2.混凝土的缺陷與變質(zhì)

混凝土出現(xiàn)缺陷與變質(zhì)的原因有很多，在應(yīng)用混凝土建設(shè)項(xiàng)目工程之前必須事先了解這些原因。在前期設(shè)計(jì)階段要考慮到各種影響混凝土構(gòu)件尺寸和外觀的因素，以及施工現(xiàn)場(chǎng)的一些特殊挑戰(zhàn)。在施工階段，對(duì)混凝土潛在缺陷的了解有助于確定材料及用量的規(guī)范使用及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查。

當(dāng)現(xiàn)有建筑出現(xiàn)劣化的跡象時(shí)，了解有關(guān)各種損毀跡象及損壞原因的專業(yè)知識(shí)對(duì)于正確鑒定與隨后的維修工作是十分重要的。可能的損壞原因分為如下幾類：

· 混凝土成分損壞。

· 不正確的生產(chǎn)制造及施工建設(shè)造成的損壞。

· 風(fēng)化侵蝕作用造成的損壞。

· 外力造成的損壞，如：

? 化學(xué)作用

? 物理作用

· 鋼筋劣化造成的損壞。

混凝土通常被認(rèn)為是一種堅(jiān)韌、均質(zhì)、致密的惰性材料。然而，經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)它是一種不均勻的多孔材料，在某些條件下易受周圍環(huán)境的影響。

至于鋼筋混凝土，它不只是包裹鐵欄桿的厚厚混凝土，還是一種化學(xué)構(gòu)成物，這也決定了它對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的保護(hù)和鈍化程度。

混凝土成分損壞

混凝土是由水泥、骨料、水和添加劑之間恰當(dāng)?shù)胤磻?yīng)形成的。混入鋼材能夠增強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度，從而使混凝土滿足建筑結(jié)構(gòu)的需要。

混凝土的損壞常常是由于使用了質(zhì)量差的成分，或者所選的成分不適用于混凝土的最終使用或位置。

混凝土的缺陷與其成分中的缺陷有緊密聯(lián)系，因此為了避免混凝土短期或長(zhǎng)期損壞，了解其遵從的標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的。

水泥

水泥是混凝土的基本成分，水泥種類的選擇能夠大大影響成品混凝土的特性。水量大小在很大程度上決定了混凝土的強(qiáng)度。水泥中的某些堿性化合物也能防止鋼筋結(jié)構(gòu)被腐蝕。因此水泥中水的比例及水泥的種類很大程度上決定了鋼筋混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度和耐久度。

水泥有很多不同種類，選擇時(shí)一個(gè)決定性因素是混凝土所處環(huán)境的腐蝕性。例如，一個(gè)相當(dāng)常見(jiàn)的問(wèn)題就是水泥中硫酸鹽溶于水時(shí)造成的腐蝕。雖然使用最密實(shí)的混凝土可以減少腐蝕，但避免使用硫酸鹽含量高的水泥才是更合理的預(yù)防措施。

同樣值得注意的是，過(guò)去在制造預(yù)制混凝土樓板中廣泛應(yīng)用鋁酸鹽含量豐富的水泥而導(dǎo)致的問(wèn)題。許多20 世紀(jì)40～50 年代的此類建筑，從結(jié)構(gòu)角度看，在特定環(huán)境下?lián)p壞會(huì)擴(kuò)散且加劇，所以現(xiàn)在已經(jīng)嚴(yán)格禁止使用此類水泥。

水泥的種類及其成分

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中所使用的水泥是水凝水泥，能夠在水合作用下變硬。這些水泥可分成以下8類。

1. 硅酸鹽水泥

這是所有水泥之中建造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)最常使用的水泥，盡管在某些情況下其他種類的水泥也許效果更好，例如在硫酸鹽含量高的地基中，或者建筑結(jié)構(gòu)處于腐蝕性環(huán)境中。

對(duì)此類水泥潛在缺陷的研究，有助于了解可能對(duì)成品混凝土產(chǎn)生的負(fù)面影響。在準(zhǔn)備工作、加熱或者研磨過(guò)程中出現(xiàn)的失誤及其成分中任何誤差都會(huì)造成水泥存在缺陷，并會(huì)繼續(xù)對(duì)混凝土造成負(fù)面影響。

在混凝土攪拌過(guò)程中貯存不當(dāng)及操作不當(dāng)也是造成缺陷的原因。

制造硅酸鹽水泥要將碎石灰石、黏土或其他出土的原料混合。隨后在爐中將混合物加熱，一旦達(dá)到恰當(dāng)?shù)臏囟龋汩_(kāi)始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成硅酸鈣。這種加熱后的物質(zhì)被稱為“熔渣”，通常呈黑灰色的小顆粒狀。緊接著熔渣被冷卻，碾碎成一種細(xì)膩的粉末，加入少量石膏固定成形。

成品水泥的成分可分為主要成分（或活性成分）及次要成分。前者有助于賦予水泥某種特性，以用于特定用途；后者則會(huì)削弱混凝土或砂漿，使混凝土或砂漿的數(shù)量盡可能減少。

主要成分：

· 硅酸三鈣

· 硅酸二鈣

· 鋁酸三鈣

· 鐵鋁酸四鈣

次要成分：

· 生石灰（氧化鈣）

· 游離鎂（氧化鎂）

· 硫酸鹽

· 堿

主要成分中的硅酸鹽可以賦予水泥機(jī)械強(qiáng)度。

硅酸鈣主要負(fù)責(zé)最初的硬化（凝結(jié)）和前期的強(qiáng)度。盡管硅酸三鈣和硅酸二鈣最后都會(huì)達(dá)到相同的強(qiáng)度，但它們的硬化曲線卻不一樣。硅酸二鈣起初對(duì)混凝土強(qiáng)度并沒(méi)有太大作用，但28天之后它就與硅酸三鈣的效果相同了。

