略论水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理
水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理
水工建筑物多以钢筋混凝土结构组成，水工钢筋混凝土最常见的破坏方式为混凝土碳化。
由于碳化，混凝土逐渐由碱性转化为中性。
在碱性介质中，钢筋表面会形成一层钝化膜，能有效地抵制钢筋锈蚀。
而当混凝土碳化后，pH 值降低，保护钢筋的钝化膜消失，在氧和水的作用下钢筋便产生电化学腐蚀，钢筋锈蚀形成的铁锈体出现体积膨胀，此时混凝土中产生低抗膨胀应力，当锈蚀达到一定程度后，混凝土就会被胀裂，形成沿钢筋的裂缝，继而出现保护层崩落、露筋等现象；同时钢筋也因锈蚀而使有效受力面积减少。
混凝土中出现裂缝与钢筋锈蚀会破坏水工建筑物构的完整性和承载能力，甚至因构件承载能力降低而引起整个结构损毁，致使许多水工建筑物的运行寿命大为缩短。
如阜阳市茨河铺分洪闸自1980年6月开始交付使用，至2003年7月淮河流域水工程质量检测中心进行安全检测抽检时发现：混凝土碳化层平均在15～45mm ，约有30%碳化深度大于混凝土保护层深度，极有必要进行混凝土防碳化处理。
1混凝土碳化破坏机理水泥在水化过程中生成大量Ca （OH ）2，这种碱性物质充满混凝土空隙，在钢筋表面形成纯化膜，保护钢筋不易被氧化。
但由于空气中CO 2渗透到混凝土空隙内，与Ca 2+、Mg 2+中和生成碳酸盐和水，降低了混凝土的碱度，致使混凝土碳化（又称中性化）。
当碳化超过混凝土的保护层时，混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋氧化生锈，继而形成沿钢筋的裂缝，出现保护层崩落、露筋等现象[1-4]。
2混凝土碳化影响因素（1）环境条件。
混凝土碳化与介质中CO 2浓度及湿度有关，碳化反应在干燥和饱和水条件下几乎终止。
在湿度50%～75%的大气中，不密实的混凝土最易碳化[1-2]，在水中的混凝土反而难以碳化。
（2）水灰比。
水灰比小的混凝土，其水泥浆的组织密实，透气性小，碳化速度慢。
（3）水泥品种。
掺用优质减水剂或加气剂，可使碳化减慢；水泥中混合材掺量越大，碳化速度越快；普通硅酸盐水泥比早强硅酸盐水泥碳化稍快[1-3]。
略论水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理
略论水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理略论水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理摘要：随着经济和社会的快速发展，我国的水利基础建设工程规模越来越大。
当前水工建筑中基本以钢筋混凝土结构为主。
水工钢筋混凝土常见的破坏主要是碳化。
本文将对造成水工钢筋混凝土碳化的机理进行分析，并提出切实有效的防碳化处理措施。
关键词：水工钢筋混凝土；碳化机理；防碳化处理；分析中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：1 钢筋混凝土碳化概述钢筋混凝土的碳化又称为混凝土的中性化，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中。
它是空气中二氧化碳与水泥中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化、使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。
混凝土碳化本身对混凝土并无破坏作用，其主要危害是由于混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜(钝化膜)遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，导致混凝土中钢筋锈蚀。
同时钢筋，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。
2 水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理2.1 钢筋混凝土的碳化机理分析钢筋混凝土的碳化程度与对混凝土的破坏作用成正比，因此，掌握混凝土的碳化机理和防控措施在混凝土工程中越来越引起行业内工程技术人员的重视。
水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多，约占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%。
混凝土具有毛细管的特点，这些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，以及水泥石和骨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%。
根据已碳化完了的试件的孔隙壁及内部的取样，测定其钙化比得知，碳化反应主要发生在孔隙内壁上。
但是，碳化降低了混凝土孔隙液体中pH值，碳化一旦达到钢筋表面，钢筋就会因其表面的钝化膜遭到破坏而锈蚀，随后钢筋径向膨胀，保护层顺筋开裂，最后钢筋锈蚀加剧直至结构破坏；混凝土碳化破坏了混凝土结构的表面稳定的水化生成物，碳化反应生成的碳酸钙强度较低，从而降低混凝土强度。
浅析水工混凝土的碳化机理及防碳化处理措施
浅析水工混凝土的碳化机理及防碳化处理措施摘要：水工钢筋混凝土结构最常见的病害就是混凝土碳化。
由于碳化，混凝土逐渐由碱性转化为中性。
在碱性介质中，钢筋表面会形成一层钝化膜，能有效地抵制钢筋锈蚀。
而当混凝土碳化后，pH值降低，保护钢筋的钝化膜消失，在氧和水的作用下钢筋便产生电化学腐蚀，钢筋锈蚀形成的铁锈体出现体积膨胀，此时混凝土中产生低抗膨胀应力，当锈蚀达到一定程度后，混凝土就会被胀裂，形成沿钢筋的裂缝，继而出现保护层崩落、露筋等现象。
混凝土中出现裂缝与钢筋锈蚀会破坏水工建筑物构的完整性和承载能力，致使许多水工建筑物的使用寿命大为缩短。
