水工混凝土防碳化处理方法及施工工艺

水工钢筋混凝土碳化的破坏与防治摘要：随着我国经济的飞速发展，为了满足现代化生产、生活需要，大量修建了水闸、堤坝等水利工程，有些水工建筑物由于所处环境比较特殊，出现碳化情况，严重影响结构耐久性，因此，研究水工混凝土碳化破坏机理及防治措施十分必要。

关键词：碳化;钢筋混凝土;结构耐久性;影响因素;治理1混凝土碳化概念混凝土的碳化又称为混凝土的中性化，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中。

它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化，使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。

混凝土碳化本身对混凝土并无破坏使用，其主要危害是由于混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜(钝化膜)遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，使混凝土中钢筋锈蚀，同时，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。

混凝土耐久性问题是公认的难题。

水闸建成运行后,如何加强混凝土构筑物的保养、维修,提高其耐久性,是水利工程管理单位值得深入研究的问题[1]。

由于钢筋混凝土构筑物长期暴露在自然环境中,空气中的CO2在适当的温度、湿度下浸入到硬化的水泥浆细孔中,与混凝土中Ca(OH)2 反应形成CaCO3,使混凝土碱度降低。

这种CO2从混凝土表面浸入到混凝土内部的过程称为碳化。

碳化使混凝土碱度降低,减弱对钢筋的保护作用,使钢筋容易锈蚀,锈蚀形成的铁锈体积膨胀(为原来的2~8倍),对混凝土保护层施加膨胀力。

又由于碳化层产生的碳化收缩,对其内部形成压力,而表面碳化层产生拉力,也能够使结构表面产生微小裂纹。

这种收缩裂纹成为空气和水的通道,加快了混凝土的碳化,当钢筋暴露在大气中时,锈蚀过程将加快,最后导致截面减小,严重降低结构强度,影混凝土建筑物的寿命[2]。

2混凝土碳化的主要影响因素2.1混凝土含水量及周围介质的相对湿度混凝土碳化过程与混凝土含水量及周围介质的相对湿度有关[3]。

水工建筑物混凝土碳化分析提纲：1. 水工建筑物混凝土碳化的概述2. 混凝土碳化的影响因素3. 碳化深度和损失率的计算方法及对混凝土性能的影响4. 碳化后混凝土的维修方法和加固方案5. 控制混凝土碳化的措施和建议1. 水工建筑物混凝土碳化的概述混凝土碳化是指混凝土中含有的水分和二氧化碳分子反应，释放出碳酸氢盐，从而改变混凝土中的化学成分和物理性能。

水工建筑物混凝土碳化的主要原因是受水的作用，水中含有二氧化碳和其他化学成分，会穿透混凝土表面至混凝土内部，导致混凝土中钙化程度下降，钢筋锈蚀速度变快，严重破坏混凝土的物理性能和强度，对水工建筑物的安全稳定造成严重危害和威胁。

2. 混凝土碳化的影响因素混凝土碳化的影响因素包括混凝土的配合比、含水量、细度模数、使用年限、温度、湿度、气候等多种因素。

其中，配合比和含水量是混凝土在铺设时制定的，因此，浇筑混凝土时要制定合理的混凝土配合比，控制混凝土含水率，确保混凝土的密实性和稳定性。

此外，混凝土使用年限也是影响混凝土碳化程度和深度的重要因素，长期使用的混凝土容易发生碳化现象，因此要定期检查和维护。

此外，温度、湿度和气候也会影响混凝土碳化程度和速度，一些高温、高湿度和酸雨环境会使混凝土碳化程度加剧。

3. 碳化深度和损失率的计算方法及对混凝土性能的影响碳化深度和损失率是评估混凝土现有状态的重要指标，对混凝土的性能和使用寿命有直接影响，因此需要合理计算。

碳化深度是指混凝土表面到首次出现碳酸盐的深度，可通过测量混凝土表面硬度，估算出混凝土碳化的范围。

损失率是指混凝土的强度损失百分比，可以通过分析混凝土中水化产物的形成情况来计算。

碳化深度和损失率越大，混凝土的强度和耐久性会受到更严重的影响，需要及时采取措施加以处理。

4. 碳化后混凝土的维修方法和加固方案针对已碳化的混凝土，需要尽快采取维修方法和加固方案，以恢复混凝土原有的力学性能和稳定性。

在维修方法方面，可以采用配制专用涂料、钢筋固化材料、混凝土表面硬化剂等方法，以达到减缓碳化的效果。

结构砼表面修补及防碳化处理施工技术要求1.材料指标根据水工混凝土碳化剥蚀破坏的机理和片状修补的特性，修补材料必须满足结构的相容性，使之与基底老混凝土性能相匹配，保证结构安全，同时产生良好的装饰效果。

