水工建筑物混凝土碳化问题分析

'　　水工建筑物混凝土碳化问题分析：水工建筑物的混凝土质量直接影响整个建筑工程的施工质量，因此，必须从混凝土角度出发，确保水工建筑物的质量安全。但是在实际考察过程中，我们会发现水工建筑物混凝土容易出现碳化现象，这给水工建筑物的质量安全带来了安全隐患。本文，介绍并分析了水工建筑物混凝土碳化的机理，在此基础上，阐述了导致水工建筑物混凝土碳化的原因，最后提出了较为可行的应对措施。　　关键词：水工建筑物；混凝土；碳化；机理；原因；措施　　0引言　　改革开放30多年来，我国经济快速发展，为满足现代化的生活、生产需求，必须建造大量的建筑混凝土工程。在这些建造的混凝土工程中，有一些建筑物所处的环境比较特殊，例如长时间处于液体或腐蚀性气体环境中，这对建筑物结构的稳定性提出了新的要求。水工建筑作为一类常见的建筑类型，混凝土是其主要结构组成部分，在水工建筑物工程中，我们经常会遇到混凝土碳化问题，碳化后的混凝土结构容易出现开裂、剥落现象，使得钢筋结构失去了外围保护屏障，加快了钢筋结构的腐蚀速度，缩短了建筑物的使用年限。因此，建筑混凝土施工部门应该正确认识混凝土碳化问题，找出引发混凝土碳化的原因，针对这些原因，提出可行的应对措施。　　1混凝土碳化机理分析 　　水泥中的矿物以硅酸二钙和硅酸三钙为主，这两种物质约占矿物总量的75%-80%，水泥遇水完全水化后，以水化硅酸钙形式存在的量约占水泥总量的45%-55%，氢氧化钙约占水泥总量的15%-25%，水化硅酸钙决定了水泥石的强度。将水泥、砂、石、水按照一定的比例混合后，经搅拌、成型处理后，所得到的结构物质就是混凝土。混凝土具有类似毛细管的结构特点，在混凝土成型后，这些毛细管空隙中容易留有空气。　　所谓的混凝土碳化，指的是当空气中的二氧化碳渗透到混凝土“毛细管”结构中，溶解于“毛细管”结构中的水分以及水泥水化过程中产生的硅酸钙以及氢氧化钙等反应生成碳酸钙的过程。反应方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。因此，混凝土之所以出现碳化是由于混凝土毛细管结构中存在空气以及水分，混凝土碳化是一个在气、液、固三相中同时进行的一个十分复杂的物理化学反应过程。　　混凝土发生碳化后会减少混凝土的渗透性，但是混凝土的强度却得到了提高，出现这种现象的原因是因为混凝土碳化过程中放出的水分促进了水泥的水化作用，此外，碳化过程中生成的碳酸钙填补了空隙，从这方面来讲，混凝土碳化是有益的。但是我们也应该看到，混凝土碳化后，混凝土的碱性降低、酸性加强，从而加快了钢筋的腐蚀速度。　　2水工建筑物混凝土碳化的原因分析　　2.1由于内部原因而引起的水工建筑物混凝土碳化　　2.1.1集料品种和级配　　集料品种和级配的不同，混凝土成型后其内部空隙结构会有很大的差别，进而影响混凝土的密实性。集料品种好、级配高，混凝土的碳化速度一般较慢。　　2.1.2水泥的品种及用量 　　一般来讲，水泥中所含的熟料量越多，混凝土的碳化速度越快。为降低混凝土的碳化速度，可以往水泥中添加一些减水剂或引气剂，这样能够提高混凝土的抗渗性，阻碍水分以及空气进入混凝土毛细管结构中，从而起到延缓混凝土碳化速度的作用。通过增加混凝土中的水泥用量，能够改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性。此外，还可以在一定程度上提高混凝土的碱性储备量，进而提高混凝土的抗碳化性能。因此，在一定范围内，随着水泥用量的增加，混凝土的碳化速度逐渐降低。　　