关键词：水工混凝土；碳化机理；防护措施1、混凝土的碳化机理当混凝土拌和时，硅酸盐水泥主要成分CaO水化作用生成Ca（oH）2，它在水中溶解度低，除少量溶于孔隙液中，使孔隙液成为饱和碱性溶液外，大部分以结晶状态存在，成为孔隙液保持高碱性储备，它的PH值为12.5-13.5，空气中的二氧化碳不断透过混凝土中水干后留下的粗毛细孔道，气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中，与其中孔隙液滚解的Ca（OH）2进行中和反应，产生不溶于水的CaCO3沉积于毛细孔中，这时毛细孔周围水泥石中羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散到水中的CO2反映，一直到孔隙夜PH值降到8.5-9，这层混凝土的毛细孔中才不再进行这种中和反应，这就是混凝土碳化，即碳酸盐化。
另外凡是能与Ca（OH）2进行中和反映的气体，如SO2、SO3、H2S等均能进行上述反应，使混凝土强度降低，混凝土质地疏松，容易产生裂缝，引起钢筋锈蚀，导致混凝土结构破坏。
2、混凝土中钢筋锈蚀机理最初的混凝土孔隙中充满饱和的Ca（OH）2溶液，它使钢筋表面发生初始电化学腐蚀，该腐蚀物在钢筋表面形成一层致密的覆盖物，那Fe2O3和Fe3O4，即钝化膜，在高碱性环境中，PH值大于11.5时，它可以阻止钢筋进一步腐蚀。
当混凝土碳化深度超过钢筋保护层达到钢筋表面时，钢筋周围孔隙液PH值降到8.5-9.0时，钝化膜破坏，钢筋完成电化学反应，导致钢筋锈蚀。
混凝土碳化原理及防治措施
混凝土碳化原理及防治措施一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、水利等领域的材料，其主要成分为水泥、砂、石子和水。
然而，混凝土在使用过程中会遭受各种环境的侵蚀，其中最常见的就是碳化。
混凝土的碳化会导致其强度下降、耐久性降低，甚至引起钢筋锈蚀等严重后果，因此混凝土碳化原理及防治措施备受关注。
二、混凝土碳化原理1.碳化的定义碳化是指混凝土表面或内部的碱性环境被CO2吸收后pH值下降，从而导致水泥石中的钙化合物溶解，释放出Ca2+和OH-离子，进而引发化学反应，使混凝土的物理性能、力学性能、耐久性能等发生变化的过程。
2.碳化的原因（1）CO2的影响CO2是引起混凝土碳化的主要因素之一。
在大气环境中，CO2气体与水分子结合形成碳酸，当碳酸接触到混凝土表面时就会与混凝土表面的碱性物质反应，从而导致混凝土表面的pH值下降，进而引发碳化反应。
（2）温度和湿度的影响温度和湿度对混凝土碳化也有一定的影响。
在高温和高湿的环境下，混凝土表面的水分子蒸发速度减缓，使得CO2在混凝土表面停留的时间变长，从而加速了混凝土的碳化过程。
（3）混凝土的性质和结构的影响混凝土的性质和结构也会影响碳化的发生。
如混凝土的孔隙率、水胶比、强度等，这些因素都会影响混凝土中的水泥石的稳定性，从而影响碳化的发生。
3.碳化的过程混凝土的碳化过程可以分为三个阶段：（1）初始阶段：在混凝土表面形成一层碳化层，混凝土表面的pH值降至9.5以下，水泥石中的钙化合物开始溶解，释放出Ca2+和OH-离子。
（2）加速阶段：CO2在混凝土内部逐渐渗透，混凝土中的钙化合物继续溶解，释放更多的Ca2+和OH-离子，反应加速。
（3）稳定阶段：混凝土中的钙化合物溶解完毕，钙离子和OH-离子逐渐失去活性，反应趋于平稳。
三、混凝土碳化的危害1.混凝土强度下降混凝土碳化会导致水泥石中的钙化合物溶解，释放出Ca2+和OH-离子，使得混凝土中的水泥石体积缩小，从而引起混凝土强度下降。
混凝土碳化原理及防治
混凝土碳化原理及防治一、混凝土碳化原理混凝土碳化是指混凝土中的碳酸盐离子与水泥石中的钙离子发生化学反应，形成碳酸钙，并释放出二氧化碳的过程。
混凝土碳化的主要原因是水泥石中的钙离子与大气中的二氧化碳反应形成碳酸钙。
当混凝土表面存在水分时，二氧化碳可以通过水的介质渗透到混凝土中，与钙离子反应形成碳酸钙，导致混凝土的碳化。
混凝土碳化会导致混凝土中的钢筋锈蚀，从而影响混凝土的力学性能和使用寿命。
其主要原因是碳酸盐离子能够使混凝土的pH值下降，从而使混凝土失去保护钢筋的能力。
另外，碳酸盐离子还能够通过渗透到混凝土中的裂缝和孔隙中，进一步加速混凝土的碳化和钢筋的锈蚀。
二、混凝土碳化的防治为了防止混凝土的碳化，需要采取以下措施：1、使用高质量的混凝土材料：混凝土中的水泥应选用高标号水泥，砂、石应选用清洁、无腐蚀物的材料，以确保混凝土的质量和抗碳化性能。
2、减少混凝土的孔隙率：混凝土中的孔隙是混凝土碳化的重要渗透通道，因此应采取一系列措施减少混凝土的孔隙率，如控制水灰比、采用细骨料、加入微粉等。
3、提高混凝土的密实性：通过采用振捣、压实等方法，使混凝土中的颗粒更加紧密，从而减少混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性。
4、使用防碳化剂：防碳化剂是一种能够改善混凝土碳化性能的化学添加剂，可以通过改变混凝土中的化学反应，防止混凝土的碳化。
5、加强混凝土的维护：混凝土在使用过程中需要进行定期维护，如进行涂层保护、防水处理等，以减少混凝土的孔隙率，防止混凝土的碳化。
综上所述，混凝土碳化是混凝土中的碳酸盐离子与水泥石中的钙离子发生化学反应，导致混凝土的碳化和钢筋的锈蚀。
为了防止混凝土的碳化，需要采取一系列措施，如使用高质量的混凝土材料、减少混凝土的孔隙率、提高混凝土的密实性、使用防碳化剂、加强混凝土的维护等。
这些措施能够有效地防止混凝土的碳化，延长混凝土的使用寿命，提高混凝土的抗碳化性能。
水工建筑中混凝土碳化的成因及对策探究
水工建筑中混凝土碳化的成因及对策探究摘要：对水利工程建筑来说，混凝土的碳化是影响混凝土质量的主要因素之一，所以，对水工建筑的施工过程，应该予以高度的重视起来。
本文对水工建筑中混凝土的碳化成因及防治对策做了着重的分析。
关键词：水工建筑; 混凝土; 碳化; 原因; 对策前言：混凝土是水工建筑主要组成部分，而建筑物混凝土的碳化会造成其结构出现剥落、开裂的现象，不仅破坏了原有的保护层，同时还使得建筑结构物受到损坏，最终水工建筑物的寿命会缩短。
因此，只有影响混凝土碳化的原因被充分正确地认识到的时候，才能据此采取和制定相关的措施，预防建筑物混凝土碳化现象的发生，从而真正实现水工建筑的功能，并且水工建筑的使用年限也将延长。
1.水工建筑混凝土碳化的原因导致水工建筑物混凝土碳化的原因有很多，主要可分为两大类: 内在原因和外部原因。
1. 1 由于内部原因导致的水工建筑物混凝土碳化1.1. 1 集料级配和品种混凝土所使用的集料级配和品种的不同，会使得建筑物内部的孔隙结构有很大的差别，水工建筑物混凝土的密实性会受到直接影响。
混凝土碳化的速度比较慢的一般会是级配较好、材质致密坚实的集科的混凝土。
1. 1. 2 水泥的品种和用量不同品种的水泥会有不同混合材量、矿物组成、生料化学成分、外加剂，混凝土的碱度和水泥本身的活性将会受到这些因素直接影响，同时这些因素对混凝土碳化的速度也有一定的影响。
