混凝土防碳化处理
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浅谈现阶段混凝土防碳化处理技术
阜阳市水利建筑安装工程公司 于福建
随着城镇化及人口的迅猛发展，每天都有大量的建筑物拔地而起，其中多数都是钢筋混凝土结构，针对建筑结构材料，混凝土发挥着不可替代的重要作用，因此混凝土碳化是我们必须要考虑的问题之一，针对现阶段混凝土防碳化技术，此文将作简要概述。
1 混凝土碳化机理1
混凝土碳化是老化的一种重要形式，是由于空气中的CO2对混凝土侵蚀，使混凝土逐步中性化，继而引起混凝土中钢筋的锈蚀，钢筋锈蚀膨胀后可导致混凝土保护层脱落，钢筋进一步锈蚀，使结构逐渐失去承载能力，最终发生结构性破坏。具体化学机理如下：
常使用的硅酸盐水泥，主要成分是CaO水化作用后生成Ca（OH）2,它在水中溶解度低，大部分以结晶状态存在，成为孔隙液保持高碱性的储备，它的PH值为12.5~13.5。空气中的CO2气体不断透过混凝土中未完全冲水的粗毛细孔道，气相扩散到混凝土中部分冲水的毛细孔中，与其中的孔隙液所溶解的Ca（OH）2进行中和反应:2232()CaOHCOCaCOHO,反应后生成CaCO3和H2O，CaCO3溶解度低，沉积于毛细孔中，毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为2Ca离子和OH离子，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散进来的CO2继续沿混凝土中未完全充水的毛细孔道向混凝土深处气相扩散，更深入地进行碳化反应。碳化后的混凝土质地疏松，强度降低。
碳化使混凝土由碱性物质变成了中性物质盐类，PH值降低，钢筋失去混凝土的碱性保护，逐渐生锈，导致膨胀变形继续破坏混凝土，形成恶性循环，最终使结构丧失承载力。
2 防碳化处理技术
对于混凝土碳化的处理一般分两种情况：一种是针对没有产生表面破坏的混凝土碳化处理；一种是针对已产生碳化破坏的混凝土碳化处理。第一种处理方法一般采用表面保护措施，如在混凝土表面做涂料，直接阻断CO2向其内部侵蚀扩散，减缓混凝土的碳化速度，国内采用的材料有环氧厚浆涂料、氯磺化聚乙烯、水泥基类材料、高标号水泥砂浆、聚合物水泥浆等。第二种情况包括出现顺筋开裂、混凝土崩落和钢筋锈蚀的部分，要先进行钢筋锈蚀混凝土及剥落的处理，再用粘结性强的防碳化涂料对整个钢筋混凝土结构进行全面的封闭，以防止空气中的CO2的进一步侵蚀，这种方法对于碳化深度超过混凝土保护层，钢筋已产生锈蚀开始膨胀的破坏部位，要在彻底消除的基础上采用局部修补和全面封闭防护相结合的方法，用粘结性好、密实的水泥砂浆（或混凝土）进行局部修补，恢复结构物的整体外形，达到整体防护的效果。
3 防碳化处理技术的施工工艺
作为防碳化的有机物覆盖材料必须满足一定的要求：一是具有良好的绝缘性，能防止CO2、水汽和氧气的渗透；二是覆盖材料与混凝土有足够的粘结强度，保证涂料与混凝土能牢固结合；三是覆盖材料的固化时间（即表干时间）满足施工要求。根据多年施工经验及分析研究，作者认为目前环氧厚浆涂料及水泥砂浆能分别对应混凝土碳化处理的两种情况，可以起到很好的防碳化效果，现将各种涂料
的施工工艺简述如下。
3.1 环氧厚浆涂料防碳化施工工艺
（1）材料配置：工程所需主要材料H52-S4环氧厚浆涂料。
（2）检查构件表面钢筋锈蚀缝、受力缝、蜂窝、麻面、破损等情况做好记录，观测受力缝缝宽
（3）先将混凝土构件的表面的浮尘、尘土、青苔、锈斑、油污除去，其中油污严重处要用有机溶剂反复活灵浸渍擦洗。对于表面采用钢丝刷刷糙，用砂纸打磨，出去混凝土表面浮物、浮尘。用凿子、铲子铲除凹凸不平的混凝土及浇筑时跑浆残留物，使混凝土表面平整；清楚松动层，对混凝土表面上的麻坑、蜂窝、裂缝等缺陷用腻子修补，暴露的钢筋要除锈，对面积较大、较深的混凝土脱落部分用高标号混凝土修补，用棉纱擦净，使混凝土表面保持干净、干燥。
