面、空洞多,给大气中的二氧化碳和水分的渗人创造了条件;土保护层厚度,施工时要将钢筋用事先预制好的高标号砂浆
②振捣不密实,造成混凝土强度低,从而会使混凝土的碳化速垫块垫好,使钢筋混凝土保护层厚度满足设计要求:⑥施工缝
度加快。
要做到不留或少留,对留的施工缝要处理好接缝处。
2.2由于外部原因导致的水工建筑物混凝土碳化
3.3水工建筑的使用
2.2.1酸性介质
在水工建筑物的使用上,原设计的使用条件不要随意改
混凝土碳化的直接原因是由于混凝土孔隙中渗入了酸性变。因为温度、外界气体、湿度等因素变化所引起的混礙土内
气体,并且在混凝土的液相中溶解形成酸,与水泥石中的硅酸部某些情况的变化直接与水工建筑物使用条件的改变相关
盐、铝酸盐、氢氧化钙及其他化合物发生中和反应,使得水泥3.4水工建筑的治理方面
发生变质,降低了混凝土的碱度。混凝土中钢筋锈蚀的另外
水工建筑中混凝土构件的治理主要包括加强维护和定期
个原因是在混凝土液相中氯离子形成盐酸,与氧氧化钙作检査两方面。对于轻易产生混凝土碳化的构件,需要派专人
用后生成氯化钙,由于氯化钙吸湿性很高,从而导致钢筋发生定期观察并及时进行湿度、温度的测试,检査并具体记录碳化
溃烂性锈蚀现象。
深度和裂繼情况。若发现混凝土表面有剥落、开裂现象时,需
2.2.2温度和光照
要采取使混凝土表面与大气