建筑工程施工阶段混凝土碳化深度的控制研究

发表时间:2020/7/3   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:严斌
[导读] 摘要:实践研究证实,当 CO2在施工阶段进入到混凝土之中时,将与 Ca(OH)2、水泥水化产物等碱性物质发生反应,受此影响,孔溶液中的 pH 值将在短时间内迅速降低,导致混凝土中性化、钢筋表面钝化膜被破坏等问题,长此以往,整个建筑结构的耐久性将因此显著降低。
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        摘要:实践研究证实,当 CO2在施工阶段进入到混凝土之中时,将与 Ca(OH)2、水泥水化产物等碱性物质发生反应,受此影响,孔溶液中的 pH 值将在短时间内迅速降低,导致混凝土中性化、钢筋表面钝化膜被破坏等问题,长此以往,整个建筑结构的耐久性将因此显著降低。为进一步提升工程建筑的使用寿命和结构稳定性,文章以建筑工程施工阶段的混凝土碳化深度为出发点展开了分析与研究,以供参考。
        关键词:建筑工程;施工阶段;混凝土;碳化深度;控制
        研究显示,在近年来我国工业产业持续发展和进步的背景下,大气中的CO2含量不断增加,截至2015年,大气中的CO2含量已在0.04%以上,与此同时,接近2/3的办公楼、住宅暴露在极易被碳化腐蚀的环境之中,随着混凝土碳化深度的加剧,建筑结构的有效强度也将因此而显著降低,可见,混凝土碳化是威胁现代建筑质量的重要因素。为防止碳化致使钢筋腐蚀、建筑结构服役性能劣化,文章分析探讨了建筑工程施工阶段的混凝土的配合比设计、环境控制、养护等内容,以期能够对混凝土碳化深度进行有效控制。现报告如下。
        一、建筑工程施工阶段混凝土碳化原因分析
        (一)配合比设计不合理
        作为施工之前的重要准备,配合比的设计是否合理将直接决定混凝土碳化深度控制是否有效、工程质量是否过关。目前,我国部分工程在进行配合比设计时为了减少水泥用量,会选择在预拌混凝土中加入粉煤灰、矿渣粉其他材料的方式,虽然这可以达到节约水泥、改善混凝土和易性的目的。但粉煤灰的不当使用将直接改变混凝土的微观结构,使混凝土的抗碳化性能变差。
        (二)水灰比增大
        水灰比增加是造成混凝土空隙率、渗透性增大,密实度降低的重要原因,随着上述指标性能的变化,混凝土的碳化速率将因此出现不同程度的增长。当水灰比过大时,混凝土晶体孔隙中的自由水含量将因此显著增加,受此影响,混凝土的碳化反应速度也将加快。另外,部分工程为了保证施工效率,往往会在配合比的坍落度确定后对其任意更改,通过现场注水等方式虽然能够增加混凝土的流动性,降低浇筑难度,但同时也将导致混凝土毛孔增多,使混凝土碳化速度加快、碳化深度加大。
        (三)粉煤灰硫化
        在对建筑工程进行施工的过程中,为了保证混凝土拥有良好的和易性和耐久性,往往会采用在混凝土中掺入一定粉煤灰来降低水化热的方式;与此同时,在掺入粉煤灰的过程中,水泥水化会产生大量的氢氧化钙,饱和氢氧化钙溶液会自动对混凝土空隙进行填充,这有利于混凝土钢筋表面钝化膜的形成,使钢筋得到有效保护。但需要注意的是,若添加的粉煤灰质量不过关存在脱硫不干净或未脱硫的问题,在中和、氧化、结晶一系列反应后,混凝土的碱度将因此大大降低,这将间接导致碳化深度加大。
        (四)减水剂质量不过关
        目前,我国减水剂行业的竞争十分激烈,为了赢得投标、降低竞标价格,部分减水剂供应商会通过偷工减料的方式不断降低生产成本,数据显示,部分减水剂的样品可达30%的减水率,但实际供应的减水剂减水率却不到25%。不合格的减水剂不仅将直接影响混凝土的耗水量,同时也无法有效对坍落度损失进行控制,造成坍落度持水性较差,受此影响,在对混凝土进行中和的过程中,极易引发混凝土不密实的问题并导致混凝土碳化深度加大。


        二、建筑工程施工阶段混凝土碳化深度控制措施
        (一)合理调整施工配合比
        混凝土由多种材料组成,各种材料之间的配合比设计一方面将直接决定混凝土的性能;另一方面,将直接影响到建筑工程施工阶段混凝土碳化深度控制的有效性。对此,应当给予混凝土配合比设计以充分重视,在实际施工过程中,首先应当预留一定的安全系数,避免混凝土质量劣化;其次应当根据建筑结构的强度等级进行设计,在尽可能的降低生产成本的同时,保证混凝土的耐久性;最后,应当在混合成本理论的基础上,确定胶料比、还原比、砂率和级配,并采用体积增量模型使整个配合比设计形成一个完整的体系,进一步降低混凝土的碳化概率和碳化深度。
        (二)完善施工过程控制
        首先,加强对于混凝土的进场前检测,确保混凝土的配合比设计、粉煤灰等级等均符合建筑标准。其次,加强对于坍落度的控制,严禁混凝土出厂后到浇筑完成前的时间段内任意加水行为的发生,以此保证混凝土拥有良好的和易性,同时又确保坍落度符合混凝土质量标准,避免混凝土碳化。最后,加强对于施工过程中的环境温度控制,根据不同的温度、湿度选择合适的混凝土供应速度以及模板拆除时间,避免混凝土在空气中暴露时间过长水分丢失而导致碳化速度加快、深度加大的问题。
        (三)严格控制施工过程中的减水剂质量
        严格控制施工过程中的减水剂质量,完善对于减水剂质量的入场检查,对于质量不合格的减水剂及时清理出场,同时,严禁一切通过不同形式加水重塑来提升混凝土流动性的行为,以此保证混凝土的力学性能和耐久性。另外,对于混凝土配合比运输距离较长、浇筑部位尺寸较大的混凝土,在使用减水剂之前,应进行二次减水剂重塑试验,保证减水剂满足施工要求。对于坍落度已经损失的工程,可重新确定施工所需的坍落度后再次加入减水剂,以此增加混凝土的易和性。
        三、结束语
        综上所述,建筑工程施工阶段的混凝土碳化深度控制对于整个建筑质量有直接影响,导致混凝土碳化的因素众多,包括天气因素、配合比设计、原材料质量等;为最大限度的降低混凝土碳化深度,在施工过程中应当严格配合比设计、合理选择质量过关的掺合料。另外,需要注意的是,由于气候、原材料质量存在一定的波动,因此,在进行配合比设计时不能完全一成不变,而应当根据实际情况酌情调整。
        参考文献:
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