（4）涂刷。H52-S4环氧厚浆涂料由主剂和固化剂配制，分甲乙两组包装，配制时按甲：乙=7:1配制，温度高时，固化剂减少，温度低时，固化剂适当多些，具体配比可视实际气温上下少许浮动，允许误差不超过20%，涂料随用随配，少配勤配，此项工作有专人负责，一配一核。混凝土表面要求干净、干燥、平整、密实无杂物，分3遍涂刷，每遍都是在表面完全干燥的情况下进行，力求涂料均匀，防止流挂、皱折现象发生。第一遍先涂刷一层环氧基液，涂刷后静停40分钟左右，手触有拉丝现象，方可涂抹环氧砂浆；第二遍将配制好的环氧砂浆用抹刀按设计要求的厚度2~4mm涂抹到已刷好基液的基面上，涂抹厚度不超过原混凝土表层为准，涂抹时尽可能同方向连续摊料，并注意衔接处压实排气。边涂抹、边压实找平，表面提浆。涂层压实提浆后，间隔2小时左右，再次抹光。；第三遍外观处理，环氧浆液与银粉一定比例配制，作为最后一道工序，使结构外观保持颜色均匀，并有一定的防碳化补强作用。每道工序都进行质量验收，应严格按要求操作，合格后方可进行下一步，以确保质量。
（5）环氧涂料涂抹完毕后，需将施工区进行隔离养护，养护期为28天，养护期间要注意防止环氧砂浆表面被水浸湿、被人员践踏或被重物撞击。当养护环境温度低于15℃时，还需要加热器进行加热保温养护。
（6）注意事项。涂刷施工层间间隔时间根据气温而定，一般不少于6小时，每次再涂前以上一层不粘手为准；遇到麻坑、蜂窝、裂隙时，涂刷第一遍时要反复揉搓，纵横涂刷，沿缝涂抹，使涂料充分渗入缺陷处；涂刷是注意安全，不要抽烟。
3.2 水泥砂浆防碳化施工工艺
水泥砂浆材料封闭比较好。因为它与基层属于同种材料，粒结牢固，并受建筑水泥砂浆地面施工方法的启发，重视“铁化处理”工序，即混凝土在初凝到终凝之间的压光工序。这种处理方法的优点在于○1价格便宜；○2施工工艺简单，易掌握；○3所用材料与混凝土组成材料相同，结合好，日后维护方便○4保护周期长，使用寿命长。
施工工艺：
（1）材料。水泥:P1O3215 (或P1O4215) 普硅水泥。黄砂:要用级配良好,质地坚硬的天然中沙,过筛、水洗。
（2）表面清理。用钢丝刷清除表面泥土及附着物，用水冲洗干净、晾干。
（3）凿毛。用錾子凿除表面剥落层和松动部分，保留坚固石子，并露出棱角。此道工序要求密布均匀，不要漏凿，不要伤及深层混凝土。然后用水泵冲洗表面灰尘，稍晾干。
（4）抹灰。抹灰前先用水泥净浆打底,横竖均匀地各刷水泥浆一遍。这道工序的作用是增加与原来混凝土的粘结力。待水泥浆初凝后，用1 :2 水泥沙浆分底层和面层二层抹灰,每层约5～7 mm厚。水泥砂浆要严格控制水灰比。
（5）铁化处理。压光分4遍进行。第一遍在面层砂浆铺设后进行，使面层砂浆均匀、平整、紧密;第二遍应在水泥初凝后进行（一般在砂浆拌和后1～2 h ,根据水灰比、气温具体定，以手按无明显凹陷为准) ，作用是消除表面气泡、孔隙，增加砂浆的密实度；第三、四遍应在水泥终凝前进行，主要是闭塞砂浆毛孔，进一步提高密实度，使表面光滑。压光时要用力，如抹灰面出现翻砂，可用铁板沾水后再压。
（6）养护。最后一次压光3小时左右，用草帘覆盖洒水养护，养护时间≥15天。
4 结语
（1）环氧厚浆涂料是一种新型防腐材料,防腐效果好, 造价适中, 适用范围广, 施工工艺也不复杂，其在诸多实际工程混凝土防碳化处理中的成功应用, 为水工混凝土防腐提供了经验, 具有广泛推广应用价值。
（2）实践证明水泥砂浆防碳化处理效果良好,经济上分析也是合算的。这为类似的混凝土碳化处理找到了一种经济实用的办法。这种处理方法对大的平面部位较为适合,对零星构件的处理就难以保证质量。