一般来说，混凝土的碳化速度与水泥中所含熟料的多少成反比。
可以通过添加一些例如引气剂、减水剂的外加剂来提高混凝土的抗渗性，减弱混凝土的碳化速度。
增加水工建筑物中混凝土的水泥用量，不仅混凝土的和易性可以被改变，从而混凝土的密实性也会得到提高，同时混凝土的碱性储备还可以得到一定程度的增加，增强了混凝土的抗碳化性能。
随水泥用量的增大，建筑物的混凝土碳化速度反而降低。
1. 1. 3 水灰比在保证水泥用量一定的前提下，混凝土的孔隙率可以通过增大水灰比而得到增加，同时降低了密实度，增大了渗透性，导致建筑物混凝土体内进入了空气中较多的有害化学物质及水分，从而使水工建筑物的混凝土碳化速度加快。
水工建筑物混凝土碳化及防治(崔金梅)
2．混凝土碳化的影响因素 影响混凝土碳化速度的因素较多。首先影响较大的是水泥品种。不同 水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同； 其次是混凝土所处环境中 CO2 的浓度及空气湿度，在枯燥和饱和水条件下， 碳化反应几乎终止； 再次，在渗透水经过混凝土时，石灰的溶出速度还确定于水中是否存在影 响 Ca(OH)2 溶解度的物质，如水中含有 Na2S04 及少量 Mg2+时，石灰的溶 解度就会增加，如水中含有 Ca(HCO3)2 和 Mg(HCO3)2，则对抵抗溶出侵蚀 十分有利，它们可在混凝土外表形成一种碳化爱护层。此外，混凝土的渗 透系数、透水量，混凝土的振捣强度，混凝土附近水的更新速度、水流速 度，混凝土结构尺寸，水压力及养护方法等都与混凝土碳化有紧密关系。 3、混凝土碳化的防治 混凝土碳化的防治可从以下几方面入手，一是在施工中依据建筑物所 处的地理位置、周边环境，选择合适的水泥品种。在水位改变区及干湿交
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混凝土碳化机理及防治方法
混凝土碳化机理及防治方法一、前言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，具有强度高、耐久性好、施工方便等优点，但在长期使用过程中，混凝土会遭受到各种不同的侵蚀，导致混凝土的碳化，进一步影响混凝土的使用寿命。
因此，深入了解混凝土碳化机理及防治方法对于建筑工程的质量和安全具有重要意义。
二、混凝土碳化机理1. 碳化定义混凝土碳化是指在混凝土中加水后，由于环境中存在的二氧化碳、硫化氢等气体，使得混凝土中的碳酸盐离子逐渐与水反应形成酸性物质，从而导致混凝土的碳化现象。
2. 碳化机理混凝土碳化的机理是由于环境中的二氧化碳、硫化氢等气体会与空气中的水反应产生酸性物质，这些酸性物质会渗透到混凝土中，使得混凝土中的碳酸盐离子逐渐与水反应形成酸性物质，从而导致混凝土的碳化现象。
同时，由于混凝土内部的水分分布不均，使得混凝土内部的碳酸盐离子浓度不均，从而导致混凝土的碳化现象出现不均匀。
3. 碳化影响混凝土碳化会导致混凝土的强度降低、腐蚀性增强、开裂、变形等问题，进一步影响混凝土的使用寿命。
特别是在潮湿环境下，混凝土碳化会更加严重，对建筑工程的质量和安全产生更大的威胁。
三、混凝土碳化防治方法1. 采用防碳化材料采用防碳化材料是一种有效的防治混凝土碳化的方法。
防碳化材料主要是通过将混凝土表面涂覆上防碳化材料来防止碳化的发生，同时可以增加混凝土的耐久性和抗压性。
2. 采用防碳化混凝土防碳化混凝土是一种特殊的混凝土，其特点是在混凝土的制作过程中加入特殊的防碳化剂，从而使得混凝土在使用过程中不易被碳化。
采用防碳化混凝土可以在一定程度上防止混凝土的碳化现象。
3. 加强环境控制加强环境控制也是一种有效的防治混凝土碳化的方法。
主要通过控制建筑工程周围的环境，减少二氧化碳、硫化氢等酸性气体的生成，从而减少混凝土的碳化现象。
4. 加强维护管理加强维护管理也是一种有效的防治混凝土碳化的方法。
主要是通过加强混凝土的维护管理，及时发现混凝土中的碳化现象，采取相应的维修措施，从而延长混凝土的使用寿命。
混凝土碳化机理及防治措施
混凝土碳化机理及防治措施一、前言混凝土是建筑中常用的一种材料，具有强度高、耐久性好等优点。
但是，在使用过程中，混凝土可能会出现碳化现象，对混凝土的性能产生影响，因此需要进行防治。
本文将探讨混凝土碳化的机理及防治措施。
二、混凝土碳化机理1. 碳化的概念碳化是指混凝土中的水泥石中的钙化合物与二氧化碳反应生成碳酸盐的过程。
其中，二氧化碳来自大气中的CO2、水泥熟料中的CaCO3等。
2. 碳化的影响碳化会影响混凝土的性能，包括强度、耐久性等。
碳酸盐的生成会导致混凝土的碱性降低，导致钢筋锈蚀，从而影响混凝土的强度和耐久性。
3. 碳化的过程混凝土碳化的过程可以分为以下几个阶段：(1) 初始阶段混凝土中的Ca(OH)2和CO2反应生成碳酸钙，并释放水。
这一阶段一般持续数天。
(2) 加速阶段碳酸钙继续与CO2反应生成更稳定的碳酸盐，这一阶段持续数周至数月。
(3) 减速阶段碳酸盐生成速度减缓，但仍持续。
(4) 平衡阶段碳酸盐的生成速度与分解速度相等，达到平衡状态。
4. 影响碳化的因素(1) 环境因素环境中CO2浓度、温度、湿度等因素都会影响混凝土碳化的速率。
(2) 混凝土因素混凝土的成分、孔隙度、强度等因素都会影响混凝土碳化的速率。
孔隙度越大，碳化速率越快。
(3) 钢筋因素钢筋的质量、电位、覆盖层等因素都会影响混凝土碳化的速率。
覆盖层越小，碳化速率越快。
三、混凝土碳化的防治措施1. 碳化混凝土的修补对于已经出现碳化现象的混凝土，需要进行修补。
修补的方法包括覆盖、表面涂层、喷涂等。
2. 预防碳化(1) 选择合适的水泥水泥是混凝土的主要成分之一，选择合适的水泥可以降低混凝土碳化的速率。
(2) 控制混凝土的孔隙度混凝土的孔隙度越小，碳化速率越慢。
因此可以采取加密骨料、提高混凝土强度等措施来控制孔隙度。
(3) 加强钢筋的保护钢筋的保护层越大，碳化速率越慢。
因此可以采取加厚保护层、采用防腐剂等措施来加强钢筋的保护。
(4) 控制环境因素通过控制环境中CO2浓度、温度、湿度等因素来降低混凝土碳化的速率。
水工混凝土碳化原因和处理
水工混凝土碳化原因和处理混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱性的氢氧化钙，在大气中受到二氧化碳和水分的作用，渐渐变成呈中性的碳酸钙的过程，混凝土碳化对混凝土结构破坏影响很大。
混凝土碳化影响因素水工建造物混凝土碳化的影响因素较多，有内在因素，也有外界因素。
