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【摘要】：对水工建筑来说，由于混凝土质量的主要影响因素之一是混凝土的碳化问题，因此在水工建筑的施工过程中应该高度重视。分析了水工建筑混凝土的碳化机理和影响因素及影响混凝土碳化的主要原因，提出了水工建筑施工中防治混凝土碳化的对策，从而达到或延长施工建筑工程的使用寿命。
【关键词】：水工建筑；混凝土碳化；施工防治
水工建筑主要组成部分就是混凝土，水工建筑物的耐久性与混凝土的碳化密切相关，如果建筑物的混凝土碳化严重的话，将导致建筑物混凝土结构出现剥落、开裂的现象，不仅破坏了原有的保护层，同时还使得建筑结构物受到损坏，最终水工建筑物的寿命会减少。因此，只有影响混凝土碳化的原因被充分正确地认识到的时候，才能据此采取和制定相关的措施，预防建筑物混凝土碳化现象的发生，从而真正实现水工建筑的功能，并且水工建筑的使用年限也将延长。
1、混凝土碳化的概念
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Fe3O4，称为钝化膜。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。
2、水工建筑混凝土碳化的原因
导致水工建筑物混凝土碳化的原因有很多，主要可分为两大类：内在原因和外部原因。2.1由于内部原因导致的水工建筑物混凝土碳化
2.1.1集料级配和品种
混凝土所使用的集料级配和品种的不同，会使得建筑物内部的孔隙结构有很大的差别，水工建筑物混凝土的密实性会受到直接影响。混凝土碳化的速度比较慢的一般会是级配较好、材质致密坚实的集科的混凝土。
2.1.2水泥的品种和用量
不同品种的水泥会有不同混合材量、矿物组成、生料化学成分、外加剂，混凝土的碱度和水泥本身的活性将会受到这些因素直接影响，同时这些因素对混凝土碳化的速度也有一定的影响。一般来说，混凝土的碳化速度与水泥中所含熟料的多少成反比。可以通过添加一些例如引气剂、减水剂的外加剂来提高混凝土的抗渗性，减弱混凝土的碳化速度。增加水工建筑物中混凝土的水泥用量，不仅混凝土的和易性可以被改变，从而混凝土的密实性也会得到提高，同时混凝土的碱性储备还可以得到一定程度的增加，增强了混凝土的抗碳化性能。随水泥用量的增大，建筑物的混凝土碳化速度反而降低。
2.1.3水灰比
在保证水泥用量一定的前提下，混凝土的孔隙率可以通过增大水灰比而得到增加，同时降低了密实度，增大了渗透性，导致建筑物混凝土体内进入了空气中较多的有害化学物质及水分，从而使水工建筑物的混凝土碳化速度加快。
2.2由于外部原因导致的水工建筑物混凝土碳化
2.2.1酸性介质
混凝土碳化的直接原因是由于混凝土孔隙中渗入了酸性气体，并且在混凝土的液相中溶解形成酸，与水泥石中的硅酸盐、铝酸盐、氢氧化钙及其他化合物发生中和反应，使得水泥发生变质，降低了混凝土的碱度。混凝土中钢筋锈蚀的另外一个原因是在混凝土液相中氯离子形成盐酸，与氧氧化钙作用后生成氯化钙，由于氯化钙吸湿性很高，从而导致钢筋发生溃烂性锈蚀现象。
2.2.2温度和光照
如果混凝土表面的温度下降，由于表面收缩产生的拉力在超过混凝土本身的抗拉强度后，开裂便会发生，逐渐脱落和裂缝会发生，使得水分和二氧化碳很容易进入，从而会使混凝土的碳化速度加快。
2.2.3相对湿度和含水率
混凝土碳化速度系数和含水率的大小直接与周围介质的相对湿度有关，在实际工程中，混凝土结构下部的碳化程度较上部轻，主要是湿度影响的结果。
2. 2. 4 渗漏和冻融
