混凝土防碳化處理措施研究

混凝土防碳化處理措施研究

　　摘要：本文闡述了“混凝土碳化處理的工程措施”，根據多年的施工實踐總結而成，系統地分析了混凝土碳化過程及處理方案。

　　關鍵詞：混凝土;措施;碳化;處理

　　隨著社會的不斷發展，每天會建設很多的建筑物，其中多數為鋼筋混凝土結構，針對建筑結構材料，混凝土發揮著不可替代的重要作用，因此混凝土碳化是我們必須要考慮的問題之一，針對岳城水庫除險加固工程溢洪道混凝土防碳化處理有關技術，本文作一概述。

　　1、混凝土碳化機理

　　混凝土碳化是老化的一種重要形式，是由于空氣中的CO2對混凝土侵蝕，使混凝土逐步中性化，繼而引起混凝土中鋼筋的銹蝕，鋼筋銹蝕膨脹后可導致混凝土保護層脫落，鋼筋進一步銹蝕，使結構逐漸失去承載能力，最終發生結構性破壞。具體化學機理如下：

　　常使用的硅酸鹽水泥，主要成分是CaO水化作用后生成Ca(OH)2，它在水中溶解度低，大部分以結晶狀態存在，成為孔隙液保持高堿性的儲備，它的PH值為12.5～13.5。空氣中的CO2氣體不斷透過混凝土中未完全沖水的粗毛細孔道，氣相擴散到混凝土中部分沖水的毛細孔中，與其中的孔隙液所溶解的Ca(OH)2進行中和反應：

　　反應后生成CaCO3和H2O，CaCO3溶解度低，沉積于毛細孔中，毛細孔周圍水泥石中的羥鈣石補充溶解為離子和離子，反向擴散到孔隙液中，與繼續擴散進來的CO2繼續沿混凝土中未完全充水的毛細孔道向混凝土深處氣相擴散，更深入地進行碳化反應。碳化后的混凝土質地疏松，強度降低。

　　碳化使混凝土由堿性物質變成了中性物質鹽類，PH值降低，鋼筋失去混凝土的堿性保護，逐漸生銹，導致膨脹變形繼續破壞混凝土，形成惡性循環，最終使結構喪失承載力。

　　本工程混凝土防碳化處理部位包括進口閘墩、閘底板、泄槽底板及邊墻(順水流向300余米)等。對混凝土基礎表面進行鑿毛和聚合物砂漿補平，表層涂刷防碳化涂料。

　　2、混凝土防碳化處理技術要求

　　作為防碳化的有機物覆蓋材料必須滿足一定的要求：一是具有良好的絕緣性，能防止CO2、水汽和氧氣的滲透;二是覆蓋材料與混凝土有足夠的粘結強度，保證涂料與混凝土能牢固結合;三是覆蓋材料的固化時間(即表干時間)滿足施工要求。根據多年施工經驗及分析研究，現將本工程聚合物砂漿及防碳化涂料的性能指標簡述如下。

　　2.1材料

　　聚合物砂漿為摻有丙乳液的改性水泥砂漿。丙乳液質量應滿足下列要求：

　　(1)外觀：乳白狀無沉淀均勻浮液;(2)pH值：6.5～7.5;(3)含固量：40±5%;(4)密度(26℃)：1.05～1.10g/cm3;(5)貯存穩定性：5～30℃，三個月無明顯沉析。

