水工建筑物混凝土碳化及防治
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)的常見問題之一，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。空氣中CO2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+C02=CaCO3+H20。
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(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。碳化使混凝土堿度降低，當(dāng)碳化超過混凝土的保護(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，鋼筋開始生銹。
一般來說，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)于鋼筋混凝土來說，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圍設(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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