一、混凝土碳化、凍融破壞機(jī)理分析 

　　1.混凝土的凍融�；炷恋目箖鲂允腔炷潦艿降奈锢碜饔茫ǜ蓾褡兓�、溫度變化、凍融變化等）的一方面，是反映混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。對(duì)混凝土凍融破壞的機(jī)理，目前的認(rèn)識(shí)尚不完全一致，按照公認(rèn)程度較高的，由美國(guó)學(xué)者T.C.Powerse提出的膨脹壓和滲透壓理論，吸水飽和的混凝土在其凍融的過(guò)程中，遭受的破壞應(yīng)力主要由兩部分組成。其一是當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔水在某負(fù)溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因受毛細(xì)孔壁約束形成膨脹壓力，從而在孔周圍的微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力;其二是當(dāng)毛細(xì)孔水結(jié)成冰時(shí)，由凝膠孔中過(guò)冷水在混凝土微觀結(jié)構(gòu)中的遷移和重分布引起的滲管壓。由于表面張力的作用，混凝土毛細(xì)孔隙中水的冰點(diǎn)隨著孔徑的減小而降低。凝膠孔水形成冰核的溫度在-78℃以下，因而由冰與過(guò)冷水的飽和蒸汽壓差和過(guò)冷水之間的鹽分濃度差引起水分遷移而形成滲透壓。 

　　2.混凝土的碳化。混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學(xué)腐蝕�？諝庵蠧O2氣滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過(guò)程稱為混凝土碳化，又稱作中性化，其化學(xué)反應(yīng)為：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。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，稱為純化膜。碳化后使混凝土的堿度降低，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，就會(huì)使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，鋼筋開(kāi)始生銹。可見(jiàn)，混凝土碳化作用一般不會(huì)直接引起其性能的劣化，對(duì)于素混凝土，碳化還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數(shù)量，因而會(huì)使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。 

二、混凝土碳化、凍融破壞影響及防治 

　　1.混凝土凍融破壞影響因素及防治 

　　混凝土凍融破壞影響因素�；炷羶鋈谄茐牡挠绊懸蛩厥嵌喾矫娴�。一是組成混凝土的主要材料性質(zhì)的影響，如;水泥的品種、水泥中不同礦物成份對(duì)混凝土的耐久性影響較大，又如骨料的影響，除了骨料本身的質(zhì)量對(duì)混凝土的抗凍性的影響以外，骨料的滲透性和吸濕性對(duì)混凝土的抗凍性也有決定性的作用，由于濕度和強(qiáng)度的變化，會(huì)產(chǎn)生含針狀物巖石體積的變化，這將會(huì)損壞已硬化的水泥砂漿和混凝土表面，同時(shí)骨料的化學(xué)性能對(duì)混凝土的耐久性也將產(chǎn)生一定的影響;二是外加劑的影響，在混凝土施工過(guò)程中摻入引氣劑或減水劑對(duì)改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改善混凝土的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)可起到緩沖凍脹的作用，大大降低凍脹應(yīng)力，提高混凝土的抗凍性;三是施工工藝影響，配合比、混凝土的施工、硬化條件等都與混凝土的耐久性有密切的關(guān)系，同時(shí)混凝土中的單位用水量是影響混凝土抗凍性的一個(gè)重要因素。此外混凝土的表面、邊角和工作縫部位處于最不利的工作條件，所以混凝土模板種類、性質(zhì)和表面加工情況以及工作縫的處理對(duì)混凝土的耐久性也有很大的影響;四是防止受水位變化影響，寒冷季節(jié)水位變化會(huì)引起混凝土的嚴(yán)重凍融破壞需采取有力措施防止;五是嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，混凝土施工質(zhì)量的好壞，將影響它的抗凍性，因此必須把好質(zhì)量關(guān)，不允許出現(xiàn)蜂窩、麻面，力求密實(shí)，表面光滑。 

　　2.混凝土凍融破壞的防治 

　　對(duì)于混凝土凍融破壞的防治，結(jié)合我們的施工實(shí)踐，總結(jié)出了如下幾點(diǎn)： 

　�。�1）預(yù)防措施。一是在混凝土施工中應(yīng)根據(jù)不同情況選擇含有不同礦物成份和不同性能的水泥、骨料和外加劑，從材料方面確�；炷恋哪途眯�;二是嚴(yán)格混凝土制作配合比，一定要根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和所處的環(huán)境條件，試驗(yàn)確定關(guān)鍵參數(shù)，主要是降低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分僅為其重量的25%左右，若水量增加，多余的水就游離析出，產(chǎn)出孔隙，飽和后易受凍脹破壞;另外摻入引氣型外加劑是提高混凝土抗凍性最有效的途徑之一;三是人為地優(yōu)化建筑物混凝土構(gòu)件周圍的環(huán)境條件，以減少或改善致使混凝土凍融的各種不利因素。 

　�。�2）治理措施。①水泥砂漿修補(bǔ)，適用于輕微的表層破壞;②預(yù)縮砂漿修補(bǔ)，所謂預(yù)縮砂漿是指經(jīng)拌和好之后再歸堆放置30～90mih后才使用的干硬性砂漿，此種方法適高速水流區(qū)混凝土表面的損壞;③噴漿修補(bǔ)，多用于混凝土凍融破壞化較嚴(yán)重的部位;噴混凝土修補(bǔ)，是指經(jīng)施高壓將混凝土拌料以高速運(yùn)動(dòng)注入被修補(bǔ)的部位，其密度及抗?jié)B性較一般混凝土好，且具有快速，高效的特點(diǎn);④環(huán)氧材料修補(bǔ)，一般有環(huán)氧基液、環(huán)氧砂漿和環(huán)氧混凝土等，這種材料具有較高的強(qiáng)度和抗蝕、抗?jié)B能力，并與混凝土結(jié)合力較強(qiáng)，但價(jià)格較貴，施工工藝復(fù)雜，材料配比嚴(yán)格，此法可與其它修補(bǔ)方法配合使用，效果更佳。 

　　3.混凝土碳化影響因素。影響混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影響較大的是水泥品種，因不同的水泥中所含硅酸鈣和鋁酸鈣鹽基性高低不同;其次，影響混凝土碳化主要還與周圍介質(zhì)中CO2的濃度高低及濕度大小有關(guān)，在干燥和飽和水條件下，碳化反應(yīng)幾乎終止，所以這是除水泥品種影響因素以外的一個(gè)非常重要的原因;再次，在滲透水經(jīng)過(guò)的混凝土?xí)r，石灰的溶出速度還將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Na2SO4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的Mg（HCO3）2對(duì)抵抗溶出侵蝕則十分有利。因?yàn)樗鼈冊(cè)诨炷帘砻嫘纬梢环N碳化保護(hù)層。 

　　4.混凝土碳化破壞的防治。一是在施工中應(yīng)根據(jù)建筑物所處的地理位置、周圍環(huán)境，選擇合適的水泥品種;對(duì)于水位變化區(qū)以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、水泥的作用對(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)等各項(xiàng)嚴(yán)格的工藝手段，以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕;還有，若建筑物一旦發(fā)生了混凝土碳化，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)氧基液做涂基保護(hù)。