工程采取“凿旧补新”的方法对对剥蚀较深的缺陷部位进行补强加固处理，选用的修补材料为TB-砼宝Ⅲ型及配套TB-胶—界面粘接，进行深层修复并与基面找平。

然后对砼全表面进行防碳化处理，选用双组份的TB-砼宝Ⅰ型（底料）和单组份的TB-砼宝Ⅰ型（面料）。

材料指标详见表1－1、表1－2、表1－3。

防碳化面层颜色为砼本色，涂刷前，需参建各方确认。

表1－1 TB-砼宝Ⅰ型防碳化材料主要技术指标表1－2 TB-砼宝Ⅲ型补强加固材料主要技术指标表1－3 TB-胶材料主要技术指标（与TB-砼宝Ⅲ型补强加固材料配套使用）2 工艺流程2.1 深层修复及找平处理基面处理(切槽/凿除酥松层/冲洗)→均匀涂刷1遍TB-胶→分层刮抹TB-砼宝(Ⅲ型),与基面找平→密封湿养护3-7天，达到实干即可。

2.2 表面防碳化处理清基→均匀刮抹TB-砼宝Ⅰ型（底料）2遍→均匀涂刷TB-砼宝Ⅰ型（面料）2遍→刮抹和涂层总厚度达到1.5mm厚→自然养护3-7天，达到实干即可。

3 施工技术要求3.1 清基处理（1）基层用电动打磨机打磨干净，去掉混凝土表面的软弱层及凸出物，使基层露出新茬，平整、坚固、无起砂；（2）用高压水枪将浮尘油污等物质冲洗掉，并充分湿润基面，达到水饱和；（3）凹陷处按要求切割并剔凿齿墙；（4）干净、无浮尘、无油污、无杂物，无明水。

3.2 配料应严格按照产品生产厂家提供的配合比进行配制。

每次配制量应随配随用，以免硬结，控制在3h内用完为宜。

3.3 深层修补及找平处理（1）边涂刷TB-胶，边刮抹TB-砼宝Ⅲ型，施工厚度≤2cm厚/遍，最终与结构基面齐平；（2）建议用料量: 涂刷TB-胶1遍用量约0.7-1kg/m2；刮抹TB-砼宝Ⅲ型2cm厚用量约40-45kg/m2；根据现场结构表面粗糙程度，用量相应增加。

浅析水工混凝土的碳化机理及防碳化处理措施摘要：水工钢筋混凝土结构最常见的病害就是混凝土碳化。

由于碳化，混凝土逐渐由碱性转化为中性。

在碱性介质中，钢筋表面会形成一层钝化膜，能有效地抵制钢筋锈蚀。

而当混凝土碳化后，pH值降低，保护钢筋的钝化膜消失，在氧和水的作用下钢筋便产生电化学腐蚀，钢筋锈蚀形成的铁锈体出现体积膨胀，此时混凝土中产生低抗膨胀应力，当锈蚀达到一定程度后，混凝土就会被胀裂，形成沿钢筋的裂缝，继而出现保护层崩落、露筋等现象。

混凝土中出现裂缝与钢筋锈蚀会破坏水工建筑物构的完整性和承载能力，致使许多水工建筑物的使用寿命大为缩短。

关键词：水工混凝土；碳化机理；防护措施1、混凝土的碳化机理当混凝土拌和时，硅酸盐水泥主要成分CaO水化作用生成Ca（oH）2，它在水中溶解度低，除少量溶于孔隙液中，使孔隙液成为饱和碱性溶液外，大部分以结晶状态存在，成为孔隙液保持高碱性储备，它的PH值为12.5-13.5，空气中的二氧化碳不断透过混凝土中水干后留下的粗毛细孔道，气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中，与其中孔隙液滚解的Ca（OH）2进行中和反应，产生不溶于水的CaCO3沉积于毛细孔中，这时毛细孔周围水泥石中羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散到水中的CO2反映，一直到孔隙夜PH值降到8.5-9，这层混凝土的毛细孔中才不再进行这种中和反应，这就是混凝土碳化，即碳酸盐化。

