混凝土碳化的過程及對其作業的不利方面

混凝土碳化是影響溫凝土結構耐久性的重要原因之一，通過對混凝土碳化機理以及影響因素的分析，我們可以采取更好的相關控制措施來減少碳化的危害。

[關鍵詞]混凝土；碳化；影響因素；控制措施

空氣、土壤或地下水中酸性物質，如CO2、HCl、SO2、Cl2深入混凝土表面，與水泥石中的堿性物質發生反應的過程稱為混凝土的中性化。混凝土在空氣中的碳化是中性化常見的一種形式，它是空氣中二氧化碳與水泥石中的堿性物質相互作用很復雜的一種物理化學過程。在某些條件下，混凝土的碳化會增加其密實性，提高溫凝土的抗化學腐蝕能力，但由于碳化會降低混凝土的堿度，破壞鋼筋表面的鈍化膜，使混凝土失去對鋼筋的保護作用，給混凝土中鋼筋銹蝕帶來不利的影響。同時，混凝土碳化還會加劇混凝土的收縮，這些都可能導致混凝土的裂縫和結構的破壞。由此可見，混凝土的碳化對鋼筋混凝土結構的耐久性有很大的影響。因此，混凝土碳化機理、影響因素及其控制的分析很重要。

1混凝土的碳化機理

1.1碳化反應[1]

混凝土的基本組成材料為水泥、水、砂和石子，其中的水泥與水發生水化反應，生成的水化物自身具有強度(稱為水泥石)，同時將散粒狀的砂和石子粘結起來，成為一個堅硬的整體。混凝土的碳化，是指水泥石中的水化產物與周圍環境中的二氧化碳作用，生成碳酸鹽或其他的物質的現象。碳化將使混凝土的內部組成及組織發生變化。由于混凝土是一個多孔體，在其內部存在大小不同的毛細管、孔隙、氣泡，甚至缺陷等。空氣中的二氧化碳首先滲透到混凝土內部充滿空氣的孔隙和毛細管中，而后溶解于毛細管中的液相，與水泥水化過程中產生的氫氧化鈣和硅酸三鈣、硅酸二鈣等水化產物相互作用，形成碳酸鈣。所以，混凝土碳化也可用下列化學反應表示:

CO2+H2OH2CO3

Ca(OH)2+H2CO3CaCO3+2H2O

3CaO·2SiO2·3H2O+3H2CO33CaCO3+2SiO2+6H2O

2CaO·SiO2·4H2O+2H2CO32CaCO3+SiO2+6H2O

可以看出，混凝土的碳化是在氣相、液相、和固相中進行的一個復雜的多相物理化學連續過程。

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