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、混合材量、外加剂、生料化学成分不同，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱度，对碳化速度有重要影响。
一般而言，水泥中熟料越多，则混凝土的碳化速度越慢。
外加剂（减水剂、引气剂）一般均能提高抗渗性，削弱碳化速度，但含氯盐的防冻、早强剂则会严峻加速钢筋锈蚀，应严格控制其用量。
1.2集料品种和级配集料品种和级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响着混凝土的密实性。
材质致密坚实，级配较好的集料的混凝土，其碳化的速度较慢。
1.3磨细矿物掺料的品种和数量如具有活性水硬性材料的掺料，其不能自行硬化，但能与水泥水化析出的氢氧化钙或者与加入的石灰互相作用而形成较强较稳定的胶结物质，使混凝土碱度降低。
在水灰比不变采用等量取代的条件下，掺料量取代水泥量越多，混凝土的碳化速度就越快。
1.4水泥用量增强水泥用量，一方面可以转变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方面还可以增强混凝土的碱性储备，使其抗碳化性能增加，碳化速度随水泥用量的增大而削减。
1.5水灰比在水泥用量一定的条件下，增大水灰比，混凝土的孔隙率增强，密实度降低，渗透性增大，空气中的水分及有害化学物质较多的浸入混凝土体内，加快混凝土碳化。
1.6施工质量施工质量差表现为振捣不密实，造成混凝土强度低，蜂窝、麻面、空洞多，为大气中的二氧化碳和水分的渗入发明了条件，加速了混凝土的碳化。
1.7养护质量混凝土成型后，务必在适合的环境中举行养护。
养护好的混凝土，具有胶凝好、强度高、内实外光和抗侵蚀能力强，能阻挡大气中的水分和二氧化碳侵入其内，延缓碳化速度。
2影响混凝土碳化的外界因素2.1酸性介质酸性气体（如CO2）渗入混凝土孔隙溶解在混凝土的液相中形成酸，与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐、铝酸盐及其他化合物发生中和反应，导致水泥石渐渐变质，混凝土的碱度降低，这是引起混凝土碳化的直接缘由。
混凝土的碳化原理及防治方法
混凝土的碳化原理及防治方法混凝土的碳化原理及防治方法混凝土是一种常用的建筑材料，其主要成分为水泥、砂、石、水等，具有韧性好、抗压强度高、施工方便等优点。
然而，混凝土在使用过程中会逐渐发生碳化现象，导致其性能下降，最终影响使用寿命。
本文将介绍混凝土的碳化原理及防治方法。
一、混凝土的碳化原理混凝土的碳化是指混凝土中的碳酸盐在水和空气的作用下分解为二氧化碳和水，使混凝土内部的pH值下降，从而导致钢筋锈蚀、混凝土强度降低、龟裂等问题。
混凝土的碳化过程分为两个阶段：1.碱性物质的消耗阶段：混凝土中的碱性物质和二氧化碳发生反应，生成碳酸盐，导致混凝土的pH值下降。
在这个阶段，混凝土表面的pH 值下降速度较快，而混凝土内部的pH值下降较慢。
2.碳酸盐的渗透阶段：随着混凝土表面的pH值逐渐降低，碳酸盐开始在混凝土内部扩散，导致混凝土内部的pH值也逐渐下降。
在这个阶段，混凝土内部的钢筋开始锈蚀，混凝土的强度和耐久性逐渐下降。
二、混凝土的碳化防治方法为了延长混凝土的使用寿命，必须采取适当的防治措施。
以下是常用的混凝土碳化防治方法：1.提高混凝土的密实性：混凝土的密实性越高，碳酸盐在混凝土内部的扩散速度就越慢，从而延长混凝土的使用寿命。
可以通过加入适量的粉煤灰、硅灰等添加剂来提高混凝土的密实性。
2.使用高性能混凝土：高性能混凝土具有抗渗、抗裂、耐久性等优点，能够延长混凝土的使用寿命。
使用高性能混凝土可以有效地预防混凝土的碳化问题。
3.涂层防护：在混凝土表面涂上一层防护涂料，能够有效地防止二氧化碳的渗透，从而延长混凝土的使用寿命。
常用的涂层材料有聚合物涂料、环氧树脂涂料等。
4.钢筋防护：钢筋是混凝土中的重要组成部分，其防护措施对于延长混凝土的使用寿命非常重要。
可以在钢筋表面涂上一层防锈涂料，或者采用不锈钢钢筋等防护措施。
5.养护：混凝土在施工后需要进行养护，以确保其强度和密实性。
养护的时间和方法应根据混凝土的类型和厚度而定，通常需要在施工后7-28天内进行养护。
混凝土碳化机理及预防措施
混凝土碳化机理及预防措施一、引言混凝土是建筑工程中常见的材料之一，具有强度高、耐久性好等特点。
然而，随着时间的推移，混凝土表面会逐渐发生碳化现象，从而导致混凝土强度下降、腐蚀加剧等问题。
因此，了解混凝土碳化机理及预防措施对于保障建筑物的安全性具有重要意义。
二、混凝土碳化机理1.碳化的定义碳化是指混凝土中的碳酸盐在水的作用下与钙化合生成碳酸钙的过程。
这个过程会导致混凝土表面的碱性环境逐渐降低，从而影响混凝土的强度和耐久性。
2.碳化的原因（1）混凝土中的水分和二氧化碳：混凝土中的水分和二氧化碳是导致混凝土碳化的主要原因。
混凝土中的水分和二氧化碳会与钙离子和氢氧根离子反应，形成碳酸盐，从而导致混凝土中的碳酸盐含量逐渐增加。
（2）混凝土中的氯离子和硫酸根离子：混凝土中的氯离子和硫酸根离子会加速混凝土的碳化过程。
氯离子和硫酸根离子能够破坏混凝土中的保护层，从而加速混凝土的碳化过程。
3.碳化的影响（1）强度下降：混凝土中的碳酸盐会导致混凝土中的钙离子和氢氧根离子减少，从而影响混凝土的强度。
（2）腐蚀加剧：混凝土中的碳酸盐会导致混凝土表面的碱性降低，从而使得混凝土中的钢筋更容易遭受腐蚀。
三、混凝土碳化的预防措施1.加强混凝土表面的保护层混凝土表面的保护层能够防止混凝土表面受到外界的侵蚀，从而延长混凝土的使用寿命。
常见的混凝土表面的保护层包括油漆、涂料、防水剂等。
2.控制混凝土中的水分和二氧化碳混凝土中的水分和二氧化碳是导致混凝土碳化的主要原因。
因此，控制混凝土中的水分和二氧化碳是预防混凝土碳化的重要措施。
常见的方法包括增加混凝土中的气孔、降低混凝土中的水分含量等。
3.降低混凝土中的氯离子和硫酸根离子含量混凝土中的氯离子和硫酸根离子会加速混凝土的碳化过程。
因此，降低混凝土中的氯离子和硫酸根离子含量是预防混凝土碳化的重要措施。
常见的方法包括使用低氯离子含量的混凝土、降低混凝土中的硫酸根离子含量等。
4.使用高性能混凝土高性能混凝土具有强度高、耐久性好等特点，能够有效地预防混凝土碳化。
混凝土中碳化的原理及防治
混凝土中碳化的原理及防治一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域的材料，其具有高强度、耐久性和抗压性能好等优点。
