青海汉和工程管理有限公司
【摘 要】水库建筑物的防冻防冰害的问题是很多地区与水利单位必须进行科技探索的重要施工准则，随着科学施工技术的不断进步工程管理工作的不断细化与深入。但是影响水工建筑物当中混凝土的碳化、冻融破坏有着很多的因素，影响其炭化、冻融的因素也较为复杂，而目前我国在建筑物混凝土的炭化、冻融破坏的防治方面的技术较为落后，大大影响其建筑质量和使用寿命，造成了公共财产的损失，所以应当进一步、加快对其研究步伐。
【关键词】防治；混凝土碳化；冻融破坏；水工建筑物
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。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。
一、详细分析混凝土碳化、冻融破坏机理
1.1混凝土的碳化
导致混凝土炭化的因素分为内在因素和外在因素。
1）.内在因素：（1）不同的水泥品种影响其炭化的速度。水泥品种的不同导致其矿物组成、混合材料以及生料化学成分也不一样，对水泥当中的活性以及混凝土的碱度有着直接的影响，同时也对水工建筑混凝土的炭化速度有着重要的影响。水泥当中的孰料越少，其炭化速度越快。（2）集料品种以及级配因素。集料品种以及级配的不同，导致混凝土内部的孔隙结构之间的差异性，从而会直接影响其密实性。材质较好，级配质量高端的集料混凝土，它的炭化速度明显减慢。（3）混凝土中的矿物掺料品种与其数量。倘若掺料当中包含着活性水硬性，虽不能够自行硬化，可却能够和水泥水化析出的消石灰通过化学反应产生稳定性较强的物质，在一定程度上降低了混凝土的碱度等。
2）.外在因素：（1）温度与光照。混凝土会由于温度的徒然降低而导致表面收缩引发拉力。如果拉力超过了混凝土的抗拉强度，那么混凝土的表面便会裂开，二氧化碳与水分便会乘虚而入，加上阳光的直接照射，便会导致混凝土的炭化加速。（2）含水量以及其相对湿度影响。周边环境的湿度会直接影响混凝土的含水量，从而影响其炭化速度系数。80%～100%的湿度，二氧化碳不易加入水泥当中，25%左右的湿度，则使得孔隙当中无法提供充足的水分与二氧化碳生成碳酸，炭化破坏作用便不易进行。（3）酸性介质的影响。客气当中的酸性气体渗入混凝土的孔隙时，会与水泥石当中的化合物产生化学反应，导致水泥石发生变质，从而降低混凝土的碱性，引起混凝土的快速炭化等。
1.2混凝土的冻融
混凝土的抗冻性是混凝土受到的物理作用（干湿变化、温度变化、冻融变化等）的一方面，是反映混凝土耐久性的重要指标之一。对混凝土的冻融破坏的研究显得尤为重要。由于表面张力的作用，混凝土毛细孔隙中水的冰点随着孔径的减小而降低。凝胶孔水形成冰核的温度在-78℃以下，因而由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。
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二、浅析混凝土碳化、冻融破坏影响及防治
2.1混凝土碳化影响因素及防治
2.1.1混凝土碳化影响因素
影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性高低不同；其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中CO2的浓度高低及湿度大小有关，在干燥和饱和水条件下，碳化反应几乎终止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个非常重要的原因；再次，在渗透水经过的混凝土时，石灰的溶出速度还将决定于水中是否存在影响Ca（OH）2溶解度的物质，如水中含有Na2SO4及少量Mg2+时，石灰的溶解度就会增加，如水中含有Ca（HCO3）2的Mg（HCO3）2对抵抗溶出侵蚀则十分有利。因为它们在混凝土表面形成一种碳化保护层；另外，混凝土的渗透系数、透水量、混凝土的过度振捣、混凝土附近水的更新速度、水流速度、结构尺寸、水压力及养护方法与混凝土的碳化都有密切的关系。
2.1.2分析混凝土碳化破坏的防治措施