另外兩種主要成分鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣對(duì)水泥的強(qiáng)度并沒(méi)有太大作用。鋁酸鹽在最初幾小時(shí)有加速硬化的作用，但時(shí)間一長(zhǎng)便會(huì)影響混凝土的耐用度，因?yàn)槠湟资芰蛩猁}的腐蝕。

水合作用和水泥最初的硬化過(guò)程（從而形成混凝土），受水泥成分的影響很大，在水合過(guò)程中鋁酸鹽是第一個(gè)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的化合物，緊接著的是硅酸鹽。

“假凝”現(xiàn)象為攪拌開(kāi)始前幾分鐘，混合物開(kāi)始凝結(jié)。

由于研磨熟料時(shí)溫度過(guò)高，石膏的部分脫水通常是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因。假凝現(xiàn)象容易造成混凝土中的水過(guò)量，從而降低強(qiáng)度，增加由于收縮而造成裂縫的可能性。

硬化發(fā)生在水合作用后，當(dāng)水泥的機(jī)械強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，水泥的各個(gè)成分都在不同時(shí)間發(fā)生不同程度的反應(yīng)。磷酸三鈣鋁的反應(yīng)速度很快，過(guò)程結(jié)束相當(dāng)迅速（7～28天之內(nèi)）。

硅酸三鈣對(duì)初始強(qiáng)度有很大影響，同時(shí)很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)增加強(qiáng)度。

硅酸二鈣一開(kāi)始對(duì)混凝土強(qiáng)度并沒(méi)有太大作用，但28 天后它就與硅酸鹽發(fā)揮同樣的作用。

鐵鋁酸四鈣僅僅負(fù)責(zé)在凝結(jié)過(guò)程中增加強(qiáng)度。

每種成分在不同程度上都有助于“水化熱”的過(guò)程。

在鋁酸三鈣產(chǎn)生的熱量中，硅酸三鈣產(chǎn)生的熱量為總熱量的一半，硅酸二鈣產(chǎn)生的熱量為其1/4，而鐵鋁酸四鈣產(chǎn)生的熱量則介于1/4～1/2 之間。

了解各種成分的相對(duì)數(shù)量是很重要的，因而可估計(jì)總體溫度，從而避免意外的過(guò)度縮水而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

抗融化、抗風(fēng)化的能力很大程度上取決于其中的鋁酸三鈣的比重，增加其含量會(huì)增強(qiáng)混凝土的耐久度。

次要成分與主要成分不同，水合過(guò)程結(jié)束后會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的影響。這是因?yàn)樗线^(guò)程產(chǎn)生的細(xì)粉具有高膨脹度，這對(duì)混凝土不利。

因?yàn)樯宜衔铮ㄓ址Q“生石灰”）會(huì)發(fā)生放熱反應(yīng)，從而使混凝土內(nèi)部體積膨脹，壓力增加，因而會(huì)在表面出現(xiàn)裂紋。在某些極端情況下甚至?xí)?dǎo)致瓦解。水合的產(chǎn)物氫氧化鈣（熟石灰）也易于受水中的酸和堿影響。因此富含石灰的水泥難以掌控，缺乏耐久性。

氧化鎂的體積也會(huì)增大，只不過(guò)是在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)。硅酸鹽水泥中氧化鎂含量不得超過(guò)5%。

水泥中的堿會(huì)和富含二氧化硅的骨料發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致其膨脹，這對(duì)混凝土的耐久度有消極影響，因?yàn)樗档土损ず蟿┡c骨料間的粘連程度，可導(dǎo)致混凝土碎裂。因此如果骨料富含二氧化硅時(shí)應(yīng)該使用含堿量低的水泥。

堿不僅因膨脹而帶來(lái)消極影響，還會(huì)導(dǎo)致風(fēng)化，加速凝結(jié)過(guò)程，增加干收縮，當(dāng)玻璃被置于能夠直接與混凝土接觸的位置時(shí)，堿還能腐蝕某些類型的玻璃。

硅酸鹽水泥的規(guī)格根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的28天后的最小抗壓強(qiáng)度（kg/cm2）而定。

2. 硅酸鹽復(fù)合水泥

由至少80% 的硅酸鹽水泥熟料和不超過(guò)20% 的礦渣或火山灰混合而成。規(guī)格同樣根據(jù)28天后的抗壓強(qiáng)度而定。

某些高爐渣具有水合特性，而火山灰作為一種天然產(chǎn)品，當(dāng)與水中的鈣接觸時(shí)，會(huì)形成一種水合物。

3. 高爐水泥

與硅酸鹽復(fù)合水泥相似，這種水泥也是由硅酸鹽水泥熟料制成的。水泥調(diào)凝劑保持在總量的20% ～80% 之間。高爐熔渣至少占總量的20%。

4. 火山灰水泥

由硅酸鹽水泥熟料及水泥調(diào)凝劑（不超過(guò)總量的80%）構(gòu)成，其中火山灰至少占總量的20%。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-197 中火山灰水泥被歸類為CEM/IV類。

5. 復(fù)合水泥

其中含有硅酸鹽水泥熟料，水泥調(diào)凝劑至少占65%，其余的部分為惰性添加劑（不與水泥和水發(fā)生反應(yīng)），這些類型的水泥不適合在結(jié)構(gòu)混凝土中使用。

6. 天然水泥

由天然水泥的熟料研磨而成，種類很多，規(guī)格也根據(jù)28天后的抗壓強(qiáng)度而定，分為“慢凝”和“速凝”天然水泥。

7. 鋁酸鈣水泥

由含有水硬性質(zhì)的鋁酸鈣熟料研磨而成，鋁酸鈣由含鈣物質(zhì)（通常為石灰石）與含鋁物質(zhì)（通常為礬土）的混合物熔合而成，因此鋁酸鈣水泥在成分、生產(chǎn)及特性方面，與由硅酸鹽水泥熟料制成的水泥是完全不同的。

