混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究

混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究

赵玲

乌鲁木齐市众安建筑材料检测有限公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：作为混凝土应用的一个重要方面，碳化和氯离子侵蚀的研究具有重要的意义。课题的研究将更好地完善混凝土碳化和氯离子侵蚀的分析和控制，通过合理的措施和途径进一步优化本工作的最终整体效果。

关键词：混凝土；碳化；氯离子侵蚀；共同作用；

1混凝土中氯离子侵蚀与碳化理论

1.1混凝土碳化理论。碳化是物理化学过程，水泥经过水化反应从而生成氢氧化钙、水化硅酸钙，二者皆为可碳化物质，孔隙水和环境湿度通过温湿平衡，从而形成孔隙水膜，二氧化碳通过孔隙在混凝土内部扩散，并溶解于孔隙水，固态氢氧化钙溶解与孔隙水，并扩散于浓度较低区域。溶解于孔隙水的氢氧化钙与二氧化碳产生化学反应生产碳酸钙，同时CSH在固液面产生碳化反应。碳化过程，氢氧化钙被消耗，混凝土pH值逐渐降低，碳酸钙含量从混凝土表面至内部逐渐增高，依据pH值变化规律，将混凝土碳化分为三个区域，混凝土碳化的影响因素包括了水灰比、水泥用量、骨料颗粒级配与品种、外掺加剂、养护方法、相对湿度与温度，二氧化碳浓度、应力状态、施工质量等。碳化对混凝土的影响主要体现在质量、性能、抗压强度、混凝土碱度。

1.2混凝土氯离子侵蚀的理论。混凝土与盐水或者海水接触，氯离子会入侵混凝土，氯离子主要通过扩散传输对混凝土造成影响，过程较为缓慢。混凝土饱和并且暴露于氯盐溶液，混凝土内部与表面孔隙溶液存在浓度梯度，从而产生扩散。扩散氯离子、分子和其他粒子自由混合，从高浓度向低浓度迁移。对氯离子进入混凝土产生影响的因素包括矿物掺合料、保护层厚度、养护条件与时间、水胶比、温度与湿度、氯离子浓度等。

2影响混凝土碳化的因素分析

2.1水泥用量。一般水泥的用量直接影响着混凝土对水的吸收量，而混凝土对水的吸收量是指水泥用量与混凝土水化程度的乘积。而且增加水泥的用量可以使混凝土更加具有和易性，还可以增加混凝土的碱性储备，同时也可以提高混凝土的封闭性。所以，适当的提高水泥的使用量可以使混凝土的强度增加，也可以减缓碳化的速度。

2.2水灰比。混凝土的水灰比直接决定着混凝土的强度。混凝土的水灰比越低，其强度也越高，密实度也越高。相反，水灰比高，其强度越低，密实程度也越差。因为混凝土碳化的本质就是向其中扩散的过程，加剧碳化。然后密实度好的混凝土也进一步减缓了向其中扩散的过程。而碳化的快慢也受着水泥石中的含量的影响。所以，水灰比越大，单位体积的水泥含量也会减小，同理其内部的含量也就越少，碱性偏弱，那么碳化速度也会加快。而在混凝土的搅拌过程中，水的含量加大，占据空间也大。在捣实过程中，即使已经捣实，但是等到水汽蒸发后，还是会在内部留有一定的微孔或毛细管等。这也就给混凝土的碳化埋下隐患。所以，在水泥用量一定的前提下，适当的控制水灰比，就会使得混凝土的空袭了降低，一定程度上减少碳化速度。

2.3混凝土抗压强度。研究显示，混凝土的强度也是反映混凝土质量的重要指标之一，同时也是衡量综合性能的重要参数。有关资料表明：混凝土强度高，抗碳化能力强。不过，混凝土的强度与水灰比也是密切相联系的。在一定程度上也是水灰比、用料品种等材料的整体体现。