然而，长期使用后，混凝土中会出现一种现象，即碳化。
碳化是混凝土中碳酸盐反应与水合反应相互作用的结果，会导致混凝土的力学性能下降、耐久性降低，严重影响建筑物的安全。
因此，了解混凝土中碳化的原理及防治方法对于保障建筑物的安全和延长其使用寿命具有重要意义。
二、混凝土中碳化的原理1.碳酸盐反应混凝土中含有的氢氧化钙和二氧化碳在空气中相遇时会发生反应，生成碳酸钙，这个过程称为碳酸盐反应。
碳酸钙是一种不溶于水的物质，会附着在混凝土表面，形成一层白色的物质，称为石灰皮。
当石灰皮被雨水冲刷或混凝土表面被磨损时，混凝土中的碳酸钙会溶解，释放出钙离子和碳酸根离子。
这些离子会与混凝土中的水合硅酸钙反应，生成水合钙碳酸盐。
这个过程就是碳化的开始。
2.水合反应混凝土中的主要成分是水泥，水泥中含有水合硅酸钙、水合铝酸盐和水合铁酸盐等。
当水泥与水混合时，水分子会与水泥中的化学物质反应，生成水合产物。
水合硅酸钙是最主要的水合产物，占水泥水合物质的60%~70%。
水合硅酸钙具有强度高、耐久性好的特点，是混凝土的主要力学组成部分。
但是，水合硅酸钙与空气中的二氧化碳接触时，会发生碳酸化反应，生成水合钙碳酸盐。
这个过程会导致混凝土中的水合硅酸钙逐渐减少，混凝土的强度和耐久性下降。
3.碳酸化深度和速率混凝土中的碳化深度和速率受到多种因素的影响，包括环境、混凝土配合比、孔隙结构和温度等。
通常情况下，碳酸化深度与混凝土中水泥用量和碳酸化时间成正比。
当混凝土中的水泥用量越多，碳酸化深度就越深。
碳酸化速率受到环境中二氧化碳浓度和温度的影响。
当环境中二氧化碳浓度较高或温度较高时，碳酸化速率就会加快。
三、混凝土中碳化的防治1.合理选用水泥和矿物掺合料选用高强度水泥和矿物掺合料可以降低混凝土中的碳酸化深度和速率。
高强度水泥中的硅酸盐含量较高，能够抵抗碳酸化的侵蚀。
混凝土碳化的原理和防治方法
混凝土碳化的原理和防治方法混凝土碳化的原理一、混凝土碳化的概念混凝土碳化是指混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳发生反应，生成碳酸钙的过程。
该反应会使混凝土中的pH值下降，导致钢筋锈蚀，从而影响混凝土的力学性能和耐久性能。
二、混凝土碳化的原理1.碳化反应混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙的反应式如下：Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O该反应产生的碳酸钙会覆盖在混凝土表面，阻碍氢氧化钙与二氧化碳的反应，从而使混凝土内部的pH值下降。
2.钢筋锈蚀当混凝土中pH值下降到7以下时，会引起钢筋的锈蚀。
由于钢筋与混凝土之间的黏着力不足，钢筋锈蚀会导致混凝土的破坏。
3.影响混凝土力学性能混凝土碳化会使混凝土内部的pH值下降，从而降低混凝土的强度和硬度。
同时，混凝土中的氢氧化钙与二氧化碳的反应会使混凝土的孔隙度增大，导致混凝土的抗渗性能下降。
4.影响混凝土耐久性能混凝土碳化会使混凝土内部的pH值下降，从而使混凝土中的钢筋锈蚀加速，从而降低混凝土的耐久性能。
同时，混凝土碳化还会使混凝土的抗渗性能下降，从而导致混凝土的耐久性能下降。
三、混凝土碳化的防治方法1.选用适当的混凝土配合比适当的混凝土配合比可以使混凝土中的氢氧化钙含量降低，从而减缓混凝土的碳化速度。
同时，适当的混凝土配合比还可以提高混凝土的密实度，从而改善混凝土的抗渗性能。
2.使用防碳化剂防碳化剂可以改善混凝土的性能，减缓混凝土的碳化速度。
防碳化剂可以分为物理防碳化剂和化学防碳化剂两种。
物理防碳化剂主要是通过改变混凝土内部的孔隙结构来减缓混凝土的碳化速度，而化学防碳化剂则是通过与混凝土中的氢氧化钙反应，形成一层保护层来减缓混凝土的碳化速度。
3.表面涂层处理表面涂层处理可以对混凝土表面形成一个保护层，防止二氧化碳和水分进入混凝土内部，从而减缓混凝土的碳化速度。
表面涂层处理可以分为油性涂层和水性涂层两种。
油性涂层主要是通过形成一层防水膜来防止混凝土的碳化，而水性涂层则是通过形成一层微孔隙结构的保护层来减缓混凝土的碳化速度。
混凝土碳化机理及防治方法
混凝土碳化机理及防治方法一、混凝土碳化机理混凝土碳化是指混凝土中的钙化合物（如水泥熟料中的CaO、Ca(OH)2等）与大气中的CO2反应，形成碳酸盐，从而导致混凝土中的碱性物质逐渐减少，pH值降低，最终导致钢筋锈蚀。
混凝土碳化的机理可以分为以下几个方面：1. 混凝土中的钙化合物与CO2反应，形成碳酸盐，同时释放出水分和热量。
这会导致混凝土中的碱性物质逐渐减少，pH值降低，从而使混凝土失去耐久性。
2. 混凝土中的钢筋与水泥浆体发生电化学反应，形成钢筋表面的氧化膜。
当混凝土中的pH值降低到一定程度时，氧化膜会被破坏，从而导致钢筋锈蚀。
3. 水泥浆体中的氯离子可以加速钢筋的锈蚀。
当混凝土中的pH值降低到一定程度时，氯离子的腐蚀作用会加剧。
4. 混凝土中的微生物可以分解有机物质，产生二氧化碳，从而加速混凝土的碳化。
二、混凝土碳化的危害混凝土碳化会对混凝土结构的耐久性造成很大的危害，具体表现为：1. 降低混凝土的抗压强度和抗拉强度。
2. 加速钢筋的锈蚀，减少钢筋的粘结力，从而降低混凝土结构的承载能力。
3. 使混凝土中的裂缝扩大，进一步加剧混凝土结构的破坏。
4. 增加混凝土结构的维护和修缮成本。
三、混凝土碳化的防治方法为了延长混凝土结构的使用寿命，必须采取有效的防治措施。
以下是几种常见的混凝土碳化防治方法：1. 采用高性能混凝土高性能混凝土的抗渗性、耐久性和机械强度均高于普通混凝土。
因此，采用高性能混凝土可以有效地防止混凝土碳化。
2. 硅酸盐水泥的使用硅酸盐水泥的水化产物中含有较少的钙化合物，因此碳化程度较低。
硅酸盐水泥的使用可以有效地减缓混凝土碳化的过程。
3. 加强混凝土覆盖层的保护混凝土覆盖层的保护可以防止大气中的CO2进入混凝土内部，从而减缓混凝土的碳化速度。
常用的保护方法包括：涂刷防水涂料、覆盖防渗膜等。
4. 防止混凝土表面的龟裂混凝土表面的龟裂会加速CO2的渗透和混凝土的碳化。
因此，必须采取有效的措施防止混凝土表面的龟裂。
水工混凝土碳化原因和处理
水工混凝土碳化原因和处理水工混凝土碳化原因和处理水工混凝土是现代工业与建筑领域中必不可少的基础材料之一。
它广泛应用于水坝、水库、水渠、水闸、港口、码头等水利工程的建筑和修建中。
然而，水工混凝土在长期使用过程中，不可避免地会受到自然环境和渗透蒸发的物理和化学因素的影响，导致混凝土的性能和缺陷，其中包括碳化现象。
