本帖最后由 一介书生第二 于 2013-10-11 13:57 编辑
混凝土是由水泥与砂、石三种组分经水拌和形成的一种结硬性固体物质，有时根据需要还掺加适量的矿物掺合料（如粉煤灰、硅粉等）和外加剂（如减水剂、引气剂等）。
混凝土虽然是一种被广泛使用的耐久性人工材料，但在腐蚀性环境或特殊环境下（如冲刷、磨损、干湿等），由于设计、施工、环境及使用等原因，通常需在结构达到其设计使用寿命之前，进行必要的检测诊断与维修保养。
在腐蚀环境下，环境中的有害介质、离子等会对混凝土结构产生侵蚀，造成钢筋截面损失、坑蚀、表面污染、混凝土开裂或脱落等，从而使结构的安全性与可靠性大幅降低，并导致结构在其预期的设计使用寿命之前就已经破坏，并影响结构的正常使用。这实际上体现的就是混凝土结构的耐久性问题。
混凝土结构的腐蚀成因主要包括以下五个方面：
1、混凝土碳化
混凝土的碳化是一种中性化过程，是由外界环境中的二氧化碳渗透到混凝土内部，与水泥中的某些水化产物发生作用，生成CaCO3（碳酸钙）的过程。之所以说是中性化，是因为混凝土早期具有较高的碱性，其pH值一般大于12.5，在此碱性环境中钢筋易发生钝化作用，在其表面生成钝化膜，从而能够阻止钢筋的锈蚀；随着CO2的不断渗入，混凝土的碱度会不断降低，当pH值降至9以下时，其钢筋表面的钝化膜会逐渐被破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，从而使钢筋产生锈蚀。
影响混凝土碳化的主要因素包括：周围环境、施工因素和原材料质量。周围环境是指相对湿度、温度、压力及CO2的浓度；施工因素是指混凝土的搅拌、振捣和养护等条件；原材料质量是指胶凝材料用量、水胶比、矿物掺合量、水泥品种和集料品种等。归根结底，最主要的还是混凝土本身的密实性和碱性储备的大小，即混凝土的渗透性及氢氧化钙等碱性物质的大小。
2、碱-骨料反应
混凝土的碱-骨料反应，是其内部成分之间进一步化学反应的一种，其反应产物易吸水膨胀，从而导致混凝土开裂或崩溃。一般来讲，混凝土结构发生碱-骨料反应需具备三个条件：混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水等含碱量较高；骨料中有相当数量的活性成分；环境潮湿，有充分的水分和湿润空气的供给。
碱-骨料反应主要分为二类：（1）碱硅酸反应。是指水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应，产生碱硅酸凝胶，因其胶体固体体积大于反应前的体积，且具有强烈的吸水性，吸水膨胀后引起混凝土内部膨胀应力，并进一步促进碱-骨料反应的发展，最终导致混凝土的开裂或崩溃。极大多数的碱-骨料反应都属于碱硅酸反应。（2）碱碳酸盐反应。在泥质、石灰质白云石中含黏土和方解石较多，当碱与这种碳酸盐反应时，将其中的白云石转化为水镁石，由水镁石晶体排列的压力和黏土吸水膨胀而引起混凝土内部膨胀应力，最终导致混凝土开裂。
3、冻融破坏
混凝土处于冻融交替环境中时，渗入混凝土内部空隙中的水分在低温下结冰后体积膨胀，使混凝土产生胀裂，经多次冻融循环后将导致混凝土疏松剥落，并引起混凝土结构的破坏。这种由混凝土在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用就称为冻融破坏。一般发生于寒冷地区经常与水接触的混凝土结构物，如水位变动区的海工与水工结构，水池，冷却塔，建筑中的阳台、勒脚，交通工程中的道路，等等。
混凝土的抗冻性能与其内部孔结构、水饱和度、受冻龄期、混凝土强度等因素有关。混凝土的受冻破坏尤其应关注的是其早期受冻问题，包括凝固前受冻与凝结后但未达到足够强度时受冻，其对混凝土的破坏尤其严重。所以，这就对混凝土的浇筑、养护等提出了很高的要求，特别是混凝土的冬季施工，需要采取非常有效的措施以防止受冻破坏。
4、氯盐侵蚀
氯盐侵蚀也称为氯离子侵蚀，由此引起的钢筋锈蚀，是影响混凝土结构耐久性最主要的因素。氯盐侵蚀与环境因子关系很大，如位于海洋与化工生产环境中的混凝土结构，因周围环境中的氯离子浓度往往很高，便更容易遭到腐蚀与损伤。氯离子的来源主要包括两个方面：一是拌和水、水泥、骨料、矿物掺合料及各种外加剂等带入混凝土中的氯离子，二是通过混凝土保护层由外界环境渗透进入混凝土内部的
氯离子
。
据相关研究资料，氯离子对钢筋的侵蚀作用包括：破坏钝化膜、形成腐蚀电池、去极化作用和导电作用。这些侵蚀作用的后果将导致钢筋的腐蚀与混凝土的开裂，严重时会导致混凝土保护层的脱落；而混凝土的开裂会进一步加剧钢筋的腐蚀，从而形成恶性循环，最终导致混凝土结构的破坏。所以，对混凝土中氯离子的最大含量必须作出相应的规定，具体可参见《混凝土结构耐久性设计规范（GB/T50476-2008）》。
5、硫酸盐侵蚀
硫酸盐侵蚀会使混凝土膨胀并产生裂缝，一般构件多从棱角处开始脱落破坏。硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是两种反应的结果：一是与混凝土中的水化铝酸钙反应生成硫铝酸钙（即钙矾石）；二是与混凝土中的氢氧化钙结合形成硫酸钙（即石膏）。这两种反应都会造成体积膨胀，从而使混凝土开裂。
钙矾石在正常情况下应该在混凝土拌和后水泥的水化初期形成，即应该得到充分的水化。如果混凝土硬化后内部仍剩有较多的硫酸盐和铝酸三钙，则在混凝土的使用中如与水接触可能会再起反应，延迟生成钙矾石。因钙矾石在生成过程中体积会膨胀，从而导致混凝土开裂。防止延迟生成钙矾石的主要途径是：降低养护温度、限制水泥的硫酸盐和铝酸三钙含量，以避免混凝土在使用阶段与水分接触等。
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