摘要：混凝土碳化是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的一個(gè)重要因素。本文分析了混凝土碳化作用機(jī)理，探討了影響混凝土碳化的因素，通過對鋼筋混凝土構(gòu)件碳化問題的分析研究,使我們掌握這些問題存在的根源,在以后的工作，從理論的角度上多方位考慮，并不斷的研究探索此類問題的解決方法。

　　關(guān)鍵詞：混凝土;碳化;問題;研究

　　Abstract: the concrete carbonization influence is reinforced concrete structure endurance in one of the most important factors. This paper analyzes the concrete carbonization mechanism, and discusses the influence factors of concrete carbonation, through the of reinforced concrete member carbonization problem analysis of research, that we master these problems of source, in the later work, from the point of view of the theory on multiple consideration, and continuously the research to explore such the solution to the problem.

　　Keywords: concrete; Carbonization; Problem; research

　　中圖分類號：TU522.1+7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　混凝土碳化是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的一個(gè)重要因素。 鋼筋對鋼筋混凝土的承載能力起著極其重要的作用，混凝土握裹著鋼筋，當(dāng)混凝土受到拉伸時(shí)鋼筋起著拉應(yīng)力的作用 。混凝土碳化會引起其所包裹鋼筋銹蝕，而鋼筋的銹蝕加速了混凝土的碳化，二者互相作用，形成一個(gè)惡性循環(huán)鏈條 當(dāng)碳化達(dá)到一定深度后，混凝土內(nèi)的鋼筋在二氧化碳作用下容易產(chǎn)生銹蝕，鋼筋銹蝕一方面使得鋼筋和混凝土分離，另一方面發(fā)生膨脹導(dǎo)致體積增加，銹蝕后的鋼筋體積比原來的體積膨脹2.5倍。 體積增加使得鋼筋周圍的混凝土內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力，從而出現(xiàn)由內(nèi)向外的剝蝕 。混凝土一旦開裂，與鋼筋之間的粘結(jié)力下降，混凝土保護(hù)層便會剝落，鋼筋斷面發(fā)生缺損，導(dǎo)致混凝土性質(zhì)劣化，嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

　　一、混凝土碳化作用機(jī)理

　　碳化作用是指大氣中， 在有水的條件下， 與水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng) ，產(chǎn)生碳酸化合物以及分解出其他反應(yīng)物的現(xiàn)象。碳化作用的實(shí)質(zhì)是混凝土失去堿性的現(xiàn)象，當(dāng)鋼筋表面的PH 值降到 10以下時(shí)， 鋼筋的鈍化膜被破壞， 混凝土也就失去了對鋼筋的保護(hù)作用， 在水與空氣存在的條件下， 鋼筋開始銹蝕 ，銹蝕引起體積膨脹使混凝土保護(hù)層遭到破壞， 從而界面出現(xiàn)裂縫以及保護(hù)層剝落等現(xiàn)象， 這又進(jìn)一步促進(jìn)鋼筋的銹蝕 ，造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的降低， 碳化還會直接對混凝土材料造成破壞， 并降低混凝土的耐久性。 可見 ，混凝土的碳化對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有很大的影響。

　　預(yù)拌混凝土普遍碳化快， 尤其是混凝土板墻 ，有的不過兩三個(gè)月， 碳化深度竟達(dá)4-6mm。

　　二 混凝土及施工現(xiàn)狀

　　1、混凝土現(xiàn)狀

　　不論是房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目還是政府工程普遍工期緊， 基本采用汽車泵、 地泵來輸送預(yù)拌混凝土， 這就對混凝土的和易性 、可泵性提出一定的要求。 一般高層建筑的剪力墻厚度為180-250mm, 鋼筋密集, 混凝土拌合物的坍落度基本在160mm 以上, 有的甚至為預(yù)拌混凝土普遍通過摻加減水劑、摻合料等來滿足施工要求。 混凝土中粉煤灰、 礦渣粉等摻合料摻加比例越來越大，混凝土既要滿足強(qiáng)度等級要求又要有良好的和易性， 以滿足泵送要求。

　　2、施工現(xiàn)狀

　　有些工程由于工期緊， 對混凝土的養(yǎng)護(hù)很難到位。 大部分施工單位只對混凝土澆澆水而已， 若不是在冬季， 很少覆蓋塑料薄膜打完混凝土第二天樓板就上人放線、 綁鋼筋、 準(zhǔn)備下一層施工， 混凝土表面得不到好的養(yǎng)護(hù)和保護(hù) ;剪力墻混凝土更疏于養(yǎng)護(hù)而且拆模早， 混凝土過早地暴露于空氣中。