　　丙乳液貯存溫度一般為5～30℃，要避免暴露在40℃高溫和0℃低溫下，貯存期超過6個月要經過質量檢驗合格方可使用。

　　2.2聚合物砂漿及防碳化涂料主要性能指標

　　2.2.1聚合物砂漿主要性能應符合表1的要求。

　　3、防碳化處理施工

　　3.1施工工藝

　　混凝土缺陷修補施工的工藝流程是：基面處理→沖洗濕潤基面→砂漿拌和→砂漿施工→砂漿養護→切收縮縫→涂刷防碳化層。

　　3.2基面處理

　　對舊混凝土進行人工鑿除、磨光機打磨、高壓噴砂等方法處理，暴露新鮮混凝土層面。再人工檢查鑿除松動的混凝土塊。

　　3.3沖洗濕潤基面

　　對噴砂處理過的混凝土面進行高壓水沖洗，使用水連續、均勻地噴灑，使混凝土濕潤，但表面無明水。

　　3.4聚合物砂漿配制

　　3.4.1材料

　　聚合物砂漿選用下表材料進行拌制。

　　3.4.2砂漿拌和使用機械拌和方式，其各部分的用量按施工配合比嚴格控制。每次拌和砂漿的方量應根據現場施工進度確定，拌成的砂漿存放時間不宜超過30min。

　　3.4.5砂漿施工

　　當涂層厚度大于2cm時必須分層施工，分層間隔時間視施工季節不同而定：一般為3～6h(前一層觸干時進行下一層施工)，每層厚度不超過2cm。襯砌后的保護層總厚度允許公差±2mm。泄槽、底板、溢流堰等平面部位施工由人工直接進行。閘墩、翼墻、邊墻等立面部位采用升降車、吊籃等設備配合人工進行施工。

　　3.4.6砂漿養護

　　砂漿達到終凝后，應及時采用灑水養護方法，一般潮濕養護5d～7d。

　　3.4.7切收縮縫

　　當TK聚合物砂漿修補單寬大于2m時，必須在TK聚合物砂漿養護48h內用切割機切縫，縫寬5～10mm，縫深大約是TK聚合物砂漿厚度的2/3，待7d后再進行二次修補補平。

　　3.4.8涂刷防碳化層

　　TK聚合物砂漿養護7d后，先將切割的收縮縫補平，在TK聚合物砂漿表面再涂刷防碳化涂層2遍，每遍厚度約0.1mm～0.2mm，總涂層厚度控制在0.3mm，涂刷混凝土防碳化涂層前應保證基面濕潤，表面平整，涂刷均勻。

　　涂刷由人工進行，升降車、腳手架、吊籃等設備配合。

　　防碳化涂料涂刷。H52-S4環氧厚漿涂料由主劑和固化劑配制，分甲乙兩組包裝，配制時按甲：乙=7：1配制，溫度高時，固化劑減少，溫度低時，固化劑適當多些，具體配比可視實際氣溫上下少許浮動，允許誤差不超過20%，涂料隨用隨配，少配勤配，此項工作有專人負責，一配一核。混凝土表面要求干凈、干燥、平整、密實無雜物，分3遍涂刷，每遍都是在表面完全干燥的情況下進行，力求涂料均勻，防止流掛、皺折現象發生。第一遍先涂刷一層環氧基液，涂刷后靜停40分鐘左右，手觸有拉絲現象，方可涂抹環氧砂漿;第二遍將配制好的環氧砂漿用抹刀按設計要求的厚度1.5mm涂抹到已刷好基液的基面上，涂抹厚度不超過原混凝土表層為準，涂抹時盡可能同方向連續攤料，并注意銜接處壓實排氣。邊涂抹、邊壓實找平，表面提漿。涂層壓實提漿后，間隔1.5-2.5小時，再次抹光。;第三遍外觀處理，環氧漿液與銀粉一定比例配制，作為最后一道工序，使結構外觀保持顏色均勻，并有一定的防碳化補強作用。每道工序都進行質量驗收，應嚴格按要求操作，合格后方可進行下一步，以確保質量。

　　3.4.9其他注意事項

　　如遇雨天、寒流等影響聚合物砂漿質量的意外情況，要采取措施進行處理，必要時清除重鋪。所有施工機械、器具在收工時必須清洗干凈。

　　施工中，首先進行閘墩、翼墻、排架等上部結構的防碳化處理，最后進行底板、溢流堰等下部結構處理。

　　4、結束語

　　這些在除險加固工程中實用的防碳化處理方案是經過反復的施工實踐總結而成的。作為工程技術人員，通過對混凝土碳化機理的分析，也更加清楚地認識到在溢洪道加固工程中，要嚴格地執行《規范》上所要求的硬性指標，對于混凝土的多個指標都要嚴格的檢測，盡量把問題減少到最低程度。

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