混凝土中的氢氧化钙流失大部分原因是滲漏水的作用，碳酸钙结晶会在混凝土表面上形成，从而会分解混凝土的水 化产物，混凝土碱度和强度会被严重降低。由于温度交替变 化，在混凝土水位变化或浸水饱和部位，其内部的孔隙水交替 地融解松弛和冻结膨胀，造成大面积产生裂缝或疏松剥落现象的发生，最终导致混凝土碳化的发生。
3、防治水工建筑混凝土碳化的对策建议
3.1.严格对建筑物料的要求
严格对建筑物料的要求就是要认真选择建筑材料，首先最重要的是要选择合适的水泥，在施工过程中要根据建筑物所处的地理位置年和周边环境来选择水泥的品种，通常情况可以选用抗碳化能力强的硅酸盐水泥；对于水位变化区及干湿交替作用部位，或是较为严寒的地区，就可以选用抗硫酸盐水泥；对冲刷部位适宜选用高强度的水泥。其次是骨料的选用，抗酸性骨料在与水和水泥发生作用时，能延缓混凝L的碳化作用，因此， 要选择质地硬实和级配良好的骨料，在施工过程中不仅要洗筛砂石，还需要注意的足要将骨料中的有害物质剔除。
3.2.施工方面
水工建筑的施工直接关系着混凝土质量优劣。第一，建筑材料的选择要谨慎。抗碳化能力强的硅酸盐水泥优先选用；选用级配良好和质地硬实的石料和砂来做集料；施工中不仅要选用筛、石要洗，同时剔除集料中的有害物质也要高度重视。第二，在混凝土中可掺入适宜优质的如阻水剂、减水剂等外加剂，来混凝七的某些性能得到改善，提高其强度和抗渗性、抗冻性、密实性。第三，混凝土的水灰比要严格控制住，要求是水灰比小，低塌落度，在满足配料和施工需要的最低范围内控制水的用量，尽量减少混凝土的白由水。
4、 结束语
综上所述，水工建筑物中混凝士碳化的问题比较复杂，也有很多的原因，预防对策要及时的采取。虽然混凝土的耐久性与混凝土碳化有很重要的影响，但是只要管理严格，施工科学，采取各种措施，减慢混凝土碳化速度或预防混凝土的碳化是完全有可能做到的。
【参考文献】：
[ 1] 下尊先. 水工建筑混凝结构破坏原因和预防措施[J]中同高新技术企业， 2009.17
[ 2] 祁学仁. 钢筋轻骨料混凝土梁抗剪上下限值的试验研究[J] . 兰州理工大学学报， 2014.2
【关键词】：水工建筑；混凝土碳化；施工防治
水工建筑主要组成部分就是混凝土，水工建筑物的耐久性与混凝土的碳化密切相关，如果建筑物的混凝土碳化严重的话，将导致建筑物混凝土结构出现剥落、开裂的现象，不仅破坏了原有的保护层，同时还使得建筑结构物受到损坏，最终水工建筑物的寿命会减少。因此，只有影响混凝土碳化的原因被充分正确地认识到的时候，才能据此采取和制定相关的措施，预防建筑物混凝土碳化现象的发生，从而真正实现水工建筑的功能，并且水工建筑的使用年限也将延长。
1、混凝土碳化的概念
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Fe3O4，称为钝化膜。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。
2、水工建筑混凝土碳化的原因
导致水工建筑物混凝土碳化的原因有很多，主要可分为两大类：内在原因和外部原因。2.1由于内部原因导致的水工建筑物混凝土碳化
2.1.1集料级配和品种
混凝土所使用的集料级配和品种的不同，会使得建筑物内部的孔隙结构有很大的差别，水工建筑物混凝土的密实性会受到直接影响。混凝土碳化的速度比较慢的一般会是级配较好、材质致密坚实的集科的混凝土。
2.1.2水泥的品种和用量
