混凝土碳化机理及预防措施探讨

王志勇， 张松捷

洛阳市吉利区建设局（471012）

0 概述

钢筋混凝土是一种优质的复合材料,它集素混凝土的高抗压强度与钢筋的高抗拉强度于一体。钢筋混凝土的优越性在土木工程中是显而易见的，但是由于种种原因，混凝土的耐久性能往往不足,导致建筑物结构的部分损坏或全部破坏，造成巨大的经济损失。影响混凝土耐久性的因素是多方面的,混凝土的碳化就是其中重要的因素之一。混凝土碳化，会引起钢筋锈蚀，导致其体积膨胀，使混凝土保护层开裂，直至使混凝土剥落，严重的影响了混凝土建筑物的耐久性。因此必须采取相应措施,防止混凝土的碳化或降低碳化速度。

1 碳化机理

硬化的混凝土，由于水泥水化生成Ca(OH)2，故显碱性，pH值在12以上，在这种高碱性的条件下，钢筋表面会自发生成一层致密的氧化膜，牢固地吸附在钢筋表面，使钢筋处于钝化状态而免受腐蚀。当混凝土遭受游离CaCO3等物质，导致其碱性逐渐降低，甚至消失，这种化学反应称为混凝土的碳化。反应主要产物形成过程如下:

当环境处于50%～70%的湿度时碳化速度最快。这个碳化过程是由表及里、由浅入深，逐渐向混凝土内部扩散。表层的混凝土碳化后,侵入的CO2将继续沿着混凝土中的空隙通道向混凝土的深处扩展，直至到达混凝土里钢筋的表面。碳化作用降低了混凝土的碱性,对钢筋的保护膜起破坏作用。当混凝土的pH值＜12时,钢筋的保护膜就不稳定;当pH值＜11.5时，钢筋的钝化膜就会遭到破坏，引起钢筋锈蚀，导致其体积膨胀至基体的2～4倍,所产生的膨胀力将使混凝土保护层开裂。……