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混凝土碳化对结构影响 　　摘要：本文分析了CO2等物质使混凝土发生碳化的作用机理及主要影响因素，阐述了钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀的电化学过程，运用混凝土碳化原理分析了混凝土碳化对钢筋腐蚀的影响。 　　关键词：混凝土；碳化；钝化膜；钢筋腐蚀 　　Abstract: This paper analyzes the mechanism of action and the main influencing factors of CO2 and other substances in the concrete carbonation of the electrochemical process of corrosion of reinforcement in reinforced concrete structures, the use of the concrete carbonation principle carbonation of concrete reinforcement corrosion.Key words: concrete; carbonation; passivation film; reinforced corrosion 　　 　　 　　中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012） 　　 　　普通混凝土的工作特征是带裂缝工作，混凝土长期裸露于空气中，并受到日晒、风吹、雨淋、霜雪的侵蚀和其他化学腐蚀介质作用，使结构表面发生碳化、污染，从而引起钢筋腐蚀，降低了结构的可靠度和耐久性。随着工程实践中建（构）筑物因混凝土耐久性问题而提前破坏的实例的发生，混凝土的碳化及其对钢筋腐蚀的影响已经引起了工程界的重视。如何选择原材料和控制配合比，从根源上防止混凝土的碳化、提高结构耐久性已成为很重要的一个课题。 　　1.混凝土的碳化 　　混凝土的碳化是指空气中的CO2渗透到混凝土内，与其碱性物质化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程，又称中性化。 　　1.1碳化作用原理 　　由于混凝土内部存在着大小不同的毛细管、孔隙、气泡等缺陷,具有一定的透气性。空气中的CO2首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中，随后溶解于毛细管中的液相，与水泥水化过程中产生的Ca(OH)2和水化硅酸钙等物质相互作用，形成了CaCO3 。研究表明，混凝土的碳化过程是CO2气体由表及里向混凝土内部逐渐扩散的物理化学反应过程。随着混凝土碳化过程的进行，混凝土毛细孔中Ca(OH)2的含量会逐渐减少，必然会使混凝土PH值降低。碳化改变了混凝土的化学成分和组织结构，对混凝土物理力学性能和耐久性有着明显的影响。 　　1.2影响碳化的因素 　　根据混凝土碳化原理可知，影响混凝土碳化的主要??素是混凝土的表面裂缝、内部密实度和所含碱性物质的多少。如果混凝土表面裂缝越少、内部密实度越高、Ca(OH)2含量越大，则抗碳化性能就越好；反之则越差。而影响混凝土表面裂缝、密实度及Ca(OH)2含量大小又与多种因素有关，主要有材料因素、环境因素和施工因素三方面。材料因素主要有混凝土水灰比大小、水泥品种及用量、混凝土强度等级、粉煤灰掺量等；环境因素主要有周围环境的相对湿度、温度、CO2浓度等；施工因素主要有混凝土振捣质量和养护等。 　　（1）水灰比 　　水灰比对混凝土的孔隙结构影响极大。在水泥用量不变的条件下，水灰比越大，混凝土内部的孔隙率越大，渗透性增大，CO2在清水混凝土毛细孔中的扩散速度越快，导致清水混凝土的碳化速度加快。 　　（2）水泥品种及其用量 　　水泥品种不同，水化产物中碱性物质的含量及混凝土的渗透性不同，对混凝土的碳化速度有一定程度影响。实践表明：使用矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥配制的混凝土的碳化速度要比用硅酸盐水泥配制的混凝土的碳化速度快。这是因为火山灰水泥、粉煤灰水泥熟料中的CaO含量低而SiO2的含量高，水泥水化生成的Ca(OH)2含量较少，混凝土的碱性低；而硅酸盐水泥中CaO的含量高，能生成较多的Ca(OH)2，碱性高。另外，混凝土的碳化还与CO2的渗透速度有关。在相同湿度下，火山灰水泥或粉煤灰水泥混凝土中CO2的渗透速度要比硅酸盐水泥混凝土的渗透速度快。 　　水泥用量也是影响混凝土碳化的主要因素之一。水泥用量增加，不仅可以改善混凝土拌合物的和易性，提高强度，还可以增加混凝土的碱性储备，使其抗碳化能力大大增强。 　　（3）混凝土强度等级 　　混凝土强度等级越高,内部组织越密实, CO2的扩散速度降低,致使混凝土的碳化速度降低，抗碳化能力得到提高。 　　（4）粉煤灰掺量 　　在水灰比一定时，粉煤灰中的活性SiO2与水泥熟料水化产生的Ca(OH)2进行二次水化反应，生成低碱