住宅建筑混凝土碳化分析及防治措施探讨

【摘 要】混凝土抗碳化能力是衡量混凝土结构耐久性的一个重要指标，抗碳化能力差的混凝土构件常易引起钢筋锈蚀，破坏混凝土结构，减少住宅建筑使用寿命，本文从混凝土碳化含义出发，简要分析了影响混凝土碳化的因素，并提出了相应的治理及防范措施，有一定借鉴意义。

【关键词】混凝土；碳化；治理；控制

当前，房地产建设如火如荼，混凝土材料应用广泛，因此其耐久性及抗碳化能力也受到普遍关注。其实，很长时间以来，我国在施工及设计时更多地关注混凝土的强度，对碳化问题认识一直不足，这在一定程度上造成目前我国很多建筑混凝土抗碳化能力较低，钢筋易被腐蚀，导致混凝土表层的开裂和脱落，严重者甚至造成混凝土断裂，耐久性不足，最终使住宅建筑的使用寿命大大减少。基于此，本文结合实践经验就住宅建筑混凝土碳化相关问题进行探讨，提出减缓混凝土碳化的应对措施，以供参考。

1、混凝土碳化概述

所谓混凝土的碳化，是指空气中CO2与水泥中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能均发生变化，使用机能下降的一种复杂的物理化学过程，也叫混凝土的中性化。其实碳化本身对混凝土强度并无害处，相反随着碳化的进行还会提高混凝土的强度，所以根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001），回弹值要根据碳化深度进行折减，且随碳化的增大混凝土孔隙率降低，抗渗性能越好。碳化的主要危害在于降低了混凝土的碱性，由于钢筋只有在高碱环境下才能形成致密氧化膜，保护钢筋不受锈蚀，因而碱性的降低自然导致混凝土失去对钢筋的保护作用，加速钢筋锈蚀几率。同时碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能造成混凝土裂缝及结构的破坏。

2、混凝土碳化的影响因素

结合如上所述的混凝土碳化的物理化学过程，可知影响混凝土碳化的两大因素，一是混凝土本身的密实性，二是碱性储备的大小。具体说来，又可概括为材料因素、环境因素及施工因素三大要点。其中，材料因素对混凝土碳化的影响主要源于其对混凝土碱度的影响，包括水灰比、水泥品种和用量、骨料品种与级配、外掺剂等；环境因素对混凝土碳化的影响主要包括环境相对湿度、温度、压力以及CO2浓度等，其主要是通过影响碳化反应的发生条件来影响混凝土的碳化速度；施工因素对混凝土碳化的影响主要源于其对混凝土密实性的影响，主要含混凝土搅拌、振捣及养护等条件等。

3、混凝土碳化治理措施

一般说来，每个住宅项目其混凝土的碳化形式及程度均表现不一，因此处理的时候要结合具体工程情况进行分析处理，目标均为控制住碳化，防治其情况纵深恶化。若碳化情况严重，则往往钢筋腐蚀情况也较严重，此时已难以保证混凝土的安全系数，因此必须拆除危险建筑然后按需求重建。若碳化情况不重不轻，则碳化层往往表现出蓬松的之感，超过了钢筋保护层的厚度极限，则可采取将碳化层凿除的方法，然后再抹一层强度足够高的混凝土或者砂浆。若碳化程度较小，钢筋深层仍有足够强度，未被腐蚀，可涂抹优质涂料进行封闭，该法工艺简便，附着力强、绝缘性能好、耐热性高、受环境影响较小，是目前常用的处理措施。若钢筋脚蚀情况较严重，则要先除锈再根据其腐蚀深度及结构特点对钢筋进行加补。

4、控制混凝土碳化关键措施

4.1选择合适的建筑材料

施工过程中，应从建筑物地理位置的周围环境及建筑物的不同部位出发，选择合适的水泥品种。一般说来，与早强硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥碳化速度稍快，因此最好选用硅酸盐水泥，同时可在水泥中掺入加气剂或减水剂，改善混凝土的和易性，减小水灰比，制成密实的混凝土，减缓碳化速度。从混凝土材料本身而言，控制好其粉煤灰的掺量对碳化有重要影响，一般来说，混凝土中掺用的粉煤灰应为一级粉煤灰，混凝土拌制时粉煤灰掺量应小于水泥用量的15%。集料选用质地硬实和级配良好的砂和石料。施工中除筛砂选石，还要将集料中的有害物质剔除干净。