8. 有附加屬性的水泥

這些水泥不僅符合相關(guān)類別水泥的基本要求，而且還擁有額外的特性如下。

高初期強(qiáng)度硅酸鹽水泥： 在48 小時(shí)內(nèi)最低抗壓強(qiáng)度能達(dá)到250kg/cm2。

分類如下：

· P-350 ARI

· P-450 ARI

· P-550 ARI

抗硫酸硅酸鹽水泥：由于含有少量的鋁酸三鈣，因而不易于受溶解于水或者土壤中的硫酸腐蝕。

分類如下：

· P-350 Y

· P-450 Y

· P-550 Y

低熱量硅酸鹽水泥：在水合作用第七天產(chǎn)生65kcal/g熱量，第28 天產(chǎn)生熱量75kcal/g的水泥可以為定義為低熱量硅酸鹽水泥。

白水泥：擁有至少70% 的潔白度，這是基于氧化鎂粉的反射，根據(jù)參考值，測(cè)量光的反射度所得出的結(jié)果。

將水泥參考用量作為指南很有必要，不過(guò)也需要根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整。一般情況下混凝土的特性很大程度上取決于水泥的用量。

在生產(chǎn)商規(guī)定的水泥劑量基礎(chǔ)上增量，能夠相應(yīng)地增強(qiáng)其對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的保護(hù)，同時(shí)增強(qiáng)混凝土與鋼筋間的牢固度。

混凝土強(qiáng)度有時(shí)也會(huì)增加，不過(guò)這與水泥的用量不成正比。相反，當(dāng)用量達(dá)到420kg/m3時(shí)，強(qiáng)度的增長(zhǎng)曲線會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定地下滑，這時(shí)再加入更多的水泥對(duì)強(qiáng)度完全沒(méi)有作用。

加入更多水泥的一個(gè)負(fù)面影響是由于干燥收縮量的增加而更易出現(xiàn)裂紋。

正確貯存水泥至關(guān)重要，要將水泥保存在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中（確保流通的空氣不潮濕），否則水泥及所制成的混凝土?xí)a(chǎn)生缺陷。

骨料

骨料的選擇對(duì)混凝土強(qiáng)度及耐久度有很大影響。細(xì)骨料有兩個(gè)十分重要的特性：骨料大小和密實(shí)度。選擇的骨料不能與水泥發(fā)生反應(yīng)，而且要能抵抗外力對(duì)混凝土造成的侵蝕。

例如，含有泥漿、黏土或有機(jī)物的骨料會(huì)對(duì)混凝土造成損害，因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)降低骨料與黏結(jié)料之間的粘連度，從而不利于混凝土的水合及硬化。

自然沉積的沙子、礫石，以及碎石和高爐礦渣只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)合格，都可作為合適的骨料。

高爐礦渣只適合作為一種細(xì)骨料應(yīng)用，但事先必須先檢驗(yàn)其穩(wěn)定性（不含有不穩(wěn)定的硅酸鹽和鐵化合物）。松軟、易碎、多孔的石頭，或含有黃鐵礦、黏土、鐵化合物的石頭均不適合作為骨料使用。

某些骨料會(huì)與水泥反應(yīng)，生成易膨脹的化合物，這會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而降低其強(qiáng)度及耐久度。眾多材料中，多晶石英（如貓眼石、方石英、安山石、鱗石英）會(huì)產(chǎn)生這種問(wèn)題。它們與水泥中的堿反應(yīng)，產(chǎn)生體積更大的化合物，從而破壞混凝土。

同樣，含硫化合物可與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生易膨脹的硫鋁酸鹽。即使在沒(méi)有液態(tài)水的情況下，高濕度仍會(huì)導(dǎo)致這種反應(yīng)。

骨料中含有的黏土是導(dǎo)致混凝土缺陷的常見(jiàn)原因。因此在混凝土澆筑后不久，其表面會(huì)出現(xiàn)裂痕，這些裂紋能很快被修復(fù)，因而此種損害幾乎可以忽略。

黏土的存在通常是由于骨料在提取場(chǎng)所清潔不徹底而導(dǎo)致，通常在采石場(chǎng)或河流處提取。這會(huì)導(dǎo)致在加工廠對(duì)骨料進(jìn)行分類時(shí)產(chǎn)生混淆，通常對(duì)混凝土的質(zhì)量有負(fù)面影響。

黃鐵礦和類似的硫基礦物與空氣接觸氧化后會(huì)形成硫酸鹽，與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生反應(yīng)生成易膨脹的鈣礬石。一般情況下，硅酸鹽水泥制造過(guò)程中，研磨時(shí)將石膏加入熔渣中，石膏會(huì)在24 小時(shí)內(nèi)與鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)生成鈣礬石。但反應(yīng)若剩余微量鋁酸鹽，隨后可能與硫酸鹽反應(yīng)。

硫酸鹽存在于與混凝土接觸的骨料或水中，最終會(huì)生成易膨脹的鈣礬石。

膨脹可能會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂紋或瓦解，因?yàn)檫@些反應(yīng)是在混凝土完全變硬之前發(fā)生的。

有以下3種類型的硫鐵礦。

· 白鐵礦：青黃色，不適于用作骨料，因?yàn)槠湟子谑艽髿庵薪橘|(zhì)的腐蝕。

· 磁黃鐵礦：與其他具有磁性的硫鐵礦不同，它也易于受大氣中介質(zhì)的腐蝕，而不適合用作骨料。

· 黃鐵礦：通常含有雜質(zhì)，即便可以作為骨料，也不推薦使用。

偶爾將硫鐵礦作為混凝土中的骨料，但結(jié)果均不理想。所有可查閱的技術(shù)文獻(xiàn)都表明，最好不要將其作為骨料使用。

混凝土的強(qiáng)度與骨料的密實(shí)度直接相關(guān)。這種關(guān)系可以通過(guò)混凝土的實(shí)際容積與表觀容積之間的差異而衡量。

