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中建八局第四建设有限公司
摘要：现阶段建筑市场竞争越来越激烈，建筑行业的实体质量越来越重要，如何保证、提高钢筋混凝土的强度对于混凝土工程来说至关重要。而混凝土碳化深度作为影响混凝土强度的关键因素之一，也被放到了重要的地位。本文从混凝土碳化原理出发，简要阐述了混凝土碳化影响因素，并讨论在施工中为提升混凝土强度、减缓混凝土碳化可采取的有效措施。
关键词：钢筋混凝土;主体结构;碳化深度;混凝土强度
一、选题背景
（一）随着建筑业市场竞争的日益激烈，工程的进度要求越来越快，施工质量要求越来越高，现场安全文明施工标准更趋规范。因此为了工程保质保量完成，如何保证、提高钢筋混凝土的强度对于混凝土工程来说至关重要。
（二）混凝土碳化深度作为影响混凝土强度的关键因素之一，亦被放到了重要的地位。混凝土碳化会使混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用，可能导致钢筋的锈蚀。碳化还会引起混凝土收缩（碳化收缩），容易会使混凝土的表面产生细微的裂纹，再随着时间推移细小裂纹发展成大裂缝，对混凝土结构强度造成严重危害。因此为降低混凝土碳化速率，笔者从混凝土碳化影响因素出发，总结得到有效的防治措施，并最终改善混凝土结构实体质量，特选此题。
二、混凝土碳化原理及其影响因素
（一）混凝土碳化原理
混凝土的碳化是指空气中的CO2、SO2等酸性气体与混凝土中液相的Ca（OH）2作用， 生成CaCO3和H2O的中性化过程。此外水泥石中水化硅酸钙（CSH）和未水化的硅酸三钙（C3S）及硅酸二钙（C2S）也要消耗一定的CO2气体。
由于混凝土是一种多孔性材料， 在其内部往往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， 而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（CSH）等物质相互作用， 形成CaCO3。
Ca（OH）2是水泥的主要水化产物之一，对于普通硅酸盐水泥而言，水化生成的Ca（OH）2可达10%～15%。Ca（OH）2一方面是混凝土高碱度的主要提供者，另一方面又是混凝土中最不穩定的成分之一，很容易与环境中的酸性介质发生中和反应，从而使混凝土碳化。
（二）混凝土碳化主要影响因素
1、水泥品种的影响。水泥品种不同意味着其中所包含的化学成分和矿物成分以及水泥混合材料的品种和掺量有别，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱性，对碳化速度有重要影响。在同一试验条件下砂浆的碳化速度大小顺序为，高炉矿渣水泥（BFC） > 普通硅酸盐水泥（OPC） > 早强水泥（HEC） 。
2、水灰比的影响。水灰比增加，混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残留在混凝土中， 会提高混凝土内部毛细孔的含量，导致混凝土内部渗透性提高，因此CO2气体在混凝土毛细孔中的扩散速度加快，从而将加快混凝土的碳化速度，使混凝土碳化区的碳化深度提高。
3、空气相对湿度的影响。混凝土的碳化与混凝土环境的相对湿度有着重要关系。Ca（OH）2与CO2反应生成的水要向外扩散，以保持混凝土内部与大气之间的湿度平衡。在相对湿度接近100%时，混凝土中的孔隙被水蒸气的冷凝水所充满，反应产生的水向外扩散和CO2向内渗透的速度大幅度降低，碳化将终止。而当相对湿度小于25%时，虽然CO2的扩散渗透速度很快，但混凝土毛细孔中没有足够的水，空气中的CO2无法溶解于混凝土毛细管水中，或其溶解量非常有限，使之不能与碱性溶液发生反应，因此碳化反应实际上也无法进行。有资料表明，在相对湿度为50%～70%的条件下，最有利于促进混凝土的碳化。
4、混凝土强度等级的影响。混凝土强度等级越高，混凝土则越密实，CO2的扩散速度则降低，从而使混凝土的碳化速度随之降低，混凝土的抗碳化能力得到提高。
5、混凝土振捣、养护的影响。混凝土在施工操作过程中如振捣和养护良好，则混凝土硬化后密实度较高，混凝土的碳化速度慢。如果混凝土在施工初期养护不良，混凝土中的水分蒸发过快，混凝土面层的渗透性增大，则可加快混凝土的碳化。
