混凝土碳化原因有哪些?
混凝土碳化原因
混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學腐蝕。空氣中CO2氣滲透到混凝土內,與其堿性物質起化學反應后生成碳酸鹽和水,使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化,又稱作中性化,其化學反應為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。水泥在水化過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,其堿性介質對鋼筋有良好的保護作用,使鋼筋表面生成難溶的Fe2O3和Fe3O4,稱為鈍化膜。碳化后使混凝土的堿度降低,當碳化超過混凝土的保護層時,在水與空氣存在的條件下,就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用,鋼筋開始生銹?梢姡炷撂蓟饔靡话悴粫苯右鹌湫阅艿牧踊瑢τ谒鼗炷,碳化還有提高混凝土耐久性的效果,但對于鋼筋混凝土來說,碳化會使混凝土的堿度降低,同時,增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量,因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。
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中CO2的濃度高低及濕度大小有關,在干燥和飽和水條件下,碳化反應幾乎終止,所以這是除水泥品種影響因素以外的一個非常重要的原因;再次,在滲透水經過的混凝土時,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,如水中含有Na2SO4及少量Mg2+時,石灰的溶解度就會增加,如水中含有Ca(HCO3)2的Mg(HCO3)2對抵抗溶出侵蝕則十分有利。因為它們在混凝土表面形成一種碳化保護層;另外,混凝土的滲透系數(shù)、透水量、混凝土的過度振搗、混凝土附近水的更新速度、水流速度、結構尺寸、水壓力及養(yǎng)護方法與混凝土的碳化都有密切的關系。
危害
[1]混凝土碳化作用一般不會直接引起其性能的劣化,對于素混凝土,碳化還有提高混凝土耐久性的效果。水泥在水化過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,其堿性介質對鋼筋有良好的保護作用,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,當碳化超過混凝土的保護層時,在水與空氣存在的條件下,就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用,鋼筋開始生銹。同時,增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量,因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。同時,增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量,使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。當鋼筋銹蝕后,銹蝕產生的體積比原來膨脹2~4倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力,銹蝕越嚴重,鐵銹越多,膨脹力越大,最后導致混凝土開裂形成順筋裂縫。裂縫的產生使水和CO2得以順利的進入混凝土內,從而又加速了碳化和鋼筋的銹蝕。
防治
混凝土碳化破壞的防治,對于混凝土的碳化破壞,我們在施工中總結出了一系列治理措施:一是,在施工中應根據(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;對于水位變化區(qū)以及干濕交替作用的部位或較嚴寒地區(qū)選用抗硫酸鹽普通水泥;沖刷部位宜選高強度水泥;二是,分析骨料的性質,如抗酸性骨料與水、水泥的作用對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,高質量的原材料,科學的攪拌和運輸,及時的養(yǎng)護等各項嚴格的工藝手段,以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕,以確保混凝土的密實性;另外,若建筑物地處環(huán)境惡劣的地區(qū),宜采取環(huán)氧基液涂層保護效果較好,對建筑物地下部分在其周圍設置保護層;用各種溶注液浸注混凝土,如:用溶化的瀝青涂抹。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,若碳化深度較大,可鑿除混凝土松散部分,洗凈進入的有害物質,將混凝土銜接面鑿毛,用環(huán)氧砂漿或細石混凝土填補,最后以環(huán)氧基液做涂基保護。