另外凡是能与Ca（OH）2进行中和反映的气体，如SO2、SO3、H2S等均能进行上述反应，使混凝土强度降低，混凝土质地疏松，容易产生裂缝，引起钢筋锈蚀，导致混凝土结构破坏。

2、混凝土中钢筋锈蚀机理最初的混凝土孔隙中充满饱和的Ca（OH）2溶液，它使钢筋表面发生初始电化学腐蚀，该腐蚀物在钢筋表面形成一层致密的覆盖物，那Fe2O3和Fe3O4，即钝化膜，在高碱性环境中，PH值大于11.5时，它可以阻止钢筋进一步腐蚀。

当混凝土碳化深度超过钢筋保护层达到钢筋表面时，钢筋周围孔隙液PH值降到8.5-9.0时，钝化膜破坏，钢筋完成电化学反应，导致钢筋锈蚀。

水泥防碳化施工方案
背景
随着城市化进程的加速和汽车使用量的增加，大量的二氧化碳排放加速了建筑材料老化的过程。

其中，水泥混凝土在接触二氧化碳后，会发生碳化反应，导致材料强度下降，进而影响建筑物的使用寿命。

因此，对于水泥混凝土建筑，防碳化措施变得非常重要。

目的
本文旨在介绍水泥防碳化施工方案，以提高水泥混凝土建筑的使用寿命，降低维护及修复费用。

方案
1. 选择高质量的水泥
高质量的水泥不仅质量更稳定，还能够在施工中控制好水泥的添加量和水灰比，从而降低水泥混凝土的碳化程度。

2. 添加碳化抑制剂
表面描写涂料、磷酸盐、硅酸盐及其复合材料等碳化抑制剂，可有效地降低水泥混凝土的碳化速率，提高使用寿命。

3. 加强维护
对于已经出现碳化现象的建筑物，需要加强维护措施。

可以选择基本性和根本性两种不同的方案，基本性措施为在墙面切割压实十字型槽口，根本性措施为进行全面的表面修补。

结论
水泥防碳化施工方案的实施可以有效降低水泥混凝土建筑的碳化速率，提高建筑物使用寿命。

建议在施工中选择高质量的水泥并添加碳化抑制剂，如已出现碳化需要进行加强维护。

防碳化施工工艺主要包括以下步骤：
1. 表面处理：首先对混凝土表面进行处理，包括清除表面的灰尘、油污、锈蚀等，保证表面的清洁和干燥。

2. 裂缝处理：对混凝土表面的裂缝进行处理，包括凿除裂缝处的混凝土保护层，形成V型槽，然后进行环氧基液和环氧砂浆的修补平整。

3. 涂料配置：按照防碳化涂料的要求进行配置，确保涂料的质量和性能。

4. 涂料喷涂：将配置好的防碳化涂料采用滚涂法、刮涂法、喷涂法等不同的施工方式进行喷涂，确保涂料的均匀性和附着性。

5. 养护处理：在涂料施工完成后，进行充分的干燥和养护处理，避免水淋、溢流和硬物碰撞等影响涂层质量的情况。

需要注意的是，在施工过程中要选择合适的工具，并注意施工厚度的控制，以确保涂料的充填性能、覆盖性能和抗碳化性能。

同时，在施工前要对混凝土表面进行检查和处理，保证其光洁度和平整度。

以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议咨询专业人士。

水工混凝土碳化危害、预防及处理商品混凝土碳化是商品混凝土建筑物普遍存在的不可忽视的问题。

水工建筑物商品混凝土结构普遍碳化深度较深，超过钢筋保护层厚度处较多，结构钢筋普遍锈蚀，有些部位甚至有锈水渗出，直接影响这些建筑物的安全度。

本文介绍商品混凝土碳化的概念、碳化机理、预防措施、处理方法。

1. 商品混凝土碳化概念商品混凝土的碳化又称为商品混凝土的中性化，几乎所有商品混凝土表面都处在碳化过程中。

它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化，使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。

商品混凝土碳化本身对商品混凝土并无破坏使用，其主要危害是由于商品混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜(钝化膜)遭到破坏，使商品混凝土失去对钢筋的保护作用，使商品混凝土中钢筋锈蚀，同时，商品混凝土的碳化还会加剧商品混凝土的收缩，这些都可能导致商品混凝土的裂缝和结构的破坏。