　　3、混凝土保護(hù)層

　　目前， 高層建筑的混凝土保護(hù)層厚度一般為地下部分墻板內(nèi)側(cè)厚度為20mm, 墻、 梁、

　　板臨土側(cè)厚度為40-50mm， 非臨土側(cè)厚度為20-30mm，底板、 承臺處厚度為40-50mm; 地上部分板 、墻厚度為15-20mm, 梁處厚度為外露梁板處厚度為25-30mm。

　　三、影響混凝土碳化的因素

　　1、 環(huán)境條件對碳化速度的影響

　　(1)光照和溫度。 混凝土碳化與光照和溫度有直接關(guān)系。 溫度升高，碳化反應(yīng)和 CO2 擴(kuò)散速度加快，所以碳化速度加快 陽光的直射，加速了其化學(xué)反應(yīng)，也能使碳化速度加快。

　　(2)相對濕度。 相對濕度決定孔隙水的飽和程度。 碳化是液相反應(yīng)，在相對濕度低于45%的空氣中 (干燥狀態(tài))的混凝土很難碳化;在相對濕度大于95%的潮濕空氣中或在水中的混凝土由于透氣性小，反而難以碳化。 在45%- 95%的環(huán)境相對濕度范圍，隨著環(huán)境相對濕度的增大，混凝土的碳化速度降低。

　　(3)環(huán)境中 CO2 濃度。 CO2 濃度越高，碳化速度就越快。 一般認(rèn)為，混凝土的碳化速度與 CO2 濃度的平方根成正比。

　　2、混凝土碳化的影響因素

　　(1)水泥品種的影響 水泥品種不同，水泥水化產(chǎn)物中堿性物質(zhì)的含量及混凝土的滲透性不同，故對混凝土碳化速度有一定影響。 在快速試驗(yàn)條件下，礦渣水泥混凝土比同一水灰比的普通水泥混凝土碳化快 10 -20%，在室外暴露條件下，快50- 90%。

　　(2)水泥用量的影響。 水泥用量直接影響混凝土吸收 CO2 的量，因此對混凝土碳化速度有一定影響。 混凝土吸收CO2 的量取決于水泥用量和混凝土的水化程度，水泥用量越大，其碳化速度越慢。

　　(3)水灰比對碳化速度的影響。 水灰比是決定混凝土性能的重要參數(shù)，對混凝土碳化速度影響極大。 眾所周知，水灰比基本上決定了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，水灰比越大，混凝土內(nèi)部的孔隙率就越大。 由于CO2 擴(kuò)散是在混凝土內(nèi)部的氣孔和毛細(xì)孔中進(jìn)行的，因此，水灰比在一定程度上決定了 CO2 在混凝土中的擴(kuò)散速度，水灰比越大，混凝土碳化速度也就越快。

　　(4)骨料的品種及顆粒級配。骨料的品種和顆粒級配影響混凝土的密實(shí)度，從而影響到碳化速度。 粗骨料粒越大，越容易造成離析、 泌水，影響穩(wěn)定性，增加了透氣性，降低密實(shí)度 。而輕骨料本身氣泡多，透氣性大 。所以骨料的品種及顆粒級配能影響混凝土的碳化速度。

　　(5)混凝土摻合料對碳化的影響。 在普通水泥混凝土中，摻加粉煤灰后，由于水泥中的熟料量相應(yīng)地減少了，致使混凝土吸收 CO2 的能力降低，同時(shí)，由于粉煤灰混凝土的早期強(qiáng)度低，孔結(jié)構(gòu)差，加速了 CO2 的擴(kuò)散速度，從而使碳化速度加快，當(dāng)粉煤灰摻量小于 10%時(shí)，可不考慮粉煤灰的影響;當(dāng)粉煤灰摻量超過 20%時(shí)，則必須考慮粉煤灰對碳化的影響，并應(yīng)控制粉煤灰摻量(不超過30%)。