骨料分布較為密集會(huì)使黏合劑的填充空間更小，從而減少水泥的使用量，大大降低成本。更密實(shí)的混凝土比骨料較少的混凝土更加“健康”、耐用。因此混凝土構(gòu)件的密度是衡量其質(zhì)量的一個(gè)基本指標(biāo)。

骨料的粒度分布是另一個(gè)重要因素，不正確地分布會(huì)使混凝土密實(shí)度欠佳。

此時(shí)通常有兩種解決辦法：一種是加入更多水泥以彌補(bǔ)缺乏的細(xì)骨料。這也意味著重要的黏合劑材料只是充當(dāng)一個(gè)填充物的角色。由于這不是水泥應(yīng)起到的作用，這么做會(huì)有兩種影響：增加成本和提高水化溫度，但會(huì)造成幾種影響。

另一種方法則是使用更加有效的壓實(shí)技術(shù)，作為對(duì)粒度分布不均的補(bǔ)償。這樣還會(huì)令混凝土表面光滑，也使其顯得更加致密。

這個(gè)光滑的表面是水泥薄涂層的頂層，從而構(gòu)成了混凝土構(gòu)件的外緣。這是濕水泥通過(guò)粗骨料間的縫隙從混凝土構(gòu)件中心流向模板內(nèi)層表面的結(jié)果。就其本身而言，它意味著混凝土構(gòu)件的剖面成分存在差異。

粗骨料的形狀對(duì)混凝土質(zhì)量也有影響。粒子與球體的體積比例又被稱為“粒子的球形度”，如果比值低于0.15，便要對(duì)骨料進(jìn)行額外的測(cè)試以檢驗(yàn)其適用性。與形狀一樣，粒子的另一個(gè)重要特性是其密度。

一般來(lái)說(shuō)，密度越低的骨料質(zhì)量越差。因?yàn)榈兔芏纫簿鸵馕吨紫抖雀撸瑫?huì)降低其強(qiáng)度。

由 于 骨 料 占 到 混 凝 土 體 積 的70% ～80%，其質(zhì)量很大程度上決定了混凝土的質(zhì)量。當(dāng)細(xì)骨料中某一顆粒的尺寸小于0.08mm時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，尤其在細(xì)骨料的大小與干水泥粒子的大小類似時(shí)。

在這種情況下，細(xì)骨料的顆粒與水泥顆粒混合在一起，在隨后水泥的水合過(guò)程中產(chǎn)生不規(guī)則物質(zhì)從而降低了水泥漿與粗骨料之間的黏結(jié)度。

骨料顆粒的比表面積大意味著它們吸收了大量的水，減少了水泥水合作用中需要的用水量，這會(huì)降低混凝土強(qiáng)度。

為避免出現(xiàn)上述問(wèn)題，通常的解決方法是增加用水量（水與水泥的比例），以使混凝土達(dá)到足夠的施工性能。然而這會(huì)降低混凝土的機(jī)械強(qiáng)度，增加混凝土產(chǎn)生收縮裂縫及孔隙（而吸收有害物質(zhì)）的可能性。同時(shí)也產(chǎn)生了如何避免水合作用中未使用的水溢出問(wèn)題，因?yàn)樗S后便上漲至表面。

在水上漲過(guò)程中產(chǎn)生細(xì)孔，從而使混凝土更易透水。這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性取決于最初多余的水量。

水

由于水造成的混凝土缺陷有兩個(gè)可能原因，第一便是水中含有雜質(zhì)，這可能造成短期或長(zhǎng)期的問(wèn)題；第二個(gè)原因?yàn)樗挠昧浚?dāng)水在水泥中所占比例太高時(shí)產(chǎn)生。

至于上述第一個(gè)原因，生成物很大程度上取決于混凝土是否有鋼筋結(jié)構(gòu)加固。如果沒(méi)有鋼筋加固，那么在某種程度上，使用有雜質(zhì)的水就幾乎不會(huì)造成負(fù)面影響，產(chǎn)生肉眼看不見(jiàn)的損害。然而，如果混凝土內(nèi)部有鋼筋結(jié)構(gòu)則可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因?yàn)橛捎诼然锏拇嬖冢畷?huì)造成鋼筋結(jié)構(gòu)的風(fēng)化和腐蝕。在固化過(guò)程中使用不純的水，比在攪拌階段使用造成的傷害更大。

在混凝土建筑過(guò)程中如果質(zhì)疑水的質(zhì)量問(wèn)題（例如對(duì)水的特性沒(méi)有事先了解），都必須在使用前進(jìn)行全面檢測(cè)。相關(guān)規(guī)定中包括可取的PH值、雜質(zhì)含量、硫酸鹽、氯化物離子、碳水化合物及可溶性物質(zhì)的可允許最大值。

海水：在沒(méi)有鋼筋結(jié)構(gòu)的情況下可被用于攪拌混凝土，但需要注意的是，摻入海水會(huì)損耗混凝土多達(dá)15% 的強(qiáng)度，也可能導(dǎo)致風(fēng)化在混凝土表面留下污點(diǎn)。在預(yù)制混凝土及含有鋁酸鈣的水泥中絕不可使用海水。

混凝土的水中氯離子的最大含量不超過(guò)6g/L。然而，在不造成任何損害的情況下，當(dāng)水中沒(méi)有多達(dá)20g/L的鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)，以及當(dāng)預(yù)制混凝土的量達(dá)到0.25g/L時(shí)便會(huì)腐蝕鋼筋。