根据湖北省水利水电工程检测研究中心对省内30多个工程碳化检测成果来看，五、六十年代修建的水工建筑物商品混凝土结构普遍碳化深度较深，一般为20～60mm，最大甚至超过90mm，远均超过钢筋保护层厚度，结构钢筋普遍锈蚀，有些部位甚至有锈水渗出。

这些建筑物的安全度普遍较低。

2. 商品混凝土碳化机理商品混凝土碳化是在潮湿环境下渗入商品混凝土体内部的CO2与水泥石中的Ca（OH）2发生中和反应,降低商品混凝土中的碱度的过程。

水泥中的矿物以硅酸三钙和硅酸二钙含量较多，约占总重的75%，水泥完全水化后，生成的水化硅酸钙凝胶约占总体积的50%，氢氧化钙约占25%，水泥石的强度主要取决于水化硅酸钙，在商品混凝土中水泥石的含量占总体积的25%。

商品混凝土具有毛细管—孔隙结构的特点，这些毛细管—孔隙包括商品混凝土成型时残留下来的气泡，水泥石中的毛细孔和凝胶孔，以及水泥石和骨料接触处的孔穴等等。

此外，还可能存在着由于水泥石的干燥收缩和温度变形而引起的微裂缝。

混凝土碳化防治技术规范一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料，在建筑工程中起到了重要的作用。

