概要：通过对混凝土的碳化、冻融毁坏机理及影响因素分析，明确提出了水工建筑物混凝土碳化、冻融毁坏的预防措施，应以有误以防重在清领，以超过或缩短工程的使用寿命。　　关键词：预防混凝土碳化冻融毁坏水工建筑物　　1前言　　水工建筑物多以混凝土结构构成，而这些混凝土结构多处在气候险恶的环境中，不受泥沙、水流、物理、化学、气温等影响因素颇多。混凝土的毁坏以碳化、冻融毁坏为少见，导致许多水工建筑物的运营寿命深感延长，导致很大浪费。如吉林省甜美水电站，大坝某处水平施工针张口宽达1cm以上；又如唐海县双九河嘴东推开潮闸始建于1976年，到1986年许多混凝土构件已产生很多裂缝，钢筋露出；还有我省宝鸡峡灌区混凝土渠道某些渠道某些区段也再次发生相当严重冻融毁坏等等，所以有适当更进一步探究水工建筑物混凝土的碳化、冻融毁坏机理及预防措施。

　　2混凝土碳化、冻融毁坏机理分析　　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生锈。空气中CO2气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后分解碳酸盐和水，使混凝土碱度减少的过程称作混凝土碳化，又称不作中性化，其化学反应为：Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3＋H2O.水泥在水化过程中分解大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满著了饱和状态氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有较好的维护起到，使钢筋表面分解无以溶解的Fe2O3和Fe3O4，称作提纯膜。碳化后使混凝土的碱度减少，当碳化多达混凝土的保护层时，在水与空气不存在的条件下，就不会使混凝土丧失对钢筋的维护起到，钢筋开始腐蚀。

可见，混凝土碳化起到一般会必要引发其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提升混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化不会使混凝土的碱度减少，同时，减少混凝土孔溶液中氢离子数量，因而不会使混凝土对钢筋的维护起到弱化。　　2.2混凝土的冻融　　混凝土的抗冻性是混凝土受到的物理起到（寒带变化、温度变化、冻融变化等）的一方面，是体现混凝土耐久性的最重要指标之一。对混凝土的抗冻性无法全然解读为抵抗冻融的性质，不仅在寒冷地区混凝土建筑物有抗冻的拒绝，燥地区混凝土建筑物某种程度不会遭腊、滑、冻、热交错的毁坏起到，经历时间持久不会再次发生表层削落，结构质地等毁坏现象，如浙江省的富春江水电站，湖南省的桃江水库等，都再次发生过有所不同程度的冻融毁坏。

所以对混凝土的冻融毁坏的研究变得尤为重要。对混凝土冻融毁坏的机理，目前的了解尚能不完全一致，按照普遍认为程度较高的，由美国学者T.C.Powerse明确提出的收缩力和渗透压理论，柔软饱和状态的混凝土在其冻融的过程中，遭到的毁坏形变主要由两部分构成。

其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温印发生物态变化，由水转变成冰，体积收缩9％，因不受毛细孔壁约束构成收缩压力，从而在孔周围的微观结构中产生纳形变；其二是当毛细孔水结为冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中的迁入和轻产于引发的渗管压。由于表面张力的起到，混凝土毛细孔隙中水的冰点随着孔径的增大而减少。

凝胶孔水构成冰核的温度在－78℃以下，因而由冰与过冷水的饱和状态蒸汽压劣和过冷水之间的盐分浓度劣引发水分迁入而构成渗透压。　　另外凝胶大大减小，构成更大收缩压力，当混凝土受冻时，这两种压力不会受损混凝土内部微观结构，只有当经过重复多次的冻融循环以后，受损逐步累积不断扩大，发展成相互相连的裂缝，使混凝土的强度逐步减少，最后甚至几乎失去。从实际中不难看出，处在潮湿条件的混凝土似乎不不存在冻融毁坏的问题，所以啖水状态是混凝土再次发生冻融毁坏的必要条件之一，另一必要条件是外界气温正负变化，使混凝土孔隙中的水重复再次发生冻融循环，这两个必要条件，要求了混凝土冻融毁坏就是指混凝土表面开始的层层风蚀毁坏。

　　3混凝土碳化、冻融毁坏影响及预防　　3.1混凝土碳化影响因素及预防　　3.1.1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。首先影响较小的是水泥品种，因有所不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性强弱有所不同；其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中CO2的浓度强弱及湿度大小有关，在潮湿和饱和状态水条件下，碳化反应完全中止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个十分最重要的原因；再度，在渗入水经过的混凝土时，石灰的溶出速度还将要求于水中否不存在影响Ca（OH）2溶解度的物质，如水中所含Na2SO4及少量Mg2＋时，石灰的溶解度就不会减少，如水中所含Ca（HCO3）2的Mg（HCO3）2对抵抗溶出风化则十分不利。

