什么是抗碳化涂层，混凝土何时需要它？

什么是碳化，为何它至关重要

新拌混凝土呈强碱性，其孔隙水的高pH值在钢筋周围形成一层钝化层，使其免于锈蚀。碳化是大气中的二氧化碳缓慢扩散进入混凝土、并与碱性孔隙水反应而降低pH值的过程。该反应以碳化前沿的形式向内推进。

当该前沿到达钢筋所在深度时，便破坏了钝化层。此时钢筋不再受到保护而开始锈蚀，而由于锈蚀产物占据的体积大于原钢筋，它们会施加内部压力，使周围混凝土开裂并剥落。这是一个耐久性（即使用寿命）问题：它关乎结构保护其钢筋的时间有多长，且不同于防水——防水关乎将液态水阻隔在外。

因此，碳化是一种缓慢的、由扩散驱动的混凝土老化，而非渗漏。它以碳化深度来衡量，并通过减缓前沿的推进来管理，使锈蚀发生的时间被推迟至远超预期使用寿命之外。

抗碳化涂层的作用

抗碳化涂层是一种表面涂层，充当二氧化碳扩散（通常也包括液态水）的屏障，同时对水蒸气保持可透气，使混凝土中的水分仍能逸出。通过减缓CO2得以进入的速率，它减缓了碳化前沿的推进，延长了钢筋面临风险之前的时间。

这类涂层通常为丙烯酸或弹性体涂膜。在混凝土使用中可能开裂之处，跨裂缝能力至关重要，因为一道在活动裂缝上开裂的屏障，恰恰会在最暴露的部位停止保护混凝土。能够跨越细微位移的弹性体涂层，可在刚性涂膜会失效之处保持其防护功能。

其核心思想是：涂层并不改变混凝土本身，而是改变表面处的环境。它通过使CO2与水更难到达钢筋来争取时间，这正是它被视为耐久性规范而非装饰性规范的原因。

规范混凝土防护的标准

这类体系的主导产品标准是EN 1504-2:2004（混凝土表面防护体系），它涵盖三种方法：憎水浸渍、浸渍与涂层。抗碳化涂层归于涂层方法。EN 1504-2是更广泛的EN 1504系列的一部分，该系列关于防护与修复的一般原则载于EN 1504-9；该部分规定了应对缺陷、保护混凝土及其钢筋的11项原则。

凡要求具备跨裂缝能力之处，其分级由EN 1062-7:2004确定，该标准在静态与动态条件下测试混凝土与砌体涂层的跨裂缝能力，并将结果由低到高划分为A1至A5各等级。规范中会指明所要求的等级；各等级的具体限值须从标准中查读，此处不再复述。

对CO2扩散的抵抗能力通常以等效空气层厚度来表达，这一概念常写作Sd或SD,CO2：即能提供与涂层相同扩散阻力的静止空气的名义厚度。该概念便于对比不同涂层，但某一项目所要求的任何具体数值均由规范设定，应对照规范确认，而非臆断。上述一切所依赖的基面处理，在《混凝土基面处理指南》中论述。

防护与修复：一个诚实的区分

抗碳化涂层用于防护，而非修复。在完好或新建的混凝土上，它减缓碳化并推迟锈蚀，这正是其用途所在。而在碳化前沿已到达钢筋、钢筋正在锈蚀的混凝土上，直接覆盖其上的涂层既不能逆转已经发生的碳化，也不能制止已经处于活动状态的钢筋。

在这种已经劣化的情况下，正确的次序是先修复，再防护。锈蚀与剥落的混凝土必须凿除，钢筋须经处理，并用适宜的修复材料恢复截面，然后才能施工任何表面防护涂层。在活动锈蚀之上直接涂装，只是把问题封在里面，而下方的剥落仍在继续。这是碳化工程中最常见、代价也最高的错误之一。

地坪及其他外露混凝土上与之相关的涂层失效模式，例如在不牢固基材上脱粘，在《工业地坪涂料为何失效》中论述；更广泛的防水全景，以及防护与阻水之间的区别，在支柱指南《防水的类型》中构建，对于地下水，则见《地下室防水》。

如何制定抗碳化涂层的规范

把它规范好，意味着指明那些至关重要的性能，以及评判每项性能所依据的标准或规范，而非按名称选定某款产品。下表列出工程师或合资格人员（QP）通常会提出的性能、每项性能对混凝土防护为何重要，以及如何加以评定或规定。

综合来看，这些性能描述了这样一种涂层：它把CO2阻隔在外，让水蒸气逸出，容许结构将经受的位移，并在新加坡的紫外线与雨水下保持粘结与耐久。每项数值都应对照项目规范确认，并在相关时对照规范制定者所采用的EN 1504-2要求确认。

常见错误与规范制定者核对清单

碳化工程中的错误一以贯之，每一个都会瓦解涂层本应提供的防护。避免这些错误，很大程度上取决于在选择涂层之前诚实地评估混凝土。

Sparco生产防护与防水涂料，但其标准产品范围内并未列有专门的抗碳化产品，此处也不作EN 1504-2符合性声明。凡项目有明确的抗碳化要求之处，切实可行的路径是配置Sparco的防护涂层体系及其ODM路径以获得针对项目的配方，并将所要求的性能对照规范确认。以下清单即为制定规范前应厘定之事项。

• 错误：在未先修复混凝土的情况下于已锈蚀钢筋之上涂装
• 错误：规定一层不透气的涂膜，滞留水分并起泡
• 错误：对将在使用中开裂的结构忽视跨裂缝能力
• 错误：把抗碳化与防水当作同一回事
• 清单：测量碳化深度，并定位裂缝与既有锈蚀
• 清单：在防护前先修复任何锈蚀或剥落的混凝土
• 清单：规定CO2抗性、透气性与跨裂缝等级
• 清单：将所有数值对照EN 1504-2与项目规范确认

常见问题