阜新县佛寺水库钢筋混凝土碳化的检测与分析混凝土的碳化会导致钢筋

时间：2019-04-18 03:26:29　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　一、概述　　在水工建筑物的现场安全检测工作中，钢筋混凝土结构的强度及耐久性检测是一项比较重要的检测工作，在检测的过程中我们发现很多水工建筑物出现混凝土老化现象，表现在混凝土表面出现麻面、坑蚀、裂缝等现象，最严重的是混凝土结构产生露筋现象。造成混凝土老化的原因是多方面的如气候运用环境等，其主要原因是混凝土的碳化问题，现将混凝土检测工作的一些有代表性的典型案例作以分析。
　　二、混凝土碳化深度检测与分析
　　1.混凝土碳化机理
　　混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中二氧化碳气体CO2，属于酸性气体渗透到混凝土内，与其碱性物质氢氧化钙饱和溶液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。
　　2.混凝土碳化深度的检测方法
　　混凝土碳化深度的检测采用酚酞试剂法，首先选择构件有代表性的位置，用冲击钻打孔，打成直径15~20mm的孔洞（碳化较深时采用20mm以便观测），其深度大于混凝土碳化深度，孔洞内的粉末和碎屑用吹耳球吹净（不可用水冲洗），用1%的酚酞酒精试剂滴在孔洞内壁处，碳化的混凝土呈中性不变色，未碳化的混凝土呈碱性显红色，当已碳化和未碳化的界线清楚后，用游标卡尺量取界线到混凝土表面的垂直距离，测量次数不小于3次，取平均值。
　　工程实例；佛寺水库位于辽宁省阜新市阜新蒙古族自治县佛寺乡境内的细河支流伊马图河中下游，属大凌河流域，距阜新市约20 km、佛寺乡东南约1km，是一座具有防洪、供水、灌溉、养鱼等综合效益的大（二）型水库。最大库容为1.47亿m3，水库控制流域面积600km2。佛寺水库始建于1976年3月，1984年9月竣工，枢纽主要建筑物包括土坝、溢洪道、输水洞三部分，该水库建库30多年没有进行过安全检测。
　　该水库溢洪道闸墩表面为原始浇筑状态，没有进行表面抹灰处理，混凝土表面非常粗糙，采用两米靠尺检测，平整度不达标，经检测其碳化深度最大深度达42.6 mm。
　　从检测的结果统计来看闸墩碳化深度较深，其碳化深度为21.7~42.6mm，年碳化率为0.72~1.42，而闸门胸墙在2000年进行修缮过，其表面非常光滑致密，年碳化率只有0.12，说明混凝土表面的透气性是影响碳化深度的关键因素。鉴于闸墩最大碳化深度以达42.6mm，如再继续碳化将超过保护层厚度，会对混凝土内的钢筋造成威胁。建议业主对闸墩表面进行适当的处理。
　　3.混凝土碳化对钢筋的影响
　　碳化后的混凝土PH值为9，远小于钢筋保护钝化值11.5，当碳化深度超过混凝土的保护层厚度时，钢筋由钝化状态转化为活性状态，水与空气或其它离子较容易进入混凝土内部，使钢筋产生锈蚀现象。
　　钢筋混凝土结构作为一种广泛采用的结构形式,经过若干年后,通常会由于种种因素的影响,如碳化、氯离子侵蚀等导致钢筋生锈,生成的铁锈体积要比被腐蚀掉的金属体积大3~4倍，过量的铁锈产生势必导致保护层的沿钢筋纵向开裂1。由于锈蚀物的膨胀，对混凝土保护层产生巨大的辐射压力，其数值可达30MPa(大于混凝土的极限抗拉强度)使混凝土形成更大的裂缝，甚至使混凝土保护层脱落造成露筋现象。这种现象在其它水闸的安全检测中时有发现，最易发生在闸门的启闭机门架部位,如在对盘山灌区的8个排灌站进行安全检测时，有三个排灌站启闭机门架部位混凝土产生露筋现象。所以对年久失修的水闸更应重视碳化深度的检测，对碳化深度较大的混凝土构件应进行表面防腐处理防止进一步碳化。其实混凝土碳化深度的检测非常容易，各水利站都能做到。
　　三、防腐处理
　　对混凝土碳化较深或混凝土表面非常粗糙的构建需进行防腐处理，以防止其进一步碳化。目前防腐处理的方法普遍采用表面喷涂混凝土保护剂，混凝土保护剂各系列涂料是一种无害、友善环境、水基型单向可呼吸、高粘结性的纯丙烯酸基渗透材料，具有渗透密封、防水、抗酸碱腐蚀功能等，采用该工艺可使混凝土寿命提高一倍2。在喷涂施工前应除去混凝土或砂浆表面的浮土、松动的残渣、油污等杂物，对缝隙、破损部位采用同标号的水泥砂浆修复。用低压喷雾器将保护剂均匀的喷在基层表面。
　　四、结论
　　影响混凝土碳化深度的主要外因是混凝土表面的密实程度，既抗渗性能，混凝土愈密实，抗渗性能愈高，则外界气体只能作用于混凝土表面，混凝土不易碳化。预防混凝土老化病害的措施在设计和施工阶段就应该认真考虑并进行实施。
　　对现有的水工建筑物进行定期对安全检测，以便及时发现问题解决问题，以确保水工建筑物的安全运行，并延长使用寿命。
　　参考文献：
　　[1]潘振华.牛荻涛.王庆霖.钢筋锈蚀开裂条件的试验研究. [J]工业建筑1999.
　　[2]郭关朝.张洪滨. 砼外保护至关重要涂料成膜首当其冲. [N]中国建材报 2003.3.3.
　　作者简介：荣强（1953-），男，工程师，从事地球物理勘测工作。

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