　　(6)施工質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)對碳化的影響。 混凝土施工質(zhì)量對混凝土的品質(zhì)有很大影響，混凝土澆注振搗不僅影響混凝土的強(qiáng)度，而且直接影響混凝土的密實(shí)性，因此，施工質(zhì)量對混凝土碳化有很大影響 。在其它條件相同時(shí)，施工質(zhì)量好，混凝土強(qiáng)度高，密實(shí)性好，其抗碳化性能強(qiáng);施工質(zhì)量差，混凝土表面不平整，內(nèi)部有裂縫、 蜂窩 孔洞等，增加了 CO2 在混凝土中的擴(kuò)散路徑，使碳化速度加快混凝土養(yǎng)護(hù)狀況對混凝土碳化也有一定影響。 混凝土早期養(yǎng)護(hù)不良，水泥水化不充分，使表層混凝土滲透性增大，碳化加快。另外，混凝土養(yǎng)護(hù)方法對碳化速度也有一定影響。 混凝土養(yǎng)護(hù)僅靠澆水是不夠的， 覆蓋養(yǎng)護(hù)很重要，板墻雖然難以覆蓋， 但可以通過噴刷養(yǎng)護(hù)劑來達(dá)到養(yǎng)護(hù)的目的。 比如在一些混凝土結(jié)構(gòu)回彈時(shí)發(fā)現(xiàn)， 同樣是C35或C30 強(qiáng)度等級的混凝土墻， 由于拆模后及時(shí)噴刷了養(yǎng)護(hù)劑 ，兩個(gè)多月的碳化值僅為0.5mm ，只有表皮碳化， 而同樣配合比卻沒有噴養(yǎng)護(hù)劑的其他混凝土板墻， 其碳化值高達(dá)3-4mm， 甚至為5mm。

　　(7)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。混凝土抗壓強(qiáng)度是混凝土最基本的性能指標(biāo)，也是衡量混凝土品質(zhì)的綜合參數(shù)，它與混凝土的水灰比有非常密切的關(guān)系，并在一定程度上反映了水泥品種、 水泥用量與水泥強(qiáng)度、 骨料品種 、外加劑、 以及施工質(zhì)量與養(yǎng)護(hù)方法等對混凝土品

　　質(zhì)的影響，混凝土強(qiáng)度高，其抗碳化能力強(qiáng)。 因此，很多學(xué)者都研究了混凝土抗壓強(qiáng)度與碳化的關(guān)系這些研究結(jié)果表明，混凝土碳化深度與抗壓強(qiáng)度的倒數(shù)成正比。

　　四、混凝土碳化的對策

　　混凝土的碳化受環(huán)境、 溫度 、濕度含量、 水泥用量、 水灰比、 摻合料和外加劑、水泥品種、 骨料品種、 施工工藝等綜合因素的影響， 很難徹底控制住， 目前還沒有一個(gè)更好、 更有效的解決辦法， 只能靠混凝土供應(yīng)方和施工方共同采取一些必要的措施， 在不增加更多成本的情況下， 盡量減少、 減慢混凝土碳化的發(fā)生。

　　1、混凝土攪拌站適當(dāng)?shù)負(fù)郊訐胶狭希�采用�?yōu)質(zhì)外加劑， 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量， 嚴(yán)格按混凝土配合比攪拌 ，控制好拌合物坍落度 ，在滿足泵送要求的情況下盡量減小其坍落度。

　　2、施工單位應(yīng)加強(qiáng)對混凝土施工隊(duì)伍質(zhì)量意識教育 ，不要只圖進(jìn)度 ，不顧質(zhì)量，嚴(yán)禁向混凝土中加水， 振搗要密實(shí)， 養(yǎng)護(hù)方法 ，養(yǎng)護(hù)時(shí)間及拆模時(shí)間都要嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。

　　3、對于建筑物在使用上不要隨意改變原設(shè)計(jì)的使用條件。 因?yàn)榻ㄖ�物使用條件的改變，直接關(guān)系到外界氣體 、溫度、 濕度等因素變化所引起的混凝土內(nèi)部某些情況的變化。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 開永旺, 邢建鑫. 混凝土碳化分析及防治方法[J]. 鐵道建筑, 2010,(07)

　　[2] 程云虹, 閆俊, 劉斌, 趙文. 粉煤灰混凝土碳化性能試驗(yàn)研究[J]. 公路, 2007,(12)

　　[3] 肖佳, 勾成福. 混凝土碳化研究綜述[J]. 混凝土, 2010,(01)

　　[4] 翁昌年, 張冠華, 劉志華, 馮良勇, 郭淑萍. 遼寧地區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)混凝土碳化深度與速度[J]. 遼寧交通科技, 2004,(05)