浅析混凝土碳化的影响因素

摘要： 混凝土结构的两个重要指标是强度和耐久性。混凝土碳化是衡量混凝土耐久性的一个重要指标，本论文通过对混凝土碳化原理的解释，主要分析讨论引起混凝土碳化的各种因素，对于在施工中如何减轻碳化危害给予处理意见。

关键词：混凝土碳化 影响因素 水灰比

中图分类号：TQ178 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数

1.引言

我国建筑市场蓬勃发着的同时国家对工程质量的重视程度也越来越高，其中质量监督部门也在加大力度对混凝土强度等级的检测程度，各地方出台相应的地方法规，对混凝土结构耐久性的要求给予更高的重视和控制。如南京市在2007年颁布的宁建工字200732号文附件中规定。当施工监测混凝土碳化深度查过2.5mm时，施工企业应向设计单位提出关于耐久性方面的处理意见。

2.碳化的定义

混凝土的碳化是从混凝土开始浇筑到完成使用年限都存在的一种过程，是只能降低而不能避免的过程。混凝土在任何条件下都存在碳化过程。具体是指混凝土与水泥中的碱性物质相互作用，是其组织、成分、力学性能发生变化的复杂物理化学过程。混凝土碳化对混凝土本事影响并不严重，随着碳化过程的进行，混凝土强度反而有所提高。混凝土碳化的主要危害在于对钢筋的保护作用下降。这是由于混凝土碱性下降后，在高碱性环境中对钢筋的钝化膜、氧化膜的破坏，钢筋失去混凝土的保护作用，加速锈蚀速度，从而导致强度降低。混凝土碳化的另一个危害就是碳化会加速混凝土的收缩，急剧的收缩应力可以导致混凝土裂缝的产生，加速结构的破坏。碳化时间与抗压强度的关系见图1

3.影响碳化的因素及控制措施

碳化深度测试时， 先用钎子在混凝土结构表面凿几个测试点， 滴上浓度为1%的酚酞，然

后将碳化深度测试仪顶端尖部测试点，放置到混凝土结构测试点的粉红色与不变色的边沿交界处，再将碳化深度测试仪平放到混凝土结构面上 而后读出碳化深度测试仪上的数值 数值精确至0.5mm 便是碳化深度测定值. 具体操作标准详见GJT23-2001第4.3条。当碳化深度超过一定数值时，要向设计单位征求碳化处理意见。引起混凝土碳化的因素有很多，如材料、施工质量、水灰比、养护措施等等。

3.1材料

混凝土碳化速度与混凝土所用材料密切相关，例如加了减水剂，混凝土的和机箱得到了改善，减小水灰比，混凝土的密实度得到了提供，碳化的速度就减慢了。通常情况下普通硅酸盐水泥要比早强硅酸盐水泥硬化快。从混凝土材料来说你控制粉煤灰的掺和量是控制混凝土碳化速度的重要条件。宁建工字200732号文附件中规定：混凝土施工中所掺的粉煤灰必须是一级粉煤灰，烧失量应小于或等于5%，拌制混凝土时，粉煤灰的产量不应大约水泥用量的百分之十五。如果施工中掺量大于15%，应该委托相应检测结构按照国标和检验批要求对混凝土进行碳化深度检测，检验批规定总检测数量不少构件总量的30%，且最少不少于10个。

3.2浇筑质量

混凝土浇筑质量主要是指混凝土的振捣质量。当混凝土振捣质量不高，振捣不密实时，混凝土表面会产生麻面、旗袍、孔洞甚至漏筋等现象，这些混凝土浇筑质量的缺陷会对混凝土内部质量造成影响，混凝土内部毛细管道粗大，雨水和空气中二氧化碳以及其他有害物质进入混凝土内部，加速混凝土的碳化和对钢筋的锈蚀作用，因此加强对混凝土振捣方法和振捣质量及时间的控制是防治混凝土碳化不二的方法。