2.1.3水灰比　　在控制水泥用量一定的前提下，随着水灰比的降低，混凝土的孔隙率会随着降低，同时，混凝土的密实性得到提高，从而降低了混凝土的神柔性，使得空气中的有害化学物质以及水分难以进入到混凝土中，从而延缓混凝土的碳化速度。　　2.1.4混凝土施工质量　　混凝土本身的施工质量和混凝土的碳化密切相关，在水工建筑物混凝土施工过程中，混凝土施工质量差主要表现在以下两方面：（1）混凝土振捣不密实，导致混凝土强度达不到要求，从而加快混凝土的碳化速度；（2）混凝土存在麻面、空洞以及蜂窝，这些现象的存在，使得空气中的水分以及二氧化碳能够较易的进入混凝土中，从而为混凝土的碳化创造了有利条件。　　2.2由于外部原因而引起的水工建筑物混凝土碳化　　2.2.1温度计光照 ：水工建筑物的混凝土质量直接影响整个建筑工程的施工质量，因此，必须从混凝土角度出发，确保水工建筑物的质量安全。但是在实际考察过程中，我们会发现水工建筑物混凝土容易出现碳化现象，这给水工建筑物的质量安全带来了安全隐患。本文，介绍并分析了水工建筑物混凝土碳化的机理，在此基础上，阐述了导致水工建筑物混凝土碳化的原因，最后提出了较为可行的应对措施。　　关键词：水工建筑物；混凝土；碳化；机理；原因；措施　　0引言　　改革开放30多年来，我国经济快速发展，为满足现代化的生活、生产需求，必须建造大量的建筑混凝土工程。在这些建造的混凝土工程中，有一些建筑物所处的环境比较特殊，例如长时间处于液体或腐蚀性气体环境中，这对建筑物结构的稳定性提出了新的要求。水工建筑作为一类常见的建筑类型，混凝土是其主要结构组成部分，在水工建筑物工程中，我们经常会遇到混凝土碳化问题，碳化后的混凝土结构容易出现开裂、剥落现象，使得钢筋结构失去了外围保护屏障，加快了钢筋结构的腐蚀速度，缩短了建筑物的使用年限。因此，建筑混凝土施工部门应该正确认识混凝土碳化问题，找出引发混凝土碳化的原因，针对这些原因，提出可行的应对措施。　　1混凝土碳化机理分析　　水泥中的矿物以硅酸二钙和硅酸三钙为主，这两种物质约占矿物总量的75%-80%，水泥遇水完全水化后，以水化硅酸钙形式存在的量约占水泥总量的45%-55%，氢氧化钙约占水泥总量的15%-25%，水化硅酸钙决定了水泥石的强度。将水泥、砂、石、水按照一定的比例混合后，经搅拌、成型处理后，所得到的结构物质就是混凝土。混凝土具有类似毛细管的结构特点，在混凝土成型后，这些毛细管空隙中容易留有空气。　　所谓的混凝土碳化，指的是当空气中的二氧化碳渗透到混凝土 “毛细管”结构中，溶解于“毛细管”结构中的水分以及水泥水化过程中产生的硅酸钙以及氢氧化钙等反应生成碳酸钙的过程。反应方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。因此，混凝土之所以出现碳化是由于混凝土毛细管结构中存在空气以及水分，混凝土碳化是一个在气、液、固三相中同时进行的一个十分复杂的物理化学反应过程。　　混凝土发生碳化后会减少混凝土的渗透性，但是混凝土的强度却得到了提高，出现这种现象的原因是因为混凝土碳化过程中放出的水分促进了水泥的水化作用，此外，碳化过程中生成的碳酸钙填补了空隙，从这方面来讲，混凝土碳化是有益的。但是我们也应该看到，混凝土碳化后，混凝土的碱性降低、酸性加强，从而加快了钢筋的腐蚀速度。　　2水工建筑物混凝土碳化的原因分析　　2.1由于内部原因而引起的水工建筑物混凝土碳化　　2.1.1集料品种和级配　　集料品种和级配的不同，混凝土成型后其内部空隙结构会有很大的差别，进而影响混凝土的密实性。集料品种好、级配高，混凝土的碳化速度一般较慢。　　2.1.2水泥的品种及用量 　　一般来讲，水泥中所含的熟料量越多，混凝土的碳化速度越快。