对钢筋混凝土碳化影响因素的探讨

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对钢筋混凝土碳化影响因素的探讨

作者：王萌王婷婷

来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第02期

摘要：混凝土的碳化是引起钢筋锈蚀、影响混凝土耐久性的重要原因之一。阐述了混凝土碳化原因及碳化处理方法，并结合工程质量实例提出了防止混凝土碳化或放慢碳化速度所采取的一些措施。

关键词：碳化钢筋混凝土结构耐久性影响因素治理

由于钢筋混凝土构筑物长期暴露在自然环境中，空气中的CO2在适当的温度、湿度下浸入到硬化的水泥浆细孔中，与混凝土中Ca(OH)2反应形成CaCO3，使混凝土碱度降低。这种CO2从混凝土表面浸入到混凝土内部的过程称为碳化。碳化使混凝土碱度降低，减弱对钢筋的保护作用，使钢筋容易锈蚀，锈蚀形成的铁锈体积膨胀(为原来的2~8倍)，对混凝土保护层施加膨胀力。又由于碳化层产生的碳化收缩，对其内部形成压力，而表面碳化层产生拉力，也能够使结构表面产生微小裂纹。这种收缩裂纹成为空气和水的通道，加快了混凝土的碳化，当钢筋暴露在大气中时，锈蚀过程将加快，最后导致截面减小，严重降低结构强度，影混凝土建筑物的寿命。

1 混凝土碳化机理

水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多，约占总重的75%，水泥完全水化后，生成的水化硅酸钙凝胶约占总体积的50%，氢氧化钙约占25%，水泥石的强度主要取决于水化硅

酸钙，在混凝土中水泥石的含量占总体积的25%。

混凝土具有毛细管—孔隙结构的特点，这些毛细管—孔隙包括混凝土成型时残留下来的气泡，水泥石中的毛细孔和凝胶孔，以及水泥石和集料接触处的孔穴等等。此外，还可能存在着由于水泥石的干燥收缩和温度变形而引起的微裂缝。普通混凝土的孔隙率一般不少于8~10%。

混凝土的碳化是指大气中的二氧化碳首先渗透到混凝土内部的孔隙中，而后溶解于毛细孔中的水分，与水泥水化过程中所产生的水化硅酸钙和氢氧化钙等水化产物相互作用，生成碳酸钙等产物。所以，混凝土碳化是由于混凝土存在着孔隙，里面充满着水分和空气，在混凝土的气相、液相、固相中进行着一个十分复杂的多相物理化学连续过程。

混凝土碳化有增加混凝土强度和减少渗透性的作用，这可能是因为碳化放出的水分促进水泥的水化及碳酸钙沉淀减少了水泥石的孔隙之故。但混凝土碳化后，其碱性降低，加快钢筋腐蚀。

2 混凝土碳化影响因素