因此综上所述，混凝土碳化主要由水泥品种、混凝土自身品质、空气湿度、混凝土浇筑振捣与养护情况等因素综合影响。
三、混凝土碳化防治措施
我们可以从上述混凝土碳化影响因素出发，通过采取减缓混凝土碳化的有效措施来防治混凝土碳化。
1、在混凝土的水泥品种选取时尽量使用不易碳化的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。同时在允许范围内加大水泥用量，一方面可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实度;另一方面可以增加混凝土的碱性储备，从而减缓混凝土碳化。
2、保证混凝土浇筑的连续性。在混凝土浇筑前，要充分考虑运输不稳定因素，确定适宜浇筑时间，保障现场混凝土浇筑的连续性以及出罐混凝土质量，提高成型混凝土的密实度，从而减缓混凝土碳化。
3、在混凝土运输过程中，混凝土罐车须保持转罐，搅拌桶转速为2-3转/分，排出混凝土之前，先让搅拌桶在10-12转/分的转速下转动1分钟，再进行排料，防止混凝土初凝并保证了混凝土的和易性。
4、在混凝土浇筑过程中应通过旁站监督混凝土浇筑质量，保证混凝土浇筑过程中振捣密实。同时每车次混凝土进行混凝土坍落度测试，不达标的混凝土不允许进行浇筑。为保证混凝土水灰比，在混凝土浇筑过程中严禁加水。
5、改善混凝土养护条件。混凝土浇筑结束后在混凝土表面覆上一层塑料薄膜，将混凝土与空气隔绝，阻止混凝土内水分蒸发保证水泥水化作用正常进行。此举减少了混凝土表面裂缝的生成，并减少了混凝土在充分凝结前与空气中CO2的接触时间，从而减缓混凝土的碳化速率。
6、用60mm×40mm方钢管替代圆钢管、木方进行主次龙骨柱墙加固。墙根采用角钢加橡塑海绵条进行封堵，确保剪力墙砼无漏浆，且应在混凝土达到一定强度厚再进行拆模，通过改善混凝土成型质量来减少混凝土结构与空气中CO2的接触面积，从而减缓混凝土的碳化速率。
总结：通过分析混凝土碳化的成因，笔者总结了在混凝土结构施工阶段可采取的有效减缓混凝土碳化的一系列措施，追根溯源就是通过改善混凝土入模质量、混凝土浇筑和养护效果从而最终减缓混凝土的碳化速率。
参考文献：
[1]牛荻涛 陈亦奇 《西安建筑科技大学学报：自然科学版》 1995 第4期
[2]混凝土碳化的原因、影响因素、危害防治及对强度的影响 星论文网
摘要：现阶段建筑市场竞争越来越激烈，建筑行业的实体质量越来越重要，如何保证、提高钢筋混凝土的强度对于混凝土工程来说至关重要。而混凝土碳化深度作为影响混凝土强度的关键因素之一，也被放到了重要的地位。本文从混凝土碳化原理出发，简要阐述了混凝土碳化影响因素，并讨论在施工中为提升混凝土强度、减缓混凝土碳化可采取的有效措施。
关键词：钢筋混凝土;主体结构;碳化深度;混凝土强度
一、选题背景
（一）随着建筑业市场竞争的日益激烈，工程的进度要求越来越快，施工质量要求越来越高，现场安全文明施工标准更趋规范。因此为了工程保质保量完成，如何保证、提高钢筋混凝土的强度对于混凝土工程来说至关重要。
（二）混凝土碳化深度作为影响混凝土强度的关键因素之一，亦被放到了重要的地位。混凝土碳化会使混凝土的碱度降低，减弱了对钢筋的保护作用，可能导致钢筋的锈蚀。碳化还会引起混凝土收缩（碳化收缩），容易会使混凝土的表面产生细微的裂纹，再随着时间推移细小裂纹发展成大裂缝，对混凝土结构强度造成严重危害。因此为降低混凝土碳化速率，笔者从混凝土碳化影响因素出发，总结得到有效的防治措施，并最终改善混凝土结构实体质量，特选此题。
二、混凝土碳化原理及其影响因素
（一）混凝土碳化原理
混凝土的碳化是指空气中的CO2、SO2等酸性气体与混凝土中液相的Ca（OH）2作用， 生成CaCO3和H2O的中性化过程。此外水泥石中水化硅酸钙（CSH）和未水化的硅酸三钙（C3S）及硅酸二钙（C2S）也要消耗一定的CO2气体。
由于混凝土是一种多孔性材料， 在其内部往往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， 而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（CSH）等物质相互作用， 形成CaCO3。
