混凝土碳化影响因素

水工建筑混凝土碳化影响因素很多，有内在因素，也有外部因素。

1影响混凝土碳化的内在因素

1.1水泥品种
不同的水泥，其矿物组成、混合材料量、添加剂、生料化学成分不同，直接影响水泥的活性和混凝土碱度，对碳化速度有重要影响。一般来说，水泥中的熟料越多，混凝土的碳化速度就越慢。添加剂(减水剂、吸气剂)一般可以提高渗透性，减弱碳化速度，但含氯盐的防冻剂会严重加速钢筋锈蚀，应严格控制其使用量。
1.2材料品种和级配
材料品种和级配不同，其内部孔隙结构差异较大，直接影响混凝土的密实性。材质致密牢固，等级好的集料混凝土，碳化速度慢。
1.3磨细矿物混合材料的品种和数量
像活性水硬材料的混合材料一样，不能自己硬化，但与水泥水化析出的氢氧化钙和加入的石灰相互作用，形成强稳定的粘合材料，降低凝土碱度。在灰比不变的采用等量替代的条件下，混合量取代水泥量越多，混凝土的碳化速度就越快。
1.4水泥用量
增加水泥用量，改变混凝土的易性，提高混凝土的密实性，增加混凝土的碱性储备，提高碳化性能，碳化速度随水泥用量的增加而减少。
1.5灰比
在水泥用量一定的条件下，增大灰比，增加混凝土的孔隙率，降低密度，增加渗透性，增加空气中的水分和有害化学物质多的渗透混凝土体内，加快混凝土碳化。
1.6施工质量
施工质量差，混凝土强度低，蜂、麻面、空洞多，为大气二氧化碳和水分渗透创造条件，加速混凝土碳化。
1.7养护质量

成型后，必须在适当的环境中养护。养护好的混凝土，胶凝好，强度高，内外光和抗侵蚀能力强，能阻止大气中的水分和二氧化碳侵入，延缓碳化速度。

2影响混凝土碳化的外部因素

2.1酸性介质
酸性气体(如CO2)渗透到混凝土孔隙溶解在混凝土液中形成酸，与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐、铝酸盐等化合物发生中和反应，水泥石逐渐变质，混凝土碱度下降，是混凝土碳化的直接原因。试验研究证明，混凝土的碳化速度与二氧化碳浓度的平方根成正比，即混凝土的碳化速度系数随着二氧化碳浓度的增加而加快。
混凝土钢筋生锈的另一个重要原因是氯离子(CL-)的作用。氯离子在混凝土液相中形成盐酸，与氢氧化钙作用生成氯化钙，氯化钙具有高吸湿性，在其浓度及湿度较高时，能剧烈地破坏钢筋的钝化膜，使钢筋发生溃灿性锈蚀。
2.2温度和光
混凝土温度急剧下降，其表面收缩产生拉伸力，超过混凝土拉伸强度时，混凝土表面破裂，形成裂缝或逐渐脱落，为二氧化碳和水分渗透创造条件，加快混凝土化。
阳面混凝土温度高于背阳面混凝土温度，二氧化碳在空气中的扩散系数大，为氢氧化钙的反应提供有利条件，阳光直射，加快了化学反应和碳化速度。
2.3含水量和相对湿度
周围介质的相对湿度直接影响混凝土含水率和碳化速度系数的大小。过高的湿度(例如100%)使混凝土孔充满水，二氧化碳难以扩散到水泥石中，过低的湿度(例如25%)，孔中没有足够的水使二氧化碳生成碳酸，碳化作用难以进行的周围介质的相对湿度为50~70%，混凝土的碳化速度最快。因此，混凝土碳化速度还取决于混凝土的含水量及周围介质的相对湿度。实际工程中混凝土结构下部的碳化程度较上部轻，主要是湿度影响的结果。
2.4冻融和渗漏
在混凝土浸水饱和或水位变化部位，由于温度交替变化，使混凝土内部孔隙水交替地冻结膨胀和融解松弛，造成混凝土大面积疏松剥落或产生裂缝，导致混凝土碳化。漏水会导致混凝土中的氢氧化钙流失，在混凝土表面结晶碳酸钙，从而导致混凝土水化产物的分解，其后果是严重降低混凝土的强度和碱度，加重钢筋的锈蚀条件。

