■文/邴亮(金圣检测公司)

混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀，在某些条件下，混凝土的碳化会增加其密实性，提高混凝土强度，但随着碳化深度的增加，会加速钢筋的锈蚀，降低混凝土的耐久性。 

1.混凝土的碳化原理 拌合混凝土时，硅酸盐水泥的主要成份CaO水化作用后生成Ca(OH)2，它在水中的溶解度底，除少量溶于空隙液中，使空隙液成为饱和碱性溶液外，大部分以结晶状态存在，成为空隙液保持高碱性的储备，它们的PH值为12.5-13.5。空气中的CO2不断的透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔道，气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中，与其中的空隙液所溶解的Ca(OH)2进行了中和反应，反应产物为CaCO3和H2O，CaCO3溶解度低，沉积于毛细孔中，该反应式为：Ca(OH)2+Co2=CaCO3↓+H2O。反应后，毛细孔周围水泥石中的羟钙石补充溶解为Ca2+和OH-，反向扩散到孔隙液中，与继续扩散进来的CO2反应，一直到孔隙液的PH值降为8.5-9.0时，这层混凝土的毛细孔中才不再进行这种中和反应，即所谓“已碳化”。确切的说，碳化应称为碳酸盐化。 

2.影响混凝土碳化的因素。 

2.1内部因素。 

2.1.1材料

<1>水泥品种和用量。 

不同的水泥，其矿物组成、混合材、生料等化学成份不同，其碳化能力会有所差异，水泥中CaO的含量高，混凝土中的氢氧化钙就多，其吸收CO2的能力就越大，也就需要更多的CO2来中和反应，其碳化能力越强，如矿渣水泥、普通硅酸盐水泥、早强水泥三种水泥CaO含量依次增加，相应碳化能力依次增强。 

<2>集料品种和级配 集料的品种和级配不同，其内部结构差别很大，直接影响混凝土的密实性，轻集料混凝土和普通混凝土相比，由于集料的孔隙多，CO2和H2O的渗透性大，碳化更快，同样普通混凝土材料致密坚实，级配较好集料的混凝土，其碳化的速度较慢。 

<3>掺和料的品种 粉煤灰和矿粉 不同掺合料对混凝土的碳化能力抵抗是不一样的，优质的矿粉、粉煤灰颗粒组成细，微集料填充效果好，可以充分改善水泥石中的孔隙结构，增强混凝土的抗渗性，阻止酸性气体的侵入，抗碳化能力较高。 外加剂 一般情况下，混凝土外加剂兼有减水和引气的作用，减水降水灰比，增加抗碳化能力，引气增加孔隙率，加剧了CO2向内部的扩散，导致碳化速度加快，因此引气含量需严格控制在标准范围以内。 

2.1.2水灰比 

水灰比越小，水用于水化反应的比例高，蒸化排出的混凝土的水份少，因而混凝土中遗留的微孔隙量小，混凝土比较密实，CO2内扩散较少，抗碳化能力较高，水泥用量相同，水灰比大，碳化速度就快。 

2.1.3混凝土施工质量不规范，导致混凝土不密实，空洞多，CO2和H2O掺入多，加速了混凝土的碳化。 

2.2外部因素 

2.2.1光照和温度 碳化作为一种化学反应，光照增加，温度升高会加速CO2的扩散，提高碳化反应速度。

2.2.2相对湿度和CO2浓度 CO2和H2O结合是碳化的前提，相对湿度30%以下，非常干燥的环境下，碳化缓慢，相对湿度60%-80%时，不密实的混凝土最容易碳化，CO2浓度增大同样会加剧碳化。 

3.混凝土碳化的利害 混凝土的碳化分为有利和有害两方面，形成的CaCO3可减少孔隙率，阻断孔道间的相互连通，并且使强度有所增加，这是有利面。碳化的不利影响主要是降低孔隙液中的PH值，破坏钢筋表面的钝化膜，使混凝土失去对钢筋的保护作用，导致钢筋锈蚀。同时，混凝土的碳化加剧砼收缩，从而产生裂纹，导致结构的破坏，造成耐久性严重下降，缩短工程寿命。 

4.防止混凝土碳化的措施 

4.1减少拌和用水量，降低水灰比，使混凝土组织密实。透气性小，碳化慢，增加密实性，提高抗渗性。

4.2采用活性掺和料和高效减水剂 掺加优质的掺和料，节约水泥的同时发挥矿物掺合料的微集料效应，增强混凝土密实。通过添加高效减水剂，减少用水量，提高混凝土抗渗性，阻止CO2渗透。 

4.3加强养护 规范施工，养护是耐久性的重要影响因素，严格执行标准要求，控制施工质量，加强养护。