如果超過(guò)規(guī)定限度6g/L，便會(huì)造成鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕。一旦鋼筋被腐蝕，其強(qiáng)度會(huì)降低，表面的氧化層承受著周圍混凝土的壓力，從而導(dǎo)致解體。

硫酸鹽：對(duì)混凝土及鋼筋結(jié)構(gòu)都有損害。水中的硫酸鹽與水泥中的鋁酸三鈣反應(yīng)，生成易膨脹的鈣礬石（硫鋁酸三鈣水合物，即“坎德拉鹽”或“水泥桿菌”）。

由于鈣礬石的不斷膨脹，造成混凝土脹裂。如果水泥中的鋁酸鹽含量低（如抗硫酸鹽的硅酸鹽水泥），那么水中可允許存在的硫酸離子含量即可上升到5g/L。硫酸的腐蝕破壞了鋼筋表面的保護(hù)層，留下脆弱的金屬條繼續(xù)被腐蝕，這也是一個(gè)膨脹的過(guò)程。

碳水化合物：即使很少數(shù)量的碳水化合物也會(huì)阻礙水泥的水合過(guò)程。因此煉糖的水及含有糖、葡萄糖和其他種類碳水化合物的水堅(jiān)決不能使用。

含有亞硒酸鹽的水很少用來(lái)制作混凝土，但當(dāng)混凝土與含有亞硒酸鹽的地下水接觸時(shí)仍會(huì)受到化學(xué)腐蝕。

添加劑

添加劑是攪拌過(guò)程中加入的產(chǎn)品，可以被認(rèn)為是混凝土的第4 種成分。它們的作用是在水泥變硬之前及變硬之后改良混凝土的某些特性。

與混凝土中的其他成分不同，目前并沒(méi)有規(guī)則或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定添加劑應(yīng)該具備哪些特性。所以精心挑選一個(gè)能保證優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的供應(yīng)商是十分必要的。

為了保證添加劑成分的統(tǒng)一構(gòu)成，生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制是至關(guān)重要的，因?yàn)樘砑觿┍仨氃谡麄€(gè)混凝土構(gòu)件中產(chǎn)生同樣的效果。

添加劑并不是用得越多越好，因此必須根據(jù)供應(yīng)商的指示精確使用。

施工中在使用添加劑前，必須嚴(yán)格按照混凝土樣品檢測(cè)而定的用量精確使用。

由于使用添加劑可能造成的缺陷如下：

· 制造過(guò)程中的失誤

· 使用不當(dāng)

· 用量誤差

第一點(diǎn)，選擇能提供可靠實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)秀生產(chǎn)廠商就足以解決此問(wèn)題。

正確使用首先取決于產(chǎn)品的正確選擇，由于供應(yīng)商眾多，因此事先必須明確需要什么效果的添加劑。

了解其副作用同樣重要，因?yàn)橛袝r(shí)這些副作用會(huì)抵消初始的有效作用，這時(shí)最好不要使用添加劑。例如，含有氯化鈣的變硬加速劑很可能導(dǎo)致鋼筋混凝土及預(yù)制混凝土被腐蝕。

加速劑同樣也會(huì)增強(qiáng)干燥收縮作用，因此很可能對(duì)裸露的混凝土構(gòu)件造成一定程度上、超出允許范圍之外的裂縫。

增塑劑有時(shí)能減緩水合作用，然而有時(shí)候卻會(huì)加速水合。例如，在石膏含量低的水泥中添加大量增塑劑時(shí)。

有些加速劑會(huì)減弱混凝土的機(jī)械強(qiáng)度。如之前所提到的一樣，這會(huì)增加其干燥收縮，隨后增加鋼筋結(jié)構(gòu)腐蝕的可能性。

添加劑只能在施工現(xiàn)場(chǎng)使用，且在現(xiàn)場(chǎng)原料的接收、用量及施工過(guò)程中有嚴(yán)格的質(zhì)量控制時(shí)才可以使用。

在更加系統(tǒng)的質(zhì)量控制情況下，添加劑的使用風(fēng)險(xiǎn)才會(huì)降低。例如當(dāng)混凝土在工地外攪拌時(shí)或混凝土構(gòu)件完全為工地外預(yù)制時(shí)，必須在控制下使用。

總之，以下是使用添加劑的規(guī)則：

· 盡量避免使用添加劑。盡量使用其他方法來(lái)達(dá)到要求的混凝土特性，例如更換原料、改變用量、制造、澆筑或固化。

· 為了達(dá)到特殊效果，必須檢測(cè)出添加劑的全部效果并且嚴(yán)格控制用量。

· 要使用經(jīng)過(guò)檢測(cè)的優(yōu)質(zhì)添加劑，必須檢驗(yàn)出其副作用，因此可以最終衡量是否值得使用該添加劑。

· 添加劑必須正確貯存。如果為液態(tài)則必須貯存在陰冷的環(huán)境中，使用前搖勻以防沉淀。如果為粉末狀，則必須貯存在干燥的環(huán)境中，避免其聚成塊狀及其他可能改變其性能的因素。

· 檢查產(chǎn)品有效期。添加劑必須均勻分布在整個(gè)混凝土構(gòu)件中，以防由于不均勻分布而對(duì)混凝土產(chǎn)生的任何副作用。

· 添加劑可能彼此之間或者與混凝土中的黏合劑材料無(wú)法相容。一些添加劑只可以與某些種類的水泥反應(yīng)，其余的則為不反應(yīng)。因此事先必須測(cè)試出其適用于何種水泥。

· 建議在加入其他固體成分之前將添加劑加入用于攪拌混凝土的水中，以便使添加劑在混凝土中均勻分布。但這不適用于減水劑或顏料。

· 添加劑不均勻分布可能會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p害。例如，如果緩凝劑在混凝土中的某一部分聚集，那么當(dāng)模板撤除后混凝土很可能崩塌。