一、水工混凝土碳化的原因1.气候环境水工混凝土通常是在湿润和潮湿的环境中建造和使用的，而这种环境下充满了雨水、雨花、水气、大气污染物等物质，在时间推移下，会使水泥矿物和混凝土内部状态发生改变，从而导致混凝土碳化。
2.材料缺陷混凝土的材料和生产过程可能存在缺陷，例如，使用水分过多或太少、矿物粒度不均等问题，这些问题都会导致渗透和渗漏，因此混凝土内部就容易受到自然环境的影响。
3.外部因素混凝土建筑结构的周边设备与环境的影响，例如，电缆、管道尘埃或各种酸碱介质的影响，都会导致混凝土的性能损失和碳化的产生。
二、水工混凝土碳化的处理1.预防措施混凝土建筑结构的设计和加工过程中，特别是在建造水泥混凝土的过程，应该有助于确保混凝土的制造过程符合标准，以防止材料缺陷的出现。
同时，还应该在结构内安装防止水渗透的适当措施，例如，添加防水材料，通过对表面覆盖或镀锌层等方法防止钢筋腐蚀等。
2.修复措施如果混凝土已经出现碳化的现象，形成了多孔、劣化和冷漠的表面状态，需要对其进行修复处理。
这个过程比较长，需要通过对材料进行砂化和保护，以修复水工混凝土，呈现与新混凝土一样的外观和性能。
在实施修复策略之前需要注意的是夯实表面的混凝土，并且用木材和其他材料压实，防止充气现象出现，该过程必须充分时间，而且过程必须非常小心。
3.防治措施对于新的模块化混凝土结构，在预防性以及维护性处理都需要有新的技术方法，例如爆破清理法、涂覆保护层、溶液渗透淬火和内化更换等提高质量和防治的方法。
其打磨、涂覆和处理的方式必须结束迅速，更关键的是要为修复的过程制定一个标准，确保所用材料质量和抗碳化性能都符合相关标准。
水工混凝土碳化分析及处理工艺
水工混凝土碳化分析及处理工艺水工混凝土碳化分析及处理工艺摘要：混凝土碳化是引起钢筋锈蚀、影响混凝土耐久性的重要原因之一。
本文阐述了混凝土碳化原因、危害及碳化处理方法，并结合工程实例提出了防止混凝土碳化或延缓碳化速度所采取的施工工艺。
关键词：水工混凝土、碳化、处理方法、应用中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：1 前言浦东新区区管水闸共计15座，大部分水闸建于上世纪60、70年代。
近年来，根据水利部颁发的《水闸安全鉴定管理办法》要求，新区水闸管理部门逐步委托检测单位对各水闸进行安全鉴定，通过鉴定，发现绝大多数水闸混凝土表面均存在碳化现场，部分建设年代较早的水闸混凝土碳化现场尤其明显，已经超过钢筋保护层厚度平均值的50%，最大值达50mm，严重影响水闸结构的安全。
2 混凝土碳化原理及危害混凝土碳化是混凝土所受的一种化学腐蚀。
当空气中的CO2渗透到混凝土中，与混凝土中碱性物质发生化学反应后生成碳酸盐和水，从而使混凝土碱性降低，此化学反应的过程即为混凝土碳化，其化学反应方程为：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3 +H2O。
水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满饱和的氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，原理是它能在钢筋表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4保护层，即纯化膜。
当混凝土碳化后其碱性降低，因此对钢筋的保护效果降低，当碳化到一定深度，超过混凝土的保护层时，混凝土就会失去对钢筋的保护作用，这时在水与空气的作用下，钢筋开始锈蚀，逐步混凝土开裂、剥落、保护层遭受破坏，最终导致结构损坏，严重影响水工建筑物的运行寿命。
3 混凝土碳化处理原则混凝土防碳化处理的目的是阻止或尽可能减缓CO2向其内部侵蚀扩散，尽可能减缓混凝土的碳化速度，使混凝土保持良好的强度特性，使其内部钢筋能一直处于高碱性环境中。
混凝土碳化程度不同，部位不同，处理方法也不同。
对混凝土碳化处理需遵循如下基本原则:①对碳化深度较大，钢筋锈蚀明显，危及结构安全的构件应拆除重建;②对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度，碳化层比较坚硬的，可用优质涂料封闭; ③对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽然较小但碳化层疏松剥落的，均应凿除碳化层，粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土，然后全面封闭防护; ④对钢筋锈蚀严重的，应在修补前除锈，并应根据锈蚀情况和结构需要加补钢筋。
混凝土中的碳化原理及防治措施
混凝土中的碳化原理及防治措施一、背景混凝土是一种非常重要的建筑材料，广泛应用于建筑、桥梁、隧道和水利工程等领域。
然而，混凝土在使用中会受到各种因素的影响，其中之一就是碳化。
碳化是混凝土中的一种化学反应，它会降低混凝土的强度和耐久性，对混凝土结构的安全性产生不利影响。
因此，了解混凝土中的碳化原理及防治措施非常重要，可以帮助我们更好地保护混凝土结构，延长其使用寿命。
二、混凝土中的碳化原理1. 碳化的定义碳化是指混凝土中水泥石与二氧化碳发生反应，生成碳酸钙的过程。
这种反应会使混凝土中的钙离子溶解，进而导致混凝土中的水泥石骨架发生破坏，从而降低混凝土的强度和耐久性。
2. 碳化的影响因素（1）碳化作用的时间：当混凝土中的水泥石与空气中的二氧化碳接触一段时间后，才会发生碳化反应。
因此，碳化反应的速度与时间成正比。
（2）环境温度：温度对碳化反应的速度有很大影响。
一般来说，温度越高，碳化反应的速度越快。
（3）湿度：湿度也会影响碳化反应的速度。
当混凝土中的相对湿度较高时，碳化反应的速度会加快。
（4）混凝土中的氧气含量：当混凝土中的氧气含量较高时，碳化反应的速度也会增加。
3. 碳化的反应式混凝土中的碳化反应式为：Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O其中，Ca(OH)2代表水泥石，CO2代表空气中的二氧化碳，CaCO3代表生成的碳酸钙。
三、混凝土中碳化的防治措施1. 采用高强度水泥采用高强度水泥可以增加混凝土的强度和耐久性，从而减缓混凝土中的碳化反应。
此外，高强度水泥的抗渗性也更好，可以降低混凝土中的水分含量，减少碳化反应的速度。
2. 采用氧化镁水泥氧化镁水泥是一种特殊的水泥，它可以在碳化环境中形成镁钙水化硅酸盐胶凝材料，从而增加混凝土的强度和耐久性。
此外，氧化镁水泥的抗碳化性能也比普通水泥更好。
3. 增加混凝土的密实度混凝土的密实度越高，水分含量越低，碳化反应的速度就会越慢。
