浅析商品混凝土抗碳化性能的探究

韦俊基

佛山市市政建设工程有限公司



浅析商品混凝土抗碳化性能的探究

韦俊基

佛山市市政建设工程有限公司

随着我国工程施工的不断增多，人们对商品混凝土的抗碳化性能提出了更高的要求。本文拟在分析混凝土碳化机理及腐蚀破坏的基础上探索材料、环境和施工因素对商品混凝土抗碳化性能的影响，以期为实现混凝土性能提升提出合理建议。

混凝土；抗碳化

1 前言

人们对工程施工不断提升的质量要求使得建筑部门对商品混凝土的质量也提出了新的要求。商品混凝土是建筑中使用量最大的建筑材料，商品混凝土的抗碳化性能成为决定建筑质量高低的重要因素。目前，在工程施工中普遍使用的商品混凝土由于受到外界因素的干扰，其抗碳化性能不高，易受到腐蚀，从而使混凝土的建筑安全性能大大失效，造成极为严重的安全、经济损失。因此，我们要不断通过优化技术提升商品混凝土的抗碳化性能，以期提高工程施工的安全性能。

2 混凝土碳化的机理及危害

众所周知，水泥是一种人工的石料粉末，加水凝固后会产生大量的水化产物。而这些水化产物极易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸等物质，此即为水泥的碳化反应。碳化反应将会导致混凝土结构的性能降低，极易产生腐蚀现象，其内部结构的变化将会使其安全使用性能大打折扣。

2.1 混凝土碳化的机理

商品混凝土结构是一种物理质体，其表面并不像我们肉眼看到的那样光滑无孔，而是充满了大量的气孔。空气中的二氧化碳穿过气孔，进入混凝土结构内部，与经过水化反正的水泥发生碳化反应，产生大量的碳酸物质。这就使混凝土的性能受到影响。商品混凝土的碳化反应是一个复杂的过程，它还与空气湿度、温度等环境有关，其反应公式如下所示：

2.2 混凝土碳化危害

由2.1可知道，混凝土碳化是使混凝土碱性下降，使混凝土中化学成分改变的中性化的反应过程。当中性化深度大于混凝土的保护层厚度，就会破坏保护层下钢筋钝化膜，在钝化膜被破坏后，拌随着水和空气的共同作用，钢筋就会出现锈蚀。并且，碳化部位的混凝土有一定的收缩，容易引起表面裂缝，降低混凝土的抗冻性和耐久性。

3 影响混凝土碳化的因素

有研究表明，影响混凝土碳化有以下三大因素：材料因素、环境因素和施工因素。

3.1 材料因素

（1）水泥用量及水泥品种的影响。水泥用量可直接影响到混凝土可碳化物质的含量，增加水泥用量不仅可以改善混凝土的和易性、提高混凝土的密实度，还可以增加混凝土的碱性储备，因混凝土抗碳化能力越强。

有试验研究表明，早期强度越高的水泥配制混凝土抗碳化能力越强；同一试验条件下，使用不同水泥混凝土抗碳化能力的强弱为：硅酸盐水泥＞普通硅酸盐水泥＞其它品种的水泥，有研究表明，矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥配制的混凝土均比普通硅配盐水泥配制的混凝土碳化速度快。

（2）水胶比的影响。水胶比对混凝土碳化速度影响极大，当混凝土的水胶比越大时，混凝土内部的孔隙率越大，混凝土的强度与密实度越低，从而促进二氧化碳的扩散，所以混凝土抗碳化能力越差；反之当水胶比越低，混凝土的强度就越高，密实度就越好，抗碳化能力越强。

（3）掺和料的影响。在同一标号的配合比中，当混凝土的掺和料（粉煤灰、矿粉等）的掺量越高时，水泥用量就会减小，水化生成的可碳化物质减小，碱储量降低，抗碳化能力下降；同时当掺和料掺量高时，混凝土早期强度低，同样也加速二氧化碳的扩散速度，使碳化加快。

（4）外加剂的影响。高效减水剂能降低用水量，改善混凝土的和易性，降低混凝土的孔隙率，因此能提高混凝土的抗碳化能力；引气剂因引进大量微小的气泡，在早期能抑制混凝土碳化，但随着碳化的深入，引气剂在混凝土内部留下的气孔会形成二氧化碳扩散的通道，因而会促成碳化的反展。但因为引气剂对混凝土的和易性及其它方面的耐久性有很大的提高，因此在生产当中，混凝土外加剂同时掺有高效减水剂和引气剂。

有研究表明，掺新型聚羧酸减水剂在同一试验条件下比掺萘系减水剂的混凝土抗碳化能力强。

（5）混凝土拌和物和和易性的影响。当混凝土出现秘水、离析、板结时，浇筑后混凝土很容易出现蜂窝、裂缝、孔洞，混凝土的密实度能变差，会加快二氧化碳的扩散，混凝土的抗碳化能力能变差。

（6）骨料级配的影响。在同一条件下，当使用单一级配骨料的时，混凝土容易出现离析等现象，造成混凝土密实度能差，抗碳化能力较差；相反当使用连续级配骨料时，混凝土抗碳化能力较好。

3.2 环境因素

（1）温度和湿度的影响。当温度升高时，二氧化碳扩散的速度加快，因此混凝土碳化的速度加快。

当湿度升高时，混凝土碳化所需的水分增多，因此混凝土碳化的速度也加快。

（2）应力的影响。当受到拉应力时，混凝土中的微细缝扩展，使二氧化碳容易扩散，使碳化速度加快；当混凝土受到压力时，混凝土中微细缝闭合，会抑制二氧化碳扩散，使碳化速度减慢。

（3）二氧化碳浓度的影响。环境中二氧化碳的浓度越高，混凝土中二氧化碳的浓度也就越高，从而使混凝土碳化加快。

（4）混凝土表面覆盖层的影响。混凝土覆盖层的厚度与覆盖层的气密性对有着有明显的影响。气密性好的覆盖层使二氧化碳渗入混凝土的数量减少，可提高混凝土的抗碳化能力；提高覆盖层可碳化物质的含量可延迟混凝土碳化时间的开始，当覆盖层厚度越大时，覆盖层可碳化物质就会增多。所以搞高混凝土覆盖层的厚度与覆盖层的气密性是有效延缓碳化的手段。

3.3 施工因素

施工因素包括混凝土搅拌、振捣、养护条件等，当施工质量越好，混凝土密实度越高，抗碳化能力越强；施工质量越差，混凝土容易出现蜂窝、裂缝等，抗碳化能力越差。

4 结语

综上所述，商品混凝土的抗碳化性能受到以上多种因素的影响，并直接影响到建筑的使用寿命和安全系数。目前我国的商品混凝土市场仍不是很健全，为提高商品混凝土的抗碳化性能，通过改变混凝土材料、环境和施工等因素，并科学管理，严格要求，才能提升商品混凝土的抗碳化性能。

［1］孙中国.谈商品混凝土抗碳化性能的研究进展［J］.中华民居（下旬刊）2014（04）.

［2］林鹏，吴笑梅，樊粤明，张雷.商品混凝土抗碳化性能的研究进展［J］.广东建材2008（10）.