因为它们在混凝土表面构成一种碳化保护层；另外，混凝土的渗透系数、浮水量、混凝土的过度振捣、混凝土附近水的改版速度、水流速度、结构尺寸、水压力及水土保持方法与混凝土的碳化都有紧密的关系。　　3.1.2混凝土碳化毁坏的预防　　对于混凝土的碳化毁坏，我们在施工中总结出有了一系列管理措施：一是，在施工中不应根据建筑物所处的地理位置、周围环境，自由选择适合的水泥品种；对于水位变化区以及寒带交错起到的部位或较寒冷地区搭配外用硫酸盐普通水泥；冲刷部位宜中选高强度水泥；二是，分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的起到对混凝土的碳化有一定的减缓起到；三是，要选好因应比，适度的外加剂，高质量的原材料，科学的加热和运输，及时的水土保持等各项严苛的工艺手段，以增加渗流水量和其它有害物的风化，以保证混凝土的密实性；另外，若建筑物地处环境恶劣的地区，宜采行环氧基液涂层维护效果较好，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：用融化的沥青涂抹。还有，若建筑物一旦再次发生了混凝土碳化，最差使用环氧材料修复，若碳化深度较小，可凿除混凝土牢固部分，洗涤转入的有害物质，将混凝土交会面凿毛，用环氧砂浆或细石混凝土空缺，最后以环氧基液做到涂抹基维护。　　3.2混凝土冻融毁坏影响因素及预防　　3.2.1混凝土冻融毁坏影响因素　　混凝土冻融毁坏的影响因素是多方面的。

一是构成混凝土的主要材料性质的影响，如；水泥的品种、水泥中有所不同矿物成份对混凝土的耐久性影响较小，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起到，由于湿度和强度的变化，不会产生不含针状物岩石体积的变化，这将不会损毁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含有引气剂或减水剂对提高混凝土的内部结构，提高混凝土的内部孔隙结构可起着缓冲器冻胀的起到，大大降低冻胀形变，提升混凝土的抗冻性；三是施工工艺影响，因应比、混凝土的施工、硬化条件等都与混凝土的耐久性有紧密的关系，同时混凝土中的单位用水量是影响混凝土抗冻性的一个最重要因素。此外混凝土的表面、边角和工作针部位正处于最有利的工作条件，所以混凝土模板种类、性质和表面加工情况以及工作针的处置对混凝土的耐久性也有相当大的影响；四是避免不受水位变化影响，严寒季节水位变化不会引发混凝土的相当严重冻融毁坏须要采行有力措施避免；五是严格控制施工质量，混凝土施工质量的优劣，将影响它的抗冻性，因此必需把好质量关，不容许经常出现蜂窝、麻面，力求密实，表面平滑。　　3.2.2混凝土冻融毁坏的预防　　对于混凝土冻融毁坏的预防，融合我们的施工实践中，总结出有了如下几点：　　（1）预防措施。

一是在混凝土施工中不应根据有所不同情况自由选择所含有所不同矿物成份和有所不同性能的水泥、骨料和外加剂，从材料方面保证混凝土的耐久性；二是严苛混凝土制作因应比，一定要根据结构类型和所处的环境条件，试验确认关键参数，主要是减少混凝土的水灰比，水泥水化所须要水分仅有为其重量的25％左右，若水量减少，多余的水就游离两县，生产量孔隙，饱和状态后易受冻胀毁坏；另外含有引气型外加剂是提升混凝土抗冻性最有效地的途径之一；三是人为地优化建筑物混凝土构件周围的环境条件，以增加或提高导致混凝土冻融的各种不利因素。　　（2）管理措施。①水泥砂浆修复，限于于严重的表层毁坏；②预缩砂浆修复，所谓预缩砂浆是所指经拌和好之后再行归堆满改置30～90mih后才用于的干硬性砂浆，此种方法带内高速水流区混凝土表面的损毁；③喷浆修复，多用作混凝土冻融毁坏简化较相当严重的部位；喷出混凝土修复，是所指经施高压将混凝土拌料以高速运动流经被修复的部位，其密度及抗渗性较一般混凝土好，且具备较慢，高效的特点；④环氧材料修复，一般有环氧基液、环氧砂浆和环氧混凝土等，这种材料具备较高的强度和抗蚀、抗渗能力，并与混凝土结合力较强，但价格较贵，施工工艺简单，材料用料严苛，此法可与其它修复方法因应用于，效果较佳；总之我们应该根据水工建筑物所处的环境、方位和冻融毁坏的程度以及原混凝土构件制作的主要材料性能综合搭配有所不同的修复方法，才能取得较好的效果。　　4结语　　本文详细总结了水工建筑物混凝土碳化、冻融毁坏及其预防的主要措施，我们的原则应当是以防重在清领，首先不应根据混凝土所处的环境，合理展开因应比设计（水泥品种的自由选择、W燉C的容许、外加剂的搭配等等）；其次是贤把施工质量关，强化工程运营中科学管理，找到碳化，冻融毁坏及时采行防止维护和修复措施，以超过或缩短工程的使用寿命。

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