4.2严控混凝土的水灰比

混凝土的碳化速度在很大程度上与其透气性休戚相关，混凝土的透气性越小碳化速度越慢，反之碳化速度越快，而水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实，透气性小，因此其碳化速度就慢。同理，单位体积水泥用量较多的混凝土其碳化也比水泥用量少的混凝土速度慢，然而在实际施工中，现场的作业人员甚至管理人员往往都会在混凝土中注水，在浇筑剪力墙及一些截面尺寸较小的混凝土构件时为了便于施工，往往擅自向混凝土内注水以增加其塌落度，无形中增大了混凝土的水灰比，使得混凝土碳化速度加快，因此施工中应时刻强调小水灰比低塌落度，尽量减少混凝土的自由水，将注水量控制在满足配料及施工所需的最低范围内。

4.3采用科学的施工方法

混凝土碳化受环境影响很大，若处于完全干燥或湿度较大的环境中混凝土较难碳化，只有存在水分时才会碳化；而在空气湿度正常大气中，不密实的混凝土最容易碳化；在湿度相同时风速及温度愈高，则混凝土碳化愈快；在民用建筑中，楼梯口等通风较好的部位则碳化速度较快，因地下室部分基本封闭则碳化速度相对较慢。施工中我们虽然对环境无能为力，但可以根据以上特性采取一定的施工措施，减缓混凝土的碳化速度。依据多年的施工经验，混凝土施工完毕后的前3d尤为重要，因此可采用增加侧模套数，推迟侧模拆除时间的方法减缓混凝土的碳化速度。在高层建筑中，一个标准层的施工一般控制在5d左右，而在施工中一般底模3套，侧模2套，故侧模实际拆除时间为混凝土浇筑完毕后24h内，此时混凝土内未反应完全，极易形成碳化，所以底板的碳化要比剪力墙的碳化小的多，增加1套侧模，推迟拆模时间，则可有效地控制混凝土的碳化。

4.4加强振捣与养护

施工中现场混凝土的浇筑质量对碳化的影响也较大，如混凝土振捣不密实，轻者表面气泡、麻面，重者露筋、孔洞，这些表面缺陷都会加大混凝土内部的毛细孔道，且因这些毛细孔道多数相连，致使水、空气及侵蚀性化学物质沿着粗大的毛细孔道或裂缝进入混凝土内部，从而加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。因此在混凝土施工中，为保证混凝土浇筑质量，增大其抗碳化的能力，混凝土振捣时一定要充分并严格按照规定标准进行，确保浇捣密实，如有必要可作表面处理。此外，混凝土的养护也要及时，混凝土达到初凝立即进行养护，在混凝土上复盖塑料薄膜，以保持其水分，进而形成微密外层，同时要控制好环境的温度和湿度，确保混凝土养护环境的适宜。

4.5涂抹保护层

多项试验结果表明，随着时间的延长混凝土碳化深度增加，但其进程则是逐渐降低的。在施工中可在混凝土表面涂上保护层，如涂刷水玻璃，使内部混凝土与外部的大气隔绝，从而有效地防止或减缓其碳化进程。硬化后的水玻璃除填充混凝土孔隙外，还可在结构表面形成致密的保护层。此外，还可涂环氧—呋喃树脂有机材料、油漆、沥青材料等，都可有效地保护好混凝土，使其碳化进程减慢。

总之，随着当前城市建设的发展，混凝土材料的使用越来越多，混凝土碳化作为混凝土结构普遍存在的病害之一，也越来越受到大众的关注，各企业在施工中应加强施工质量关，采取有效措施，提高混凝土的抗碳化能力，延长建筑工程的使用寿命。

参考文献：

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