3混凝土碳化比氯离子侵蚀共同作用

为了更好的了解氯离子与碳化侵蚀的共同作用，通过实验获得数据，并对数据分析，从而得出结果。先去普通硅酸盐水泥、粉煤灰、细集料、粗集料按照一定比例制成混凝土试件，拆模后，养护28d之后置于自然环境，养护90d将试件截面用环氧树脂涂刷，只留一个侧面。将其浸泡于3%氯化钠溶液，7d后取出，擦拭表面水分，至于烘箱烘烤2d，烘箱温度控制在50℃，将试件至于碳化箱快速碳化，之后将不同试件至于自然环境进行循环，每两个循环取出试件测试碳化含钙量、氯离子含量、碳化深度。通过对获得的数据进行分析，可以看出混凝土碳酸钙含量随碳化深度增加出现降低趋势，分布曲线将其分为四个区段，分别是表面浮浆层、完全碳化区、部分碳化区、未碳化区。碳化深度方面，碳化时间增加、循环次数增大碳化深度相应增大。对氯离子含量分析可以得到以下结果，氯离子在混凝土中迁移包括两个区域，扩散区域、对流区。前者主要以扩散形式迁移，后者在主要是毛细管吸附形式，对流区域内循环次数对氯离子含量影响不明显，而扩散区域内循环次数增大，氯离子含量增大。碳化对氯离子含量影响体现在，扩散区域内混凝土同一深度氯离子含量随碳化时间变化而变化，时间增长含量增高，其原因在于，碳化导致混凝土微观结构重分布。有学者研究表明，混凝土碳化后孔隙率会降低，但平均孔径会增大，混凝土中氯离子扩散速度与混凝土孔径平方成正比，因此碳化加速了氯离子扩散。

4控制对策分析

4.1合理的选择水泥的标号和品种。在施工时，应该按照建筑物的四周环境、建筑物的不同部位和所处的地理位置，对合适的水泥品种进行选择，对温度、应力和水化热的放出应该严格的进行控制；针对较为严寒的地区、水位变化区以及干湿交替作用的地区，对一般的硅酸盐水泥进行选择；针对一些部位经常的受到高水流的冲刷，例如，溢流坝坝面和水闸室等应该对高标号的水泥进行选择。

4.2选用骨料。对级配良好和粗细适当的抗酸型骨料进行选择，同水泥和水出现反应，这样在一定的程度上就会延缓混凝土的碳化情况。

4.3对合适的配合比进行选择，对拌合的加水量进行合理的控制。构成混凝土种种材料的用量之比即为配合比。经过大量的研究表明：拌合用水一旦较多，在蒸发了水分之后，这样蒸发之后就会有相应的跑道留在上面，这样就会逐渐的加大空隙率，进而就会降低混凝土的结构密实度，就会在一定的程度上降低其耐久性和强度，这样就会进一步加强碳化的情况。但是也不能过少的加水，对于水泥水化生成凝胶体的用水量一定要给予满足。

4.4将外加剂和添加剂要适当的加入进去。将减水防裂剂有效的应用到混凝土的拌合中，这样就能够有效的降低混凝土的用水量，这样对于水泥浆稠度的改变上就会带来极大的帮助，将混凝土的沉缩变形、混凝土泌水能够充分的降低下来，进而将混凝土的抗裂性能有效的提升上来，极大的提升混凝土的密实性，易磨平混凝土的表面，将微膜构造出来，降低干燥收缩合水分蒸发等。将活性或者非活性的混合料加入到其中，比如说粉煤灰，这样能够将混凝土的密度有效的提升上来，从而将其强度提升上来。

4.5对科学的施工方法进行使用。对气候条件合适的时间进行选取，在施工一些较高要求部位时，这时应该采取一定的防护措施，或者避开这样的时间段进行施工。例如振捣一定要均匀、不漏振、不过振、控制平仓浇筑厚度。对拆模的时间也要严格的进行控制，做好高温条件下的降温和低温条件下的保温工作。确保混凝土有着适宜的温度，这样对其碳化情况也能够合理的进行控制。

总之，碳化对氯离子迁移的影响主要体现在扩散区。碳化会增加氯离子的扩散速率，从而增加混凝土中氯离子的含量。在混凝土碳化区，碳化时间对混凝土的碳化性能有重要影响。随着碳化时间的增加，碳化面积的长度也会增加。要了解混凝土碳化与离子侵蚀的作用及其关系，就必须通过技术手段来减缓或抑制混凝土的作用，以保证混凝土的性能，充分发挥建筑物的整体功能。

参考文献：

[1]赵涛.混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用分析.2017.

[2]许传萍.浅谈混凝土碳化与氯离子侵蚀共同作用研究.2017.