因此，在混凝土的配合中，应尽可能控制混凝土的水灰比，减少混凝土中的孔隙和空隙。
混凝土碳化机理及处理措施
混凝土碳化机理及处理措施
一、混凝土的碳化机理
1.1 碳化定义
混凝土碳化是指混凝土中存在的碳酸盐与二氧化碳（CO2）反应，从而影响混凝土的性能和寿命。
1.2 碳化过程
混凝土中的主要碳酸盐成分是方解石和钙长石。
当二氧化碳和水进入混凝土内部时，二氧化碳和水形成碳酸，然后与混凝土中的钙离子反应生成钙碳酸盐，这就是混凝土的碳化过程。
1.3 碳化的影响
混凝土的碳化会导致混凝土内钢筋锈蚀，破坏钢筋与混凝土之间的粘结力，进而影响混凝土的强度和耗久性能。
二、混凝土碳化的处理措施
2.1 预防混凝土碳化
1.合理的混凝土配合比和施工工艺是预防混凝土碳化的关键。
2.使用含有硅的材料，在混凝土内形成一层雨衣样的保护层，可防止二氧化碳的侵蚀。
3.加装空气污染的治理设施，减少二氧化碳的排放，从源头上较好的预防混凝土碳化。
2.2 处理混凝土碳化
1.表面保护层处理：采用环氧树脂或聚氨酯等高分子材料涂覆在混凝土表面，遮盖混凝土表面的小裂缝，对混凝土的碳化起较好的保护作用。
2.碳化层深度的测量：通过非破坏性检测技术，确定混凝土碳化的深度，有针对性地进行修补处理。
3.使用碱性水泥浆涂覆处理：碱性水泥能够提高混凝土的pH值，降低碳化反应的速率。
三、
混凝土碳化是导致混凝土老化的主要原因之一。
在混凝土的生产和使用中，应采取预防措施，以尽可能减轻其对混凝土的影响。
对于已经发生碳化的混凝土，应选择适当的处理手段及时修缮，保证其使用寿命和安全性。
混凝土碳化原理及防治方法
混凝土碳化原理及防治方法一、混凝土碳化原理混凝土碳化是指混凝土中的水泥石中的氢氧化钙和二氧化碳在空气中相遇后形成碳酸钙的过程。
碳酸钙的生成会导致混凝土中的pH值下降，从而使混凝土中的钢筋失去保护，从而加速钢筋锈蚀的速度。
混凝土碳化的原因多种多样，主要包括以下几个方面：1. 混凝土表面暴露：混凝土表面的暴露程度越高，暴露时间越长，混凝土碳化的速度就越快。
2. 水泥品质：水泥中氧化钙含量越高，混凝土碳化的速度就越快。
3. 混凝土强度：强度越低的混凝土，其碳化速度也越快。
4. 外界环境：外界环境中的二氧化碳浓度越高，混凝土碳化的速度也就越快。
二、混凝土碳化的危害混凝土碳化会对混凝土结构的耐久性产生极大的影响，主要表现在以下几个方面：1. 降低混凝土的pH值：混凝土中的pH值在碳化的过程中会下降，从而使得混凝土中的钢筋失去保护，加速钢筋锈蚀的速度。
2. 减少混凝土的抗压强度和抗拉强度：混凝土碳化会导致混凝土中的钙化合物被分解，从而减少混凝土的抗压强度和抗拉强度。
3. 提高混凝土的渗透性：混凝土碳化会使混凝土中的孔隙变得更加开放，从而提高混凝土的渗透性。
4. 加速混凝土的老化：混凝土碳化会加速混凝土的老化，从而缩短混凝土结构的使用寿命。
三、混凝土碳化的防治方法为了保证混凝土结构的耐久性，必须采取一系列的措施来防止混凝土碳化。
以下是几种有效的混凝土碳化防治方法：1.提高混凝土品质：通过提高混凝土的材料品质和施工质量来减缓混凝土碳化的速度。
2. 防止混凝土表面暴露：通过使用合适的保护材料来遮盖混凝土表面，从而减缓混凝土碳化的速度。
3. 使用防碳化混凝土：防碳化混凝土是一种特殊配方的混凝土，它的碳化速度非常缓慢，可以有效地防止混凝土碳化。
4. 使用耐碳化剂：耐碳化剂是一种特殊的化学剂，可以在混凝土中形成一层保护膜，从而防止混凝土碳化。
5. 采用电化学防腐技术：电化学防腐技术是一种利用电流和电位控制钢筋锈蚀的技术，可以有效地防止钢筋的锈蚀，从而减缓混凝土碳化的速度。
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略论水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理
摘要：随着经济和社会的快速发展，我国的水利基础建设工程规模越来越大。
当前水工建筑中基本以钢筋混凝土结构为主。
水工钢筋混凝土常见的破坏主要是碳化。
本文将对造成水工钢筋混凝土碳化的机理进行分析，并提出切实有效的防碳化处理措施。
关键词：水工钢筋混凝土；碳化机理；防碳化处理；分析
中图分类号：tu37文献标识码： a 文章编号：
1 钢筋混凝土碳化概述
钢筋混凝土的碳化又称为混凝土的中性化，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中。
它是空气中二氧化碳与水泥中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化、使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。
混凝土碳化本身对混凝土并无破坏作用，其主要危害是由于混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜(钝化膜)遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，导致混凝土中钢筋锈蚀。
同时钢筋，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。
2 水工钢筋混凝土的碳化机理与防碳化处理
2.1 钢筋混凝土的碳化机理分析
钢筋混凝土的碳化程度与对混凝土的破坏作用成正比，因此，掌握混凝土的碳化机理和防控措施在混凝土工程中越来越引起行业内工程技术人员的重视。
水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多，约占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%。
混凝土具有毛细管的特点，这些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，以及水泥石和骨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%。
根据已碳化完了的试件的孔隙壁及内部的取样，测定其钙化比得知，碳化反应主要发生在孔隙内壁上。
但是，碳化降低了混凝土孔隙液体中ph值，碳化一旦达到钢筋表面，钢筋就会因其表面的钝化膜遭到破坏而锈蚀，随后钢筋径向膨胀，保护层顺筋开裂，最后钢筋锈蚀加剧直至结构破坏；混凝土碳化破坏了混凝土结构的表面稳定的水化生成物，碳化反应生成的碳酸钙强度较低，从而降低混凝土强度。
