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混凝土碳化原因分析与处理方法

更新:2016/11/20  阅读:  栏目:施工论文

混凝土碳化原因分析与处理方法提要:碳化处理方法。对碳化深度过大,钢筋锈蚀明显、危及结构安全的构件应拆除重建;对碳化深度较小并小于钢筋保护层厚度

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  混凝土碳化原因分析与处理方法

  一、混凝土碳化的原因

  硅酸盐水泥在参与混凝土拌合中,其主成分CaO水化作用后生成Ca(OH)2。除少量溶于孔隙液中外,大部分以结晶状态存在,其PH值为12.5~13.5。空气中的CO2气体不断透过混凝土中未完全充水的根毛细孔道,扩散到部分充水的毛细孔中,与Ca(OH)2进行中和反应。生成CaCO3,沉积于毛细孔中。反应后,毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-,反向扩散到孔隙液中,继续发生反应,直到孔隙液的PH值降为8.5~9.5时为止,此时即所谓“已碳化”,故混凝土碳化广义地称为“中性化”。碳化后的混凝土质地疏松,强度降低。

  二、影响混凝土碳化的因素

  ⑴环境条件。在空气湿度50%~75%的大气中,不密实的混凝土最容易碳化;在相对湿度低于25%或高于95%的空气中以及在水中的混凝土反而难以碳化。在湿度相同时,风速越快、温度越高,碳化也越快。碳化速度还与空气中CO2浓度的平方根成正比。

  ⑵水泥品种。普通硅酸盐水泥比早强硅酸盐水泥碳化稍快;水泥中混合材掺量越大,碳化速度越快;掺用优质减水剂或加气剂,可使碳化减慢,尤其是加气减水剂,由于抗冻性提高,可以增强钢筋混凝土建筑物的耐久性。

  ⑶骨料种类。在轻混凝土中,由于轻质骨料本身气泡多,透气性大,所以能通过骨料使混凝土碳化。一般说来,轻混凝土比普通混凝土碳化快,需要掺用加气剂或减水剂来减缓碳化速度。

  ⑷水灰比。水灰比小的混凝土由于水泥浆的组织密实,透气性小,碳化速度就慢。

  ⑸浇筑与养护质量。混凝土浇筑时,如振捣不密实,以及养护方法不当、养护时间不足时,会造成混凝土内部毛细孔道粗大,使水、空气、侵蚀性化学物质进入混凝土内部,加速混凝土的碳化和钢筋腐蚀。

  三、混凝土碳化的处理措施

  ⑴碳化处理方法。对碳化深度过大,钢筋锈蚀明显、危及结构安全的构件应拆除重建;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;对碳化深度大于钢筋保护层厚度或碳化深度虽小但碳化层疏松剥落的,应凿除碳化层,粉刷高强砂浆或浇筑高强混凝土;对钢筋锈蚀严重的,应在修补前除锈,视情况和结构需要加补钢筋。防碳化处理后的结果,要达到阻止或尽可能减缓外界有害气体进入混凝土内侵蚀,使其内部和钢筋一直处在高碱性环境中。

  ⑵混凝土碳化实用处理方法。①使用环氧厚浆涂料处理。该涂料稳定性、物理机械性能和密封性能都比较好,保护周期可在12年以上,同时施工方便,既适合手工涂刷,又适合机械喷涂。环氧厚浆涂料分甲、乙两组,一般按甲、乙组分比7:1混合均匀后使用。要根据需求适量配制,及时用完。环氧厚浆涂料固体组分多,挥发组分少,一般应涂刷3~4遍,厚度达250μm左右,用量0.5~0.6kg/m2。②使用硅粉砂浆处理。硅粉砂浆由普通水泥砂浆掺和硅粉拌制而成,适用于混凝土碳化层凿除后的重新粉刷。据试验,其抗冲磨性能比C60水泥砂浆高1.5倍,抗压强度达120MPa,抗拉强度5.2MPa,粘结强度3.6MPa,浓度为30%的28d碳化试验的碳化深度为0。③混凝土结构变形缝的缝面处理。为阻缓缝内混凝土的继续碳化,并满足变形缝的变形要求,对于水上部位的变形缝,可采用SR嵌缝膏进行表面封闭;对水下部位的变形缝,可采用SBS改性沥青灌注封闭,能起到闭气止水的双重作用。


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