· 如果骨料具有吸水性（如某些輕質(zhì)骨料），那么在加入含有添加劑的水之前必須先用水清洗骨料，否則骨料會(huì)吸收部分添加劑，從而削弱效果。

· 減水劑和顏料必須與水泥干混，需完全攪勻，從而使其均勻分布。

· 在使用引氣添加劑時(shí)在混凝土的壓實(shí)環(huán)節(jié)必須格外注意，以確保空氣被過(guò)度去除，尤其在為了改善抗凍性而使用引氣添加劑時(shí)。

由于制造和澆筑產(chǎn)生的缺陷

混凝土構(gòu)件的澆筑方式是其耐用性和穩(wěn)定性的決定性因素之一。

澆筑過(guò)程中產(chǎn)生的失誤可能會(huì)導(dǎo)致混凝土比預(yù)想的脆弱，其外觀效果也與預(yù)計(jì)的不同。這些問(wèn)題的嚴(yán)重程度取決于原先錯(cuò)誤的嚴(yán)重性。

希望項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)能夠了解用量、攪拌，以及澆筑的規(guī)則，現(xiàn)場(chǎng)施工人員也非常合格，這樣此類問(wèn)題即可避免。

澆筑過(guò)程中會(huì)改變混凝土性質(zhì)失誤的最常見(jiàn)原因?yàn)椋?/p>

· 由于人為誤差或設(shè)備故障而造成的錯(cuò)誤用量。水泥的用量及水與水泥的比例為常見(jiàn)原因。

· 運(yùn)輸和澆筑是兩個(gè)精細(xì)的環(huán)節(jié)，因?yàn)樗鼈兛刂瞥煞值姆蛛x，這可能使成品混凝土出現(xiàn)孔洞、骨料過(guò)多或密度不足等問(wèn)題。

· 震蕩不足會(huì)導(dǎo)致混凝土密度不足。

· 模板形狀。模板內(nèi)壁與鋼筋的尺寸與分布之間的寬度是十分重要的。內(nèi)壁與鋼筋欄桿之間必須有足夠空間，以供塑性混凝土通過(guò)，否則在混凝土無(wú)法到達(dá)的位置會(huì)出現(xiàn)孔洞。模板不透水以防止?jié)袼嗔魇АＲ坏┮簯B(tài)水泥外滲便會(huì)出現(xiàn)低密度區(qū)并且減弱對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用。

混凝土的致密程度及均質(zhì)程度最容易被這些錯(cuò)誤影響。

在混凝土構(gòu)件的成分在整個(gè)構(gòu)建中相同時(shí)，我們即可認(rèn)為其是均質(zhì)的。均質(zhì)的混凝土同時(shí)也可能缺乏致密性。

缺乏均質(zhì)性可能由澆筑混凝土中原料的分離導(dǎo)致。這是因?yàn)橘|(zhì)量較輕的成分涌向混凝土表面，從而導(dǎo)致質(zhì)量大的成分過(guò)度沉積。

當(dāng)水泥的種類、用量、水量及添加劑使用錯(cuò)誤時(shí)同樣會(huì)出現(xiàn)這兩種現(xiàn)象，這種錯(cuò)誤出現(xiàn)在混凝土的攪拌階段。

各種其他操作也會(huì)影響混凝土的均質(zhì)程度，如攪拌水泥的運(yùn)輸、澆筑及壓實(shí)，鋼筋結(jié)構(gòu)的分布和模板的設(shè)計(jì)。

均質(zhì)性很大程度上取決于混凝土澆筑后的壓實(shí)操作，壓實(shí)是混凝土建造過(guò)程中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

混凝土構(gòu)件的致密性很大程度上取決于正確的成分用量。其中最重要的是水與水泥的比例及骨料與水泥的比例，因此適當(dāng)?shù)乃嘤昧渴株P(guān)鍵。除了骨料、水泥和水，第4 種成分也在其中發(fā)揮一定作用，這就是空氣，它會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂口。

現(xiàn)在會(huì)根據(jù)這些成分的劑量和用途分析這些成分在混凝土密實(shí)性中發(fā)揮的作用。

用量

水泥的用量可能是所有混凝土問(wèn)題的源頭。為了獲得規(guī)定強(qiáng)度的混凝土，通常建議盡可能使用最少量的水泥。這是因?yàn)樗嘤昧看髸?huì)增加干燥、縮水作用，這會(huì)造成內(nèi)部裂縫及肉眼可見(jiàn)的斷裂。

用量大也意味著水合熱高。尤其在炎熱的季節(jié)澆筑混凝土?xí)泻艽箫L(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檎w的升溫會(huì)加劇干燥、縮水及裂縫。

含有與水泥顆粒大小類似的惰性添加劑（也稱為“填充劑”）的水泥比純水泥需要更長(zhǎng)的硬化時(shí)間，這在定量配以混凝土?xí)r必須時(shí)刻牢記，因?yàn)檫@會(huì)影響水泥和水的用量。

建議將鋼筋混凝土中的水泥用量保持在低于400kg/m3的水平，預(yù)制混凝土中的水泥用量要低于550kg/m3。

在攪拌時(shí)根據(jù)水泥的量添加水量是最基本的。理論上，當(dāng)水與水泥的比例為0.18 時(shí)就足夠水泥中的各種活性成分發(fā)生水合。然而為了使攪拌達(dá)到足夠的可操作性，通常要選擇更高的比例。

因此澆筑混凝土?xí)r水量必須比黏合劑水合所需的水量多，因?yàn)樵跐仓r(shí)混凝土必須有較好的流動(dòng)性以完全填入模板，從而使其足夠致密。

傳統(tǒng)混凝土中，水與水泥的比例通常為0.6～0.8（即混凝土中不含有減水劑，并且現(xiàn)場(chǎng)澆注及壓實(shí)）。完全水合所需水的質(zhì)量大約相當(dāng)于水泥總重的30%。水合后多余的水會(huì)被蒸發(fā)掉，在混凝土中留下孔洞。變硬后孔隙度低于10% 的混凝土為低孔隙度。空隙度如果超過(guò)15%就會(huì)影響混凝土的耐久度。