3.3水灰比的影响

混凝土碳化的另一个因素就是水灰比，混凝土水灰比的大小直接影响混凝土浇筑的密实程度，水灰比小的混凝土结构密实，透气性差，与空气和水接触较少，所以混凝土碳化速度就慢。这主要是由于碳化速度是与混凝土的透气性密切相关的。同样道理，在混凝土施工中使用水泥量大的混凝土就比水泥用量小的混凝土碳化速度慢。在施工过程中也存在往混凝土中注水的现象，这种操作方法增加可混凝土的透气性，从而加快的混凝土的碳化速度。因此在施工中要严格按照设计要求选择适合的水灰比，控制混凝土塌落度，对减缓混凝土碳化速度是很有利的。

3.4环境因素

混凝土的碳化过程离不开水的存在，在完全干燥或者湿度非常大的情况下，混凝土是很难碳化的。在正常环境正常空气湿度中，密实度不高的混凝土很容易碳化，在风速较大、温度较高的地理环境中，碳化的速度要比平常高一些。民用建筑中碳化速度较高的部位有楼梯口、通风口等位置。在目前的条件下，改变空气中二氧化碳的含量还是不可行的，但是在施工中采取一定的措施和合理的施工方法，是完全可以简化混凝土碳化速度的。混凝土施工后一个星期左右是混凝土强度和刚度上升的重要时期，混凝土内部发生的复杂的物理化学反应。在此期间控制混凝土碳化也是非常好的时期，主要可以从一下两个方面加以控制：一方面增加侧模的数量，推迟拆除侧模的时间。通常情况一个标准层的施工时间一般为5天，是混凝土施工中一般底模3套，侧模2套，侧模拆除时间为混凝土浇筑后的24时，在此期间混凝土内部并未完全反应，极易容易碳化，延迟侧模的拆除时间可以是反应完全，从而控制碳化速度。另一方面就是控制混凝土的养护方法和时间，对于养护质量高的混凝土其强度和密实度都高，表面光滑，没有麻面和漏筋现象，抗腐蚀能力强。能有效阻止空气中水分和CO2侵入其中，对于防止碳化是极为有利的。

3.5酸性气体

当空气中酸性气体含量达到一定比例，这些酸性气体深入混凝土孔隙中，于其中的水形成酸性介质，与混凝土中的碱性物质发生中和反应，导致混凝土强度降低，这是引起混凝土碳化的直接原因，有统计数据表明，碳化的速度跟空气中酸性介质的含量有关系。混凝土中钢筋的锈蚀程度跟其中氯离子 （ CL-）的含量有关，氯离子与混凝土中水形成盐酸，盐酸与氢氧化钙作用生成氯化钙，氯化钙具有极强的吸湿性，容易破坏钢筋的氧化膜，是钢筋发生溃溃灿性锈蚀。

3.6温度和光照

温度突然降低，混凝土表面收缩产生张力，这些张力一旦超过混凝土的抗拉强度，混凝土表面会发生李瑞峰，导致裂缝逐渐脱落，这些裂缝和开裂与空气中的水和二氧化碳深入其中提供了条件。其中阳面的混凝土温度比阴面温度高，阳光直射，加速了混凝土的碳化速度。

3.7含水量和相对湿度

空气中的含水率直接影响混凝土的碳化速度，空气湿度大，混凝土孔隙中含水较多，二氧化碳不宜扩散，难以形成酸性介质，，太低的湿度因为缺少足够的水分，酸性溶液也难以形成，碳化作用在过高和过低的湿度中都不容易发生。周围介质的相对湿度为 50 ～ 70%， 混凝土碳化速度最快。由此可见混凝土碳化的速度与周围环境的含水率是有直接关系的，在实际施工过程中，混凝土构件下部的碳化程度较上部轻一些，这主要是由于湿度影响的结果。

3.8冻融和渗漏

在北方一些地区由于气候环境的影响，混凝土很容易发生冻融作用，动容作用是指在混凝土内部孔隙水的交替冻结膨胀和溶解松弛，是混凝土大面积脱落，产生裂隙和剥落，从而加速混凝土的碳化过程，

4.结论

混凝土碳化过程是混凝土使用和施工过程中不可避免的过程，本文分析和总结了混凝土碳化的一些因素，在混凝土施工和使用过程中，要从上述几个方面控制施工质量，从而减慢混凝土的碳化速度，提高混凝土的耐久性。

参考文献

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