对于混凝土的碳化破坏，我们在施工中总结出了一系列治理措施：一是在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境，选择合适的水泥品种；对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥；冲刷部位宜选高强度水泥；二是分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用；三是要选好配合比，适量的外加剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运输，及时的养护等各项严格的工艺手段，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，以确保混凝土的密实性；另外，若建筑物地处环境恶劣的地区，宜采取环氧基液涂层保护效果较好，对建筑物地下部分在其周围设置保护层；用各种溶注液浸注混凝土，如：用溶化的沥青涂抹。还有，若建筑物一旦发生了混凝土碳化，最好采用环氧材料修补，若碳化深度较大，可凿除混凝土松散部分，洗净进入的有害物质，将混凝土衔接面凿毛，用环氧砂浆或细石混凝土填补，最后以环氧基液做涂基保护。
2.2混凝土冻融破坏影响因素及防治
2.2.1混凝土冻融破坏影响因素
混凝土冻融破坏的影响因素是多方面的。一是组成混凝土的主要材料性质的影响，如；水泥的品种、水泥中不同矿物成份对混凝土的耐久性影响较大，又如骨料的影响，除了骨料本身的质量对混凝土的抗冻性的影响以外，骨料的渗透性和吸湿性对混凝土的抗冻性也有决定性的作用，由于湿度和强度的变化，会产生含针状物岩石体积的变化，这将会损坏已硬化的水泥砂浆和混凝土表面，同时骨料的化学性能对混凝土的耐久性也将产生一定的影响；二是外加剂的影响，在混凝土施工过程中掺入引气剂或减水剂对改善混凝土的内部结构，改善混凝土的内部孔隙结构可起到缓冲冻胀的作用，大大降低冻胀应力，提高混凝土的抗冻性；三是施工工艺影响，配合比、混凝土的施工、硬化条件等都与混凝土的耐久性有密切的关系，同时混凝土中的单位用水量是影响混凝土抗冻性的一个重要因素。
2.2.2混凝土冻融破坏的防治
对于混凝土冻融破坏的防治，结合我们的施工实践，总结出了如下几点：
（1）预防措施。一是在混凝土施工中应根据不同情况选择含有不同矿物成份和不同性能的水泥、骨料和外加剂，从材料方面确保混凝土的耐久性；二是严格混凝土制作配合比，一定要根据结构类型和所处的环境条件，试验确定关键参数，主要是降低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分仅为其重量的25%左右，若水量增加，多余的水就游离析出，产出孔隙，饱和后易受冻胀破坏；另外掺入引气型外加剂是提高混凝土抗冻性最有效的途径之一。
（2）治理措施。①水泥砂浆修补，适用于轻微的表层破坏；②预缩砂浆修补，所谓预缩砂浆是指经拌和好之后再归堆放置30～90mih后才使用的干硬性砂浆，此种方法适高速水流区混凝土表面的损坏；③喷浆修补，多用于混凝土冻融破坏化较严重的部位；喷混凝土修补，是指经施高压将混凝土拌料以高速运动注入被修补的部位，其密度及抗渗性较一般混凝土好，且具有快速，高效的特点；④环氧材料修补，一般有环氧基液、环氧砂浆和环氧混凝土等，这种材料具有较高的强度和抗蚀、抗渗能力，并与混凝土结合力较强，但价格较贵，施工工艺复杂，材料配比严格，此法可与其它修补方法配合使用，效果更佳。
三、结束语
我们必须根据混凝土所处的环境不同、位置不同和冰冻破坏程度的不同等综合选用不同预防措施与方法，这样才能达到比较好的效果。
参考文献：
[1]高飞.浅析水工建筑物混凝土碳化、冻融、裂缝破坏及防治[J].科技创新导报.2011（05）
[2]王国臣.谈混凝土耐久性能——抗冻性[J].水利建设与管理.2011（04）
论文作者:张晟楠
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第11期
论文发表时间:2016/8/19
标签：混凝土论文; 水泥论文; 因素论文; 建筑物论文; 骨料论文; 水工论文; 砂浆论文; 《低碳地产》2015年第11期论文;