由細(xì)孔構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會(huì)使氣體和液體滲入混凝土。

因此，這些細(xì)孔便促進(jìn)產(chǎn)生各類腐蝕，本章稍后將詳細(xì)說(shuō)明。澆注過(guò)程中過(guò)量的水會(huì)增加混凝土收縮，削弱其強(qiáng)度。

在修復(fù)時(shí)常常會(huì)發(fā)現(xiàn)用水過(guò)量的現(xiàn)存混凝土。部分原因是由于當(dāng)時(shí)的混凝土壓實(shí)技術(shù)不如現(xiàn)在先進(jìn)，只能添加額外的水以使新拌混凝土更易加工。

例如，混凝土中水泥含量為350kg/m3，水與水泥的比例為0.5，需要175L的水用于水合作用。理論上，水合作用只需要63L的水，從而殘留了112L的水，必須采取措施將其移除混凝土。

因此每立方米混凝土中含有112000cm3的毛細(xì)孔洞網(wǎng)。水和其他腐蝕性物質(zhì)就通過(guò)這些孔洞滲透到混凝土內(nèi)部。

這個(gè)例子說(shuō)明了混凝土攪拌過(guò)程中水的含量是如何影響混凝土的孔隙度因而影響其耐久度的。

空氣雖然不是混凝土的成分，但它確實(shí)構(gòu)成了混凝土構(gòu)件的一部分。空氣與混凝土的比例取決于混凝土構(gòu)件的用途、混凝土成分的正確用量及混凝土的壓實(shí)程度。有些時(shí)候空氣會(huì)使混凝土達(dá)到需要的目的（如輕質(zhì)混凝土），但在其他情況下則會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，例如建造高強(qiáng)度混凝土。這時(shí)空氣在提高機(jī)械強(qiáng)度方面不發(fā)揮作用，會(huì)在凝固后的混凝土中產(chǎn)生凹陷。這些凹陷可能在表層（裸孔），也可能隱藏在混凝土內(nèi)部（密封孔）。

裸孔與密封孔都會(huì)令沒(méi)有結(jié)構(gòu)功能的空氣取代一定量的耐腐蝕材料，從而降低混凝土的機(jī)械強(qiáng)度。

裸孔還會(huì)增加與外部接觸的混凝土表面的面積。與更加致密、低孔隙度的混凝土相比，此類混凝土更加脆弱，易腐蝕，與外部接觸面積更大，因此不夠穩(wěn)定、耐用。

因此，越致密的混凝土越耐用。然而空氣常常被特意加入新拌混凝土中，例如，為了提高混凝土的抗凍耐寒性能而加入空氣。

引起添加劑的原理是在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，打破連續(xù)的毛細(xì)孔洞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此可以降低混凝土吸收腐蝕性物質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)入混凝土的水量也隨之減少，而因?yàn)闅馀轂榕蛎浱峁┝俗銐虻目臻g，當(dāng)水在寒冷的季節(jié)凍結(jié)時(shí)不會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生足以造成其損壞的壓力。

引氣添加劑同時(shí)也在新拌混凝土中起到潤(rùn)滑劑的次要作用。引起添加劑能使含水量及含細(xì)骨料量較少的濕混凝土更具有流動(dòng)性。這類添加劑會(huì)使混凝土中混入空氣，不過(guò)其整體上對(duì)混凝土的強(qiáng)度還是有益的。

混凝土裂縫

這部分研究的裂紋種類是由于在備料、澆筑、水合及隨后的凝固過(guò)程中，受到內(nèi)部或外部的壓力所造成的。

這些壓力本質(zhì)上來(lái)源于混凝土中的水分，因此本質(zhì)上可被分類為熱 -液 -力壓力。

此種類別包括干燥、收縮、裂縫（龜裂），即由溫度原因所導(dǎo)致的裂縫及混凝土完全硬化之前，塑性狀態(tài)下產(chǎn)生的所有裂紋。

我們將這些裂縫按照裂縫出現(xiàn)的時(shí)間順序逐個(gè)分析，得出在凝固現(xiàn)象開(kāi)始之前及之后出現(xiàn)的裂縫差異。

混凝土開(kāi)始硬化之前出現(xiàn)的裂縫

在當(dāng)混凝土仍為可塑時(shí)，混凝土澆筑后導(dǎo)致這些裂縫擴(kuò)大的原因出現(xiàn)，從澆筑過(guò)后的幾分鐘內(nèi)到凝固現(xiàn)象發(fā)生之前。

區(qū)分兩種不同特點(diǎn)的裂縫現(xiàn)象：可塑性物質(zhì)沉積裂縫和可塑性物質(zhì)收縮裂縫。

可塑性物質(zhì)收縮裂縫通常發(fā)生在橫向混凝土構(gòu)件中，例如，平板。由于大面積裸露在空氣中導(dǎo)致高度揮發(fā)作用。可塑性物質(zhì)沉積裂縫通常出現(xiàn)在混凝土較厚的部分，混凝土泌水是這兩種裂縫出現(xiàn)的原因。泌水是指混凝土中的水分在澆筑過(guò)后幾小時(shí)內(nèi)上升至表面的現(xiàn)象。

濕混凝土中的固體由于重力作用沉積，使水合作用剩下的水裸露在表面，加強(qiáng)壓實(shí)可以緩解這一現(xiàn)象。

不論選擇何種水泥，不同程度的泌水現(xiàn)象在所難免。但表面上過(guò)剩的水分只有在未完全蒸發(fā)時(shí)才能被觀察到。

當(dāng)水分未完全蒸發(fā)時(shí)，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)一層很薄、很清澈的水。不要將其誤認(rèn)為澆筑階段的摻水混合物。