然而，由于混凝土在长期的使用过程中会发生碳化现象，导致其性能下降，从而影响建筑结构的安全性。

为了解决这个问题，混凝土碳化防治技术应运而生。

本文将对混凝土碳化防治技术规范进行详细介绍。

二、混凝土碳化防治技术规范1. 混凝土碳化的原因混凝土碳化是指混凝土中的碳酸盐与二氧化碳反应，产生碳酸氢盐的过程。

这个过程会导致混凝土中的钙化合物溶解，从而导致混凝土的性能下降。

2. 混凝土碳化防治的方法（1）提高混凝土的抗碳化性能。

可以通过以下措施来提高混凝土的抗碳化性能：① 选择高性能的水泥；② 增加混凝土中细粉料、矿粉等的掺量；③ 采用优质的骨料。

（2）防止混凝土受到二氧化碳的侵蚀。

可以采用以下措施来防止混凝土受到二氧化碳的侵蚀：① 隔绝混凝土与二氧化碳接触的途径；② 采用抗碳化涂料进行涂覆；③ 在混凝土表面进行碱化处理。

（3）进行混凝土维护和修补。

对于已经发生碳化的混凝土，可以采用以下措施进行维护和修补：① 进行表面修补；② 进行混凝土的加固和增强；③ 进行混凝土的保养。

3. 混凝土碳化防治技术规范为了规范混凝土碳化防治技术的实施，我们需要遵循以下技术规范：（1）混凝土的设计和施工应该符合国家相关标准和规定。

（2）混凝土应该进行充分的强度和性能检测，以确保其质量。

（3）混凝土应该进行全面的维护和保养，以防止碳化的发生。

（4）对于已经发生碳化的混凝土，应该进行及时的修补和加固。

（5）在施工过程中，应该采取适当的措施来防止混凝土受到二氧化碳的侵蚀。

4. 混凝土碳化防治技术的应用混凝土碳化防治技术已经得到了广泛的应用。

在建筑工程中，我们可以采用以下措施来进行混凝土碳化防治：（1）在混凝土中掺入适量的矿粉和细粉料，以提高混凝土的抗碳化性能。

（2）在混凝土表面进行碱化处理，以防止混凝土受到二氧化碳的侵蚀。

（3）采用抗碳化涂料进行涂覆，以隔绝混凝土与二氧化碳接触的途径。

什么是混凝土碳化，混凝土碳化怎么处理（一）引言概述:混凝土碳化是指碳酸盐离子侵蚀混凝土结构的过程，常发生在混凝土表面。

碳化会导致混凝土结构的强度下降、腐蚀钢筋以及降低结构的耐久性。

因此，对混凝土碳化的处理是确保结构安全和延长使用寿命的必要措施。

本文将介绍混凝土碳化的定义及成因，并讨论处理碳化混凝土的方法。

正文:1. 混凝土碳化的定义- 碳化是指空气中的二氧化碳与混凝土中的水合氧化钙反应，生成碳酸盐的过程。

- 混凝土碳化一般在混凝土表面开始出现并逐渐向内部扩散。

- 碳化会导致混凝土pH值降低，钢筋易受到腐蚀，混凝土结构的强度和耐久性受到损害。

2. 混凝土碳化的成因- 环境因素：空气中的CO2是混凝土碳化的主要来源，高温、高湿等环境条件有利于碳化的发生。

- 混凝土配合比：水灰比过高、水泥粉磨度不足等会加速碳化的发生。

- 混凝土表面涂层：缺乏或损坏的表面涂层无法有效地阻止二氧化碳的渗透，加速混凝土碳化。

3. 处理碳化混凝土的方法- 表面修补：对已碳化的混凝土表面进行修补，修复好损坏的部分，阻止碳酸盐进一步侵蚀混凝土。

- 防水涂层：施加耐碳化的防水涂层，阻止二氧化碳的渗透，减缓混凝土碳化的速度。

- 封闭微细裂缝：微细裂缝是二氧化碳渗透混凝土的通道，封闭这些裂缝可以减少碳化的发生。

- 加固结构：对碳化严重的结构进行加固处理，提高结构的强度和耐久性。

- 改进配合比：合理控制混凝土的配合比，减少水灰比，提高混凝土的抗碳化能力。

4. 预防碳化混凝土的措施- 增加混凝土覆盖层厚度，减少二氧化碳渗透。

- 使用高性能水泥和控制水灰比，降低混凝土碳化的风险。

- 定期维护和检查混凝土结构，及早发现和处理碳化问题。

- 合理设计混凝土结构，避免出现过大的温湿度差。

总结：混凝土碳化是混凝土结构中碳酸盐离子侵蚀导致结构强度下降和耐久性降低的过程。

处理碳化混凝土可采取表面修补、防水涂层、封闭微细裂缝、加固结构以及改进配合比等方法。

水工混凝土碳化原因和处理混凝土的碳化是指混凝土中原呈碱性的氢氧化钙，在大气中受到二氧化碳和水分的作用，渐渐变成呈中性的碳酸钙的过程，混凝土碳化对混凝土结构破坏影响很大。

混凝土碳化影响因素水工建造物混凝土碳化的影响因素较多，有内在因素，也有外界因素。

1影响混凝土碳化的内在因素1.1水泥品种不同的水泥，其矿物组成、混合材量、外加剂、生料化学成分不同，直接影响着水泥的活性和混凝土的碱度，对碳化速度有重要影响。

一般而言，水泥中熟料越多，则混凝土的碳化速度越慢。

外加剂（减水剂、引气剂）一般均能提高抗渗性，削弱碳化速度，但含氯盐的防冻、早强剂则会严峻加速钢筋锈蚀，应严格控制其用量。

1.2集料品种和级配集料品种和级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响着混凝土的密实性。

材质致密坚实，级配较好的集料的混凝土，其碳化的速度较慢。

1.3磨细矿物掺料的品种和数量如具有活性水硬性材料的掺料，其不能自行硬化，但能与水泥水化析出的氢氧化钙或者与加入的石灰互相作用而形成较强较稳定的胶结物质，使混凝土碱度降低。

在水灰比不变采用等量取代的条件下，掺料量取代水泥量越多，混凝土的碳化速度就越快。

1.4水泥用量增强水泥用量，一方面可以转变混凝土的和易性，提高混凝土的密实性；另一方面还可以增强混凝土的碱性储备，使其抗碳化性能增加，碳化速度随水泥用量的增大而削减。

1.5水灰比在水泥用量一定的条件下，增大水灰比，混凝土的孔隙率增强，密实度降低，渗透性增大，空气中的水分及有害化学物质较多的浸入混凝土体内，加快混凝土碳化。

1.6施工质量施工质量差表现为振捣不密实，造成混凝土强度低，蜂窝、麻面、空洞多，为大气中的二氧化碳和水分的渗入发明了条件，加速了混凝土的碳化。

1.7养护质量混凝土成型后，务必在适合的环境中举行养护。

养护好的混凝土，具有胶凝好、强度高、内实外光和抗侵蚀能力强，能阻挡大气中的水分和二氧化碳侵入其内，延缓碳化速度。

2影响混凝土碳化的外界因素2.1酸性介质酸性气体（如CO2）渗入混凝土孔隙溶解在混凝土的液相中形成酸，与水泥石中的氢氧化钙、硅酸盐、铝酸盐及其他化合物发生中和反应，导致水泥石渐渐变质，混凝土的碱度降低，这是引起混凝土碳化的直接缘由。