同时，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩，导致混凝土产生裂缝,从而破坏建筑物。
混凝土的碳化是伴随着co2气体向混凝土内部扩散，溶解于混凝土孔隙内的水中，再与各水化产物发生碳化反应这样一个复杂的物理化学过程。
所以，混凝土的碳化速度取决于co2气体的扩散速度及co2与混凝土成分的反应性。
而co2气体的扩散速度又受混凝土本身的组织密实性、co2气体的浓度、环境温度、湿度等因素影响，所以碳化反应受混凝土内孔隙溶液的组成、水化产物的形态等因素的影响。
主要包括以下几个部分：酸性介质：酸性气体（如co2）渗入混凝土孔隙溶解在混凝土的液相中形成酸，与水泥石中的氢氧
化钙、硅酸盐、铝酸盐及其他化合物发生中和反应，导致水泥石逐渐变质，混凝土的碱度降低，这是引起混凝土碳化的直接原因。
试验研究已证明，混凝土的碳化速度与二氧化碳浓度的平方根成正比，即混凝土碳化速度系数随二氧化碳浓度的增加而加快。
混凝土中钢筋锈蚀的另一个重要和普通的原因是氯离子作用。
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，使钢筋发生溃烂性锈蚀。
温度和光照：混凝土温度骤降，其表面收缩产生拉力，一旦超过混凝土的抗拉强度，混凝土表面便开裂，导致形成裂缝或逐渐脱落，为二氧化碳和水分渗入创造了条件，加速混凝土碳化。
阳面混凝土温度较背阳面混凝土温度高，二氧化碳在空气中的扩散系数较大，为其与氢氧化钙反应提供了有利条件，阳光的直接照射，加速了其化学反应和碳化速度。
据检测同一结构的背阳面的碳化速度是阳面的60%～80%。
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（如100%），使混凝土孔隙充满水，二氧化碳不易扩散到水泥石中，过低的湿度（如25%），则孔隙中没有足够的水使二氧化碳生成碳酸，碳化作用都不易进行；当周围介质的相对湿度为50%～70%，混凝土碳化速度最快。
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。
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。
渗漏水会使混凝土中的氢氧化钙流失，在混凝土表面结成碳酸钙结晶，引起混凝土水化产物的分解，其结果是严重降低混凝土强度和碱度，恶化钢筋锈蚀条件。
2.2 水工钢筋混凝土防碳化处理措施
在水工钢筋混凝土防碳化处理中主要包括以下几种方法：（1）提高钢筋混凝土的抗渗性。
由以上所知，钢筋混凝土的碳化与其抗渗性有直接关系。
一般说来，钢筋混凝土的抗渗性能越好，则混凝土的碳化速度越慢。
因此为防止混凝土的碳化，必须提高混凝土的抗渗性。
影响混凝土碳化速度的主要因素是水灰比。
水灰比小的混凝土水泥浆的组织密实，透气性小，既有较好的抗渗性，因而碳化速度慢。
所以在拌制混凝土时，在满足设计要求和施工要求的情况下，尽量降低水灰比，减少用水量，增加密实度，提高混凝土的抗渗性。
为此，可掺引气型的高效减水剂，一方面使混凝土内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡，阻止了co2的渗透，另一方面也大大减少了混凝土的用水量，增加了混凝土的密实度，提高了抗渗性；应选用颗粒细、水化热低的水泥。
因为越细，凝结越快，泌水越少，抗渗性能越好。
水泥标号一般不低于425#；细骨料要求砂的颗粒均匀、圆滑、质地坚硬、平均粒径为0.4mm左右的河砂，含泥量<3%，并含适量的粉砂；选用粗骨料，除大体积外，一般情况下粒径5–30mm为宜，最大粒径不超过40 mm、含泥量<1%，要求组织细密、颗粒整齐、质地坚硬，另外级配要优良，以改善混凝土的和易性，
增加密实度，提高抗渗性。
由于各种原因容易使混凝土产生裂缝。
混凝土建筑物中常见的裂缝有：干缩裂缝、塑性收缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝等。
混凝土搅拌时间要适当，浇筑时下料不要太快，防止堆积，振捣要密实，但避免过振，一般振捣时间为每次10–15s，混凝土初凝前要抹平，终凝前要压光，压光后要及时用湿草帘苫盖或喷涂养护剂认真养护。
夏天气温高，要及时喷水养护，使其保持湿润；防止温度裂缝的措施有：施工时，首先要考虑矿渣水泥、粉煤灰水泥，对于大体积混凝土要用中热或低热水泥，同时在保证强度指标的情况下加入一定量的活性掺合料(如粉煤灰、矿渣微粉等)。
在一定范围内，活性掺合料对水泥的代用量越多，降低混凝土温升的效果越好。
另外可充分利用混凝土的后期强度，根据工程结构实际承载力和工期长等情况，和设计单位协商，用56d、90d
的抗压强度代替28d的抗压强度做为设计强度。
如充分利用混凝土的后期强度，可使每方混凝土少用水泥约50kg，则混凝土温度可降低约5℃，可减少混凝土温度裂缝。
再就是在大体积混凝土里加入缓凝、引气型的减水剂，以改善其和易性、流动性、粘聚性、保水性。
通过分散和减水作用，可降低用水量，增加混凝土的密实度和强度，同时还降低水化热，推迟温峰出现的时间，因而减少温度裂缝，亦提高混凝土抗渗性。
（2）要用生成ca(oh)2多的水泥。
由于水泥品种、掺合料品种及其掺量的不同，水泥水化时生成的碱性物质ca(oh)2含量都有所不同，故对混凝土的碳化速度也有一定的影响，生成 ca(oh)2多的水泥，其混凝土碳化速度慢。
所以施工时要
选择生成ca(oh)2多的水泥，以减慢混凝土的碳化速度。
如：使用普通硅酸盐水泥浇筑的混凝土要比使用早强硅酸盐水泥浇筑的混凝土碳化速度稍快些。
而使用加掺合料的水泥浇筑的混凝土则比使用普通硅酸盐水泥浇筑的混凝土碳化速度要快些。
因为熟料含量多、掺合料少的水泥，通常碱性较高，碳化速度慢。
掺粉煤灰、煤矸石者一般比掺等量矿渣的水泥碳化快，高铝水泥在水化过程中不生成氢氧化钙，所以混凝土不显碱性，易于碳化。
各种水泥混凝土的碳化速度参见碳化速度比率r表。
适当增加钢筋混凝土保护层的厚度，以延缓二氧化碳等到达钢筋表面的时间。
为防止渗透在混凝土结构表面涂刷抗渗性和耐久性好的有机防渗层材料，在一定程度上可以阻滞空气的渗透而减慢混凝土的碳化。
在混凝土里掺阻锈剂，这样也可以防止由于混凝土的碳化而引起的钢筋锈蚀。
结语
随着科学技术的不断发展，水工钢筋混凝土防碳化处理技术和施工工艺不断更新和进步。
水工建筑养护部门需要及时了解建筑钢筋混凝土碳化机理并制定出科学的防碳化处理措施保证建筑的安全和使用寿命。
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