水工建筑物混凝土碳化及防治

　　水工建筑物多以混凝土结构组成，碳化是混凝土结构的常见问题之一，笔者现就混凝土碳化的机理、影响因素及防治措施做一分析。

1．混凝土碳化机理分析

　　混凝土的碳化是混凝土受到的一种化学腐蚀。空气中CO2渗透到混凝土内，与其中碱性物质发生化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：

Ca(OH)2+C02=CaCO3+H20。

　　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了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4，称为纯化膜。碳化使混凝土碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，混凝土对钢筋的保护作用就会减弱，钢筋开始生锈。

　　一般来说，混凝土碳化不会直接引起其性能的劣化，而且对于素混凝土，碳化还具有提高混凝土耐久性的效果；但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时增加混凝土孔溶液中氢离子的数量，导致钢筋锈蚀。

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，在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止；再次，在渗透水经过混凝土时，石灰的溶出速度还决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，它们可在混凝土表面形成一种碳化保护层。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密切关系。

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，一是在施工中根据建筑物所处的地理位置、周边环境，选择合适的水泥品种。在水位变化区及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥。冲刷部位宜选高强度水泥。二是分析骨料的性质。如抗酸性骨料与水、水泥相互作用，对混凝土的碳化有一定的延缓作用。三是要选好配合比。适量的外加剂、高质量的原材料、科学的搅拌和运输、及时的养护等都可以减少渗流水量和其他有害物质对混凝土的侵蚀，以确保混凝土的密实性。四是若建筑物地处环境恶劣的地区，宜采取环氧基液涂层进行保护，对建筑物地下部分在其周围设置保护层，并用各种溶注液浸注混凝土，如溶化的沥青等。此外，若建筑物一旦发生碳化，最好采用环氧材料修补，若碳化深度较大，可凿除混凝土松散部分，洗净进入的有害物质，将混凝土衔接面凿毛，用环氧砂浆或细石混凝土填补，最后以环氧基液做涂层保护。

　　作者简介：崔金梅，女，汉族，衡水市枣强县水务局，助理工程师。