为降低混凝土的碳化速度，可以往水泥中添加一些减水剂或引气剂，这样能够提高混凝土的抗渗性，阻碍水分以及空气进入混凝土毛细管结构中，从而起到延缓混凝土碳化速度的作用。通过增加混凝土中的水泥用量，能够改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性。此外，还可以在一定程度上提高混凝土的碱性储备量，进而提高混凝土的抗碳化性能。因此，在一定范围内，随着水泥用量的增加，混凝土的碳化速度逐渐降低。　　2.1.3水灰比　　在控制水泥用量一定的前提下，随着水灰比的降低，混凝土的孔隙率会随着降低，同时，混凝土的密实性得到提高，从而降低了混凝土的神柔性，使得空气中的有害化学物质以及水分难以进入到混凝土中，从而延缓混凝土的碳化速度。　　2.1.4混凝土施工质量　　混凝土本身的施工质量和混凝土的碳化密切相关，在水工建筑物混凝土施工过程中，混凝土施工质量差主要表现在以下两方面：（1）混凝土振捣不密实，导致混凝土强度达不到要求，从而加快混凝土的碳化速度；（2）混凝土存在麻面、空洞以及蜂窝，这些现象的存在，使得空气中的水分以及二氧化碳能够较易的进入混凝土中，从而为混凝土的碳化创造了有利条件。　　2.2由于外部原因而引起的水工建筑物混凝土碳化　　2.2.1温度计光照如果混凝的外表温度骤降，混凝土的表面则会出现收缩并对混凝土产生一定的拉力，当这个拉力的大小超过混凝土本身的抗拉强度时，混凝土则会发生开裂，由此一来，大气中的水分以及二氧化碳等物质就会进入混凝土内部，从而加速混凝土的碳化速度。　　2.2.2酸性介质 　　当混凝土空隙中存在酸性介质，这些酸性介质一旦遇到水则会形成酸，溶解在水中的酸痛水泥中的硅酸盐、氢氧化钙以及铝酸盐等物质发生中和反应，从而降低混凝土的碱性，增加混凝土的酸性，混凝土中的钢筋就容易腐蚀。引起钢筋发生腐蚀的另一个因素是混凝土中的氢氧化钙与酸反应生成氯化钙等物质，而氯化钙具有较强的吸湿性，从而加快额钢筋的腐蚀。　　2.2.3相对湿度和含水率　　混凝土碳化速度和周围环境的相对湿度以及含水率密切相关。如果我们仔细观察水下建筑物混凝土，我们会发现，混凝土下部结构的碳化程度远远高于上部结构，这就是因为下部结构中的相对湿度以及含水量高于上部结构。　　3混凝土碳化的防护措施　　3.1混凝土表面处理　　（1）混凝土表面清理：对混凝土表面进行清理的目的主要是为了清除混凝土表面的浮物以及杂物。具体的清除方法可以用钢丝刷在混凝土上来回刷，也可以用纱布在混凝土表面打磨，直到混凝土表面的污物全部清除掉，最后用高压空气或清水洗净污物。　　（2）当混凝土表面清理干净后，用腻子修补混凝土表面暴露出来的蜂窝、裂缝以及麻面，对混凝土浇筑时的残留物要铲平。当混凝土出现较大面积脱落时，应该用丙乳砂浆补齐脱落部位，确保修补后的混凝土表面平整、无污迹。　　（3）混凝土露筋部位要除锈，然后用丙乳砂浆或高强度等级的混凝土进行修补。　　3.2表面涂刷　　可以选用机械表面涂刷和人工表面涂刷两种方式。　　（1）涂刷之前去报混凝土表面清洁无污迹；只有当混凝土表面修补平整并完全干燥后才能进行第一遍涂刷。同理，第二遍涂刷要等到第一遍刷膜完全干燥； 　　（2）混凝土表面至少涂刷三遍，并且每次涂刷的厚度控制在300微米左右；　　（3）在涂刷过程中，如果遇到小的麻面、蜂窝或裂缝，务必反复揉搓并将这些麻面、蜂窝、裂缝填平，千万不能一刷而过；　　（4）环氧浆涂层表面不能出现皱折、流挂现象。　　4结语　　由上可以看出，引起水工建筑物混凝土碳化的原因很多，只有综合考虑这些原因，才可能提出可行的混凝土防碳化措施。注重混凝土的施工以及后期养护环节，将混凝土碳化程度控制在允许范围内是完全可以做到的。　　'