混凝土碳化的简易测试

采用化学测试法。也就是说，先切断混凝土保护层，然后滴入或涂上酚类邻苯乙烯，看混凝土是否变色(碳化)，发现碳化时，可以迅速测试碳化深度。

1酚类邻苯剂的配合
根据实践试验结果，用99%的酒精加入1%的酚类邻苯，配合的酚类邻苯剂为浅色的96%的酒精加入4%的酚类邻苯，配合的酚类邻苯剂为深色。两者都可以用来测试混凝土的碳化状况。

2混凝土碳化判定及其深度检测
首先将需要检测的混凝土表面挖掘到所需的检测深度，清洁表面，涂抹或滴入调制的酚类邻苯剂。苯酚邻苯剂涂抹或滴入混凝土中1~2分钟后，会有反应。混凝土变红时，混凝土未碳化的混凝土不变色时，混凝土已经碳化。酚类邻苯剂含有大量酒精，易挥发，测试和观察时速度快，应尽快测量混凝土内碳化和非碳化的界面尺寸，获得正确的碳化深度。

3混凝土碳化检测值的取得
由于水工建筑中混凝土结构物的部位不同，其碳化程度也不尽相同，所以在进行混凝土碳化测试时，一定要多测几次，以其平均值为混凝土碳化检测值。

4测试混凝土碳化凿面处理
，混凝土碳化测试工作完成后，检测混凝土碳化凿面应用环氧树脂砂浆或环氧混凝土填充封闭处理。

混凝土碳化防治措施

混凝土碳化有混凝土癌症之说，关键是要做好防治措施。

1设计方面
根据水工建筑物的结构形式和环境因素，混凝土保护层的厚度不同，应尽量避免采用2~3cm.

2施工方面
混凝土质量好坏，施工至关重要。一是要认真选择建筑材料。水泥选用抗碳化能力强的硅酸盐水泥；集料选用质地硬实和级配良好的砂和石料；施工中除砂要筛，石要洗外，还要特别注意剔除集料中的有害物质。二是在混凝土中混入优质适当的添加剂，如减水剂、阻水剂等，改善混凝土的性能，提高其强度和密实性、耐渗性、耐冻性。三是严格控制混凝土的灰比，要求小的灰比，低的塌陷度，要把水的用量控制在满足配料和施工需要的最低范围内，尽量减少混凝土的自由水。四是振捣和养护，振捣一定要充分并严格按照规定标准进行，必要时可作表面处理；养护一定要及时，一旦混凝土达到初凝时，就应立即进行养护，并坚持按不同水泥品种所要求的时间养护，控制好环境的温度和湿度，以使混凝土在适宜的环境中进行养护。五是钢筋混凝土保护层的厚度，施工时必须用预制的高标准砂浆垫，使钢筋混凝土保护层的厚度满足设计要求。六是施工缝应少留或不留，应留，应做好接缝处工艺处理。

3在使用方面
不要随意改变水工建筑的使用条件。由于水工建筑使用条件的变化，直接关系到外部气体、温度、湿度等因素的变化，混凝土内部的状况的变化，特别是混凝土部件容易碰撞的部分，必须设置角度和中间层保护。

4.及时管理
水工建筑混凝土部件的管理，主要定期检查，加强维护。对于轻易产生碳化的混凝土构件,则应派专人定期观察及测试温度，湿度,检查裂缝情况和碳化深度,并作好具体记录。若发现混凝土表面有开裂，剥落现象时,则应及时利用防护涂料对混凝土表面进行封闭或采取使混凝土表面与大气隔离措施,绝对不答应其裂缝继续扩大,必要时可作混凝土补强处理。

　总之，影响水工建筑物中混凝土碳化的因素很多,问题比较复杂,预防对策还有待于进一步分析研究。混凝土的碳化虽然能对混凝土的耐久性产生严重的不良影响,但只要科学施工,严格管理,采取各种措施,预防混凝土的碳化或减慢碳化速度是完全有可能做到的。