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水工建筑物混凝土碳化及防治

崔金梅 · 2008-03-19 00:00

  水工建筑物多以混凝土結(jié)構(gòu)組成,碳化是混凝土結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)問(wèn)題之一,筆者現(xiàn)就混凝土碳化的機(jī)理、影響因素及防治措施做一分析。

1.混凝土碳化機(jī)理分析

  混凝土的碳化是混凝土受到的一種化學(xué)腐蝕??諝庵蠧O2滲透到混凝土內(nèi),與其中堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水,使混凝土堿度降低的過(guò)程稱(chēng)為混凝土碳化,又稱(chēng)作中性化,其化學(xué)反應(yīng)為:

Ca(OH)2+C02=CaCO3+H20。

  水泥在水化過(guò)程中生成大量的氫氧化鈣,使混凝土空隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液,其堿性介質(zhì)對(duì)鋼筋有良好的保護(hù)作用,使鋼筋表面生成難溶的Fe2O3和Fe3O4,稱(chēng)為純化膜。碳化使混凝土堿度降低,當(dāng)碳化超過(guò)混凝土的保護(hù)層時(shí),在水與空氣存在的條件下,混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用就會(huì)減弱,鋼筋開(kāi)始生銹。

  一般來(lái)說(shuō),混凝土碳化不會(huì)直接引起其性能的劣化,而且對(duì)于素混凝土,碳化還具有提高混凝土耐久性的效果;但對(duì)于鋼筋混凝土來(lái)說(shuō),碳化會(huì)使混凝土的堿度降低,同時(shí)增加混凝土孔溶液中氫離子的數(shù)量,導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

2.混凝土碳化的影響因素

  影響混凝土碳化速度的因素較多。首先影響較大的是水泥品種。不同水泥中所含硅酸鈣和鋁酸鈣鹽基性高低不同;其次是混凝土所處環(huán)境中CO2的濃度及空氣濕度,在干燥和飽和水條件下,碳化反應(yīng)幾乎終止;再次,在滲透水經(jīng)過(guò)混凝土?xí)r,石灰的溶出速度還決定于水中是否存在影響Ca(OH)2溶解度的物質(zhì),如水中含有Na2S04及少量Mg2+時(shí),石灰的溶解度就會(huì)增加,如水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2,則對(duì)抵抗溶出侵蝕十分有利,它們可在混凝土表面形成一種碳化保護(hù)層。此外,混凝土的滲透系數(shù)、透水量,混凝土的振搗強(qiáng)度,混凝土附近水的更新速度、水流速度,混凝土結(jié)構(gòu)尺寸,水壓力及養(yǎng)護(hù)方法等都與混凝土碳化有密切關(guān)系。

3、混凝土碳化的防治

  混凝土碳化的防治可從以下幾方面入手,一是在施工中根據(jù)建筑物所處的地理位置、周邊環(huán)境,選擇合適的水泥品種。在水位變化區(qū)及干濕交替作用的部位或較嚴(yán)寒地區(qū)選用抗硫酸鹽普通水泥。沖刷部位宜選高強(qiáng)度水泥。二是分析骨料的性質(zhì)。如抗酸性骨料與水、水泥相互作用,對(duì)混凝土的碳化有一定的延緩作用。三是要選好配合比。適量的外加劑、高質(zhì)量的原材料、科學(xué)的攪拌和運(yùn)輸、及時(shí)的養(yǎng)護(hù)等都可以減少滲流水量和其他有害物質(zhì)對(duì)混凝土的侵蝕,以確?;炷恋拿軐?shí)性。四是若建筑物地處環(huán)境惡劣的地區(qū),宜采取環(huán)氧基液涂層進(jìn)行保護(hù),對(duì)建筑物地下部分在其周?chē)O(shè)置保護(hù)層,并用各種溶注液浸注混凝土,如溶化的瀝青等。此外,若建筑物一旦發(fā)生碳化,最好采用環(huán)氧材料修補(bǔ),若碳化深度較大,可鑿除混凝土松散部分,洗凈進(jìn)入的有害物質(zhì),將混凝土銜接面鑿毛,用環(huán)氧砂漿或細(xì)石混凝土填補(bǔ),最后以環(huán)氧基液做涂層保護(hù)。

  作者簡(jiǎn)介:崔金梅,女,漢族,衡水市棗強(qiáng)縣水務(wù)局,助理工程師。


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