[摘　要] 混凝土碳化是影響溫凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要原因之一，通過對(duì)混凝土碳化機(jī)理以及影響因素的分析，我們可以采取更好的相關(guān)控制措施來減少碳化的危害。

 

[關(guān)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(zhì)，如CO₂ 、HCl 、SO₂ 、Cl₂深入混凝土表面，與水泥石中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的過程稱為混凝土的中性化?；炷猎诳諝庵械奶蓟侵行曰畛Ｒ姷囊环N形式，它是空氣中二氧化碳與水泥石中的堿性物質(zhì)相互作用很復(fù)雜的一種物理化學(xué)過程。在某些條件下，混凝土的碳化會(huì)增加其密實(shí)性，提高溫凝土的抗化學(xué)腐蝕能力，但由于碳化會(huì)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(duì)鋼筋的保護(hù)作用，給混凝土中鋼筋銹蝕帶來不利的影響。同時(shí)，混凝土碳化還會(huì)加劇混凝土的收縮，這些都可能導(dǎo)致混凝土的裂縫和結(jié)構(gòu)的破壞。由此可見，混凝土的碳化對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性有很大的影響。因此，混凝土碳化機(jī)理、影響因素及其控制的分析很重要。

 

 

　　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(fā)生水化反應(yīng)，生成的水化物自身具有強(qiáng)度（稱為水泥石） ，同時(shí)將散粒狀的砂和石子粘結(jié)起來，成為一個(gè)堅(jiān)硬的整體。

 

　　混凝土的碳化，是指水泥石中的水化產(chǎn)物與周圍環(huán)境中的二氧化碳作用，生成碳酸鹽或其他的物質(zhì)的現(xiàn)象。

 

　　碳化將使混凝土的內(nèi)部組成及組織發(fā)生變化。由于混凝土是一個(gè)多孔體，在其內(nèi)部存在大小不同的毛細(xì)管、孔隙、氣泡，甚至缺陷等?？諝庵械亩趸际紫葷B透到混凝土內(nèi)部充滿空氣的孔隙和毛細(xì)管中，而后溶解于毛細(xì)管中的液相，與水泥水化過程中產(chǎn)生的氫氧化鈣和硅酸三鈣、硅酸二鈣等水化產(chǎn)物相互作用，形成碳酸鈣。所以，混凝土碳化也可用下列化學(xué)反應(yīng)表示：

 

　　CO₂ + H₂O —H₂CO₃

　　Ca （OH） ₂ + H₂CO₃ —CaCO₃ + 2H₂O

　　3CaO·2SiO₂·3H₂O + 3H₂CO₃—3CaCO₃ + 2SiO₂ + 6H₂O

　　2CaO·SiO₂·4H₂O + 2H₂CO₃ —2CaCO₃ + SiO₂ + 6H₂O

 

　　可以看出，混凝土的碳化是在氣相、液相、和固相中進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜的多相物理化學(xué)連續(xù)過程。

 

 

　　在混凝土的細(xì)孔溶液中，存在著較多的K⁺ 、Na ⁺ 和與之平衡的OH^- ，Ca ^{+ +} 的濃度很低。CO₂ 與細(xì)孔溶液中的H₂O反應(yīng)進(jìn)而轉(zhuǎn)化為H⁺ 和CO^{2 -}₃ ，然后H⁺ 與固相Ca （OH） ₂ 中OH^- 結(jié)合生成H₂O ，從而Ca （OH） ₂ 溶解；CO^{2 -}₃ 選擇性地與少量Ca ^{+ +} 結(jié)合生成CaCO₃ 沉淀。如圖1 所示。