不同品种的水泥会有不同混合材量、矿物组成、生料化学成分、外加剂，混凝土的碱度和水泥本身的活性将会受到这些因素直接影响，同时这些因素对混凝土碳化的速度也有一定的影响。一般来说，混凝土的碳化速度与水泥中所含熟料的多少成反比。可以通过添加一些例如引气剂、减水剂的外加剂来提高混凝土的抗渗性，减弱混凝土的碳化速度。增加水工建筑物中混凝土的水泥用量，不仅混凝土的和易性可以被改变，从而混凝土的密实性也会得到提高，同时混凝土的碱性储备还可以得到一定程度的增加，增强了混凝土的抗碳化性能。随水泥用量的增大，建筑物的混凝土碳化速度反而降低。
2.1.3水灰比
在保证水泥用量一定的前提下，混凝土的孔隙率可以通过增大水灰比而得到增加，同时降低了密实度，增大了渗透性，导致建筑物混凝土体内进入了空气中较多的有害化学物质及水分，从而使水工建筑物的混凝土碳化速度加快。
2.2由于外部原因导致的水工建筑物混凝土碳化
2.2.1酸性介质
混凝土碳化的直接原因是由于混凝土孔隙中渗入了酸性气体，并且在混凝土的液相中溶解形成酸，与水泥石中的硅酸盐、铝酸盐、氢氧化钙及其他化合物发生中和反应，使得水泥发生变质，降低了混凝土的碱度。混凝土中钢筋锈蚀的另外一个原因是在混凝土液相中氯离子形成盐酸，与氧氧化钙作用后生成氯化钙，由于氯化钙吸湿性很高，从而导致钢筋发生溃烂性锈蚀现象。
2.2.2温度和光照
如果混凝土表面的温度下降，由于表面收缩产生的拉力在超过混凝土本身的抗拉强度后，开裂便会发生，逐渐脱落和裂缝会发生，使得水分和二氧化碳很容易进入，从而会使混凝土的碳化速度加快。
2.2.3相对湿度和含水率
混凝土碳化速度系数和含水率的大小直接与周围介质的相对湿度有关，在实际工程中，混凝土结构下部的碳化程度较上部轻，主要是湿度影响的结果。
2. 2. 4 渗漏和冻融
混凝土中的氢氧化钙流失大部分原因是滲漏水的作用，碳酸钙结晶会在混凝土表面上形成，从而会分解混凝土的水 化产物，混凝土碱度和强度会被严重降低。由于温度交替变 化，在混凝土水位变化或浸水饱和部位，其内部的孔隙水交替 地融解松弛和冻结膨胀，造成大面积产生裂缝或疏松剥落现象的发生，最终导致混凝土碳化的发生。
3、防治水工建筑混凝土碳化的对策建议
3.1.严格对建筑物料的要求
严格对建筑物料的要求就是要认真选择建筑材料，首先最重要的是要选择合适的水泥，在施工过程中要根据建筑物所处的地理位置年和周边环境来选择水泥的品种，通常情况可以选用抗碳化能力强的硅酸盐水泥；对于水位变化区及干湿交替作用部位，或是较为严寒的地区，就可以选用抗硫酸盐水泥；对冲刷部位适宜选用高强度的水泥。其次是骨料的选用，抗酸性骨料在与水和水泥发生作用时，能延缓混凝L的碳化作用，因此， 要选择质地硬实和级配良好的骨料，在施工过程中不仅要洗筛砂石，还需要注意的足要将骨料中的有害物质剔除。
3.2.施工方面
水工建筑的施工直接关系着混凝土质量优劣。第一，建筑材料的选择要谨慎。抗碳化能力强的硅酸盐水泥优先选用；选用级配良好和质地硬实的石料和砂来做集料；施工中不仅要选用筛、石要洗，同时剔除集料中的有害物质也要高度重视。第二，在混凝土中可掺入适宜优质的如阻水剂、减水剂等外加剂，来混凝七的某些性能得到改善，提高其强度和抗渗性、抗冻性、密实性。第三，混凝土的水灰比要严格控制住，要求是水灰比小，低塌落度，在满足配料和施工需要的最低范围内控制水的用量，尽量减少混凝土的白由水。
4、 结束语
综上所述，水工建筑物中混凝士碳化的问题比较复杂，也有很多的原因，预防对策要及时的采取。虽然混凝土的耐久性与混凝土碳化有很重要的影响，但是只要管理严格，施工科学，采取各种措施，减慢混凝土碳化速度或预防混凝土的碳化是完全有可能做到的。
【参考文献】：
[ 1] 下尊先. 水工建筑混凝结构破坏原因和预防措施[J]中同高新技术企业， 2009.17
[ 2] 祁学仁. 钢筋轻骨料混凝土梁抗剪上下限值的试验研究[J] . 兰州理工大学学报， 2014.2