混凝土碳化问题的原因分析与处理方法

混凝土碳化现象在混凝土结构尤其在桥梁、码头、水利工程中早就普遍存在，混凝土碳化使建筑物严重受损的例子也很多，在20世纪末就引起世界各国混凝土专家们的重视，并做了一些相应的研究。近年来随着预拌混凝土的普及以及建设速度的加快，在混凝土结构验收回弹中发现，混凝土结构碳化之快、碳化之深令人惊讶，混凝土的碳化似乎不再只是专家研究的课题，也同样引起许多业内人士甚至普通人的关注与重视，混凝土碳化现象越来越令人担忧。

一、碳化作用机理

碳化作用是指大气中C02在有水的条件下，与水泥的水化产物发生化学反应，产生碳酸化合物以及分解出其他反应物的现象。碳化作用的实质是混凝土失去碱性的现象，当钢筋表面的pH值降到10以下时，钢筋的钝化膜被破坏，混凝土也就失去了对钢筋的保护作用，在水与空气存在的条件下，钢筋开始锈蚀，锈蚀引起体积膨胀使混凝土保护层遭到破坏，从而界面出现裂缝以及保护层剥落等现象，这又进一步促进钢筋的锈蚀，造成钢筋混凝土结构使用寿命的降低，碳化还会直接对混凝土材料造成破坏，并降低混凝土的耐久性。可见，混凝土的碳

化对钢筋混凝土结构的耐久性有很大的影响。预拌混凝土普遍碳化快，尤其是混凝土板墙，有的不过两三个月，碳化深度竟达4~6mm。

二、混凝土及施工现状

1、混凝土现状

不论是房地产开发项目还是政府工程，普遍工期紧，基本采用汽车泵、地泵来输送预拌混凝土，这就对混凝土的和易性、可泵性提出一定的要求。一般高层建筑的剪力墙厚度为 180~250mm，钢筋密集，混凝土拌合物的坍落度基本在160mm以上，有的甚至为180~200mm，预拌混凝土普遍通过掺加减水剂、掺合料等来满足施工要求。混凝土中粉煤灰、矿渣粉等掺合料掺加比例越来越大，混凝土既要满足强度等级要求又要有良好的和易性，以满足泵送要求。

2、施工现状

有些工程由于工期紧，对混凝土的养护很难到位。大部分施工单位只对混凝土浇浇水而已，若不是在冬季，很少覆盖塑料薄膜，打完混凝土第二天楼板上就上人放线、绑钢筋、准备下一层施工，混凝土表面得不到好的养护和保护；剪力墙混凝土更疏于养护，而且拆模早，混凝土过早地暴露于空气中。

3、混凝土保护层

目前，高层建筑的混凝土保护层厚度一般为地下部分墙板内侧厚度为

20mm，墙、梁、板临土侧厚度为40~50mm，非临土侧厚度为20~30mm，底板、承台处厚度为40~50mm；地上部分板、墙厚度为15~20mm，梁处厚度为25mm，外露梁板处厚度为25~35mm。

三、混凝土碳化影响因素

近几年，笔者通过对某单位混凝土搅拌站所供应预拌混凝土的跟踪观察及

现场测试，总结出以下常见影响因素。

1、水泥用量和水灰比

在同一环境下，强度等级高的混凝土结构碳化深度比强度等级低的混凝土碳化深度小，即水泥用量多、水灰比小的混凝土碳化深度小。

2、掺合料

掺合料多的混凝土比掺合料少的混凝土碳化快。

3、拌合物坍落度

拌合物坍落度大的混凝土比坍落度小的混凝土碳化快。

4、所处环境

同一配合比、同一施工工艺、不同环境的碳化速度不同。地面以上的混凝土比地面以下的混凝土碳化快，尤其是地下封闭良好、与室外空气接触少的混凝土不易碳化。

5、现场养护

现场养护不好、拆模过早的混凝土比养护到位、拆模晚的混凝土碳化快。对于这一点笔者体会最深，用塑料膜包裹养护的柱混凝土基本不碳化而且强度高，拆掉塑料膜后碳化也很缓慢，按规定时间拆模的混凝土碳化也极小，这说明碳化与其接触空气早晚有关。另外，混凝土养护仅仅靠浇水是不够的，覆盖养护很重要，板墙虽然难以覆盖，但可以通过喷刷养护剂来达到养护的目的。比如在一些混凝土结构回弹时发现，同样是C35或C30强度等级的混凝土墙，由于拆模后及时喷刷了养护剂，两个多月的碳化值仅为0.5mm，只有表皮碳化，而同样配合比却没有喷养护剂的其他混凝土板墙，其碳化值高达3~4mm，甚至为5mm。

6、施工工艺

混凝土振捣不密实，出现蜂窝麻面等缺陷致使混凝土碳化快，即使同一强度等级混凝土的不同构件，甚至同一构件的不同部位，其碳化速度也有较大的差别。这一点也是经过许多实际测试证明了的，振捣密实、表面光滑的混凝土碳化值相对小些。

四、对策探讨

混凝土的碳化受环境（温度、湿度、C02含量）、水泥用量、水灰比、掺合料和外加剂、水泥品种、骨料品种、施工工艺等综合因素的影响，很难彻底控制住，目前还没有一个更好、更有效的解决办法，只能靠混凝土供应方和施工方共同采取一些必要的措施，在不增加更多成本的情况下，尽量减少。减慢混凝土碳化的发生。

（1）混凝土搅拌站适当地掺加掺合料，采用优质外加剂，严格控制原材料质量，严格按混凝土配合比搅拌，控制好拌合物坍落度，在满足泵送要求的情况下尽量减小其坍落度。

（2）施工单位应加强对混凝土施工队伍质量意识教育，不要只图进度、不顾质量，严禁向混凝土中加水，振捣要密实，养护方法、养护时间及拆模时间都要严格按照国家有关规范执行。