Ca（OH）2是水泥的主要水化产物之一，对于普通硅酸盐水泥而言，水化生成的Ca（OH）2可达10%～15%。Ca（OH）2一方面是混凝土高碱度的主要提供者，另一方面又是混凝土中最不穩定的成分之一，很容易与环境中的酸性介质发生中和反应，从而使混凝土碳化。
（二）混凝土碳化主要影响因素
1、水泥品种的影响。水泥品种不同意味着其中所包含的化学成分和矿物成分以及水泥混合材料的品种和掺量有别，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱性，对碳化速度有重要影响。在同一试验条件下砂浆的碳化速度大小顺序为，高炉矿渣水泥（BFC） > 普通硅酸盐水泥（OPC） > 早强水泥（HEC） 。
2、水灰比的影响。水灰比增加，混凝土硬化后，多余的水分蒸发或残留在混凝土中， 会提高混凝土内部毛细孔的含量，导致混凝土内部渗透性提高，因此CO2气体在混凝土毛细孔中的扩散速度加快，从而将加快混凝土的碳化速度，使混凝土碳化区的碳化深度提高。
3、空气相对湿度的影响。混凝土的碳化与混凝土环境的相对湿度有着重要关系。Ca（OH）2与CO2反应生成的水要向外扩散，以保持混凝土内部与大气之间的湿度平衡。在相对湿度接近100%时，混凝土中的孔隙被水蒸气的冷凝水所充满，反应产生的水向外扩散和CO2向内渗透的速度大幅度降低，碳化将终止。而当相对湿度小于25%时，虽然CO2的扩散渗透速度很快，但混凝土毛细孔中没有足够的水，空气中的CO2无法溶解于混凝土毛细管水中，或其溶解量非常有限，使之不能与碱性溶液发生反应，因此碳化反应实际上也无法进行。有资料表明，在相对湿度为50%～70%的条件下，最有利于促进混凝土的碳化。
4、混凝土强度等级的影响。混凝土强度等级越高，混凝土则越密实，CO2的扩散速度则降低，从而使混凝土的碳化速度随之降低，混凝土的抗碳化能力得到提高。
5、混凝土振捣、养护的影响。混凝土在施工操作过程中如振捣和养护良好，则混凝土硬化后密实度较高，混凝土的碳化速度慢。如果混凝土在施工初期养护不良，混凝土中的水分蒸发过快，混凝土面层的渗透性增大，则可加快混凝土的碳化。
因此综上所述，混凝土碳化主要由水泥品种、混凝土自身品质、空气湿度、混凝土浇筑振捣与养护情况等因素综合影响。
三、混凝土碳化防治措施
我们可以从上述混凝土碳化影响因素出发，通过采取减缓混凝土碳化的有效措施来防治混凝土碳化。
1、在混凝土的水泥品种选取时尽量使用不易碳化的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。同时在允许范围内加大水泥用量，一方面可以改变混凝土的和易性，提高混凝土的密实度;另一方面可以增加混凝土的碱性储备，从而减缓混凝土碳化。
2、保证混凝土浇筑的连续性。在混凝土浇筑前，要充分考虑运输不稳定因素，确定适宜浇筑时间，保障现场混凝土浇筑的连续性以及出罐混凝土质量，提高成型混凝土的密实度，从而减缓混凝土碳化。
3、在混凝土运输过程中，混凝土罐车须保持转罐，搅拌桶转速为2-3转/分，排出混凝土之前，先让搅拌桶在10-12转/分的转速下转动1分钟，再进行排料，防止混凝土初凝并保证了混凝土的和易性。
4、在混凝土浇筑过程中应通过旁站监督混凝土浇筑质量，保证混凝土浇筑过程中振捣密实。同时每车次混凝土进行混凝土坍落度测试，不达标的混凝土不允许进行浇筑。为保证混凝土水灰比，在混凝土浇筑过程中严禁加水。
5、改善混凝土养护条件。混凝土浇筑结束后在混凝土表面覆上一层塑料薄膜，将混凝土与空气隔绝，阻止混凝土内水分蒸发保证水泥水化作用正常进行。此举减少了混凝土表面裂缝的生成，并减少了混凝土在充分凝结前与空气中CO2的接触时间，从而减缓混凝土的碳化速率。
6、用60mm×40mm方钢管替代圆钢管、木方进行主次龙骨柱墙加固。墙根采用角钢加橡塑海绵条进行封堵，确保剪力墙砼无漏浆，且应在混凝土达到一定强度厚再进行拆模，通过改善混凝土成型质量来减少混凝土结构与空气中CO2的接触面积，从而减缓混凝土的碳化速率。
总结：通过分析混凝土碳化的成因，笔者总结了在混凝土结构施工阶段可采取的有效减缓混凝土碳化的一系列措施，追根溯源就是通过改善混凝土入模质量、混凝土浇筑和养护效果从而最终减缓混凝土的碳化速率。
参考文献：
[1]牛荻涛 陈亦奇 《西安建筑科技大学学报：自然科学版》 1995 第4期
[2]混凝土碳化的原因、影响因素、危害防治及对强度的影响 星论文网