2010年建筑师考试：水工建筑物混凝土的碳化冻融破坏及防治

　摘要：通过对混凝土的碳化、冻融破坏机理及影响因素分析，提出了水工建筑物混凝土碳化、冻融破坏的防治措施，原则上应为防重于治，以达到或延长工程的使用寿命。
　　关键词：防治混凝土碳化冻融破坏水工建筑物
　　1前言
　　水工建筑物多以混凝土结构组成，而这些混凝土结构多处在气候恶劣的环境中，受泥沙、水流、物理、化学、气温等影响因素颇多。混凝土的破坏以碳化、冻融破坏为常见，致使许多水工建筑物的运行寿命大为缩短，造成极大浪费。如吉林省丰满水电站，大坝某处水平施工缝张口宽达1cm以上；又如唐海县双九河嘴东挡潮闸始建于1976年，到1986年许多混凝土构件已产生很多裂缝，钢筋裸露；还有我省宝鸡峡灌区混凝土渠道某些渠道某些区段也发生严重冻融破坏等等，所以有必要进一步探讨水工建筑物混凝土的碳化、冻融破坏机理及防治措施。
　　2混凝土碳化、冻融破坏机理分析
　　2.1混凝土的碳化
　　混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3＋H2O.水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4，称为纯化膜。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。