影響泌水程度的因素：

· 水與水泥比例過(guò)高比比例過(guò)低能夠加劇泌水現(xiàn)象。

· 澆筑剛剛完成后，表面蒸發(fā)率高，將混凝土壓縮會(huì)導(dǎo)致泌水量增加。

· 越厚的混凝土構(gòu)件泌水過(guò)程持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。

· 使用緩凝劑一般能夠加劇泌水。

可塑性物質(zhì)沉積裂縫通常是由于過(guò)度泌水造成的。一般出現(xiàn)在澆筑后最初的3小時(shí)之內(nèi)。有時(shí)會(huì)在澆筑后6～8 小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)。它們出現(xiàn)在自然沉淀物被阻礙的位置。

常見(jiàn)的裂縫種類和位置如下：

· 橫向鋼筋表面的顯著裂縫，通常為主鋼筋或箍筋。

· 垂直構(gòu)件中橫向裂縫，在箍筋阻礙沉積的位置。

· 構(gòu)件突然改變?cè)斐傻牧芽p。在格子板中很常見(jiàn)，由于在厚型材與薄型材之間沉淀物存在差異而產(chǎn)生裂縫。

· 薄混凝土型材中的裂縫。當(dāng)鋼筋結(jié)構(gòu)過(guò)于接近表面時(shí)會(huì)出現(xiàn)此種現(xiàn)象，此時(shí)沉積物將混凝土分為兩層，因?yàn)殇摻罱Y(jié)構(gòu)之上的混凝土沉積程度不如鋼筋下方的混凝土。

一般來(lái)說(shuō)，這類裂縫在構(gòu)造上并不十分重要，但是它們有可能會(huì)裸露鋼筋結(jié)構(gòu)從而腐蝕鋼筋。

可塑性物質(zhì)收縮裂縫出現(xiàn)在混凝土澆筑后的最初8 小時(shí)之后，但有時(shí)也會(huì)在澆筑一天之后出現(xiàn)。

表層的裂縫可能很寬（2～3mm或者更寬），但是裂縫寬度隨著深度增加而迅速變窄。通常這些裂縫能夠完全穿透地板，這也將其與可塑性物質(zhì)沉淀物的裂縫現(xiàn)象區(qū)分開(kāi)來(lái)。這在地板中很常見(jiàn)，通常沿著某些圖案而產(chǎn)生。

這些裂縫能形成對(duì)角線，角度大約為45度，其間有1.9～2.4m的間距。它們能形成波紋狀的同心圓圖案或任意的網(wǎng)狀圖案。

另一種常見(jiàn)圖案是沿著鋼筋的線條形成的，或沿構(gòu)件的某些幾何特征（如型材的改變）。它們也能形成阻礙澆筑的圓點(diǎn)。

這些裂縫產(chǎn)生的原因大體上由于泌出水分的快速蒸發(fā)，例如，蒸發(fā)速度比泌水速度快的情況下。蒸發(fā)速率超過(guò)每小時(shí)1kg/m2即為高蒸發(fā)率。

例如，此類速率通常會(huì)在以下情況下出現(xiàn)：混凝土內(nèi)部溫度200℃、空氣相對(duì)濕度80%、風(fēng)速32km/h，溫度為5℃。混凝土的固化（在混凝土表面加上額外的水）能防止裂縫的產(chǎn)生，因?yàn)楣袒^(guò)程補(bǔ)償了在炎熱環(huán)境下由于高蒸發(fā)率損失的水分。

硬化開(kāi)始之后出現(xiàn)裂縫

最初的熱裂紋及龜裂出現(xiàn)在混凝土凝固階段，在水合作用發(fā)生之后。

干燥收縮裂縫出現(xiàn)在從混凝土幾乎完全凝固后2～3 年，或建筑完工后更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，最初的熱裂紋一般出現(xiàn)在澆筑完成后的1～5天，即當(dāng)水合作用停止時(shí)。它們是由于水泥水合作用產(chǎn)生的熱量所引起的。

高溫使體積膨脹，從而使混凝土構(gòu)件冷熱部分的壓力增大。構(gòu)件核心溫度高，而外圍與空氣接觸的部分或與先前澆筑的混凝土之間接觸部分溫度低。這部分凝固的混凝土?xí)璧K新拌混凝土的自然收縮。

在澆筑后1～5天內(nèi)，混凝土內(nèi)外溫差最大。大體上其內(nèi)部溫度在澆筑后7～14 天內(nèi)與周圍環(huán)境溫度持平。

這些特征使裂縫能被正確定性，因?yàn)楦稍锸湛s裂縫出現(xiàn)得比較遲。影響混凝土與外界環(huán)境之間溫差的因素有：

· 用來(lái)澆筑混凝土的成分及材料的初始溫度，與空氣溫度相比，在寒冷天氣中差異更大。

· 混凝土較厚的部分產(chǎn)熱更多，雖然此效果在厚度超過(guò)一定程度后大大降低。· 拆除模板后不能立即用冷水淋澆混凝土，否則會(huì)造成溫差沖擊，在模板拆除后必須采取措施盡量為混凝土保溫。· 當(dāng)混合物水泥含量高時(shí)，水合產(chǎn)生的熱量也更高。水合溫度也隨著所選水泥種類的不同而變化。

· 石灰?guī)r和花崗巖骨料與其他材料相比，溫差熱膨脹系數(shù)更低。輕質(zhì)骨料比一般骨料在張力作用下更具優(yōu)勢(shì)。· 促水合添加劑產(chǎn)熱更快。緩凝劑會(huì)延緩水合，不過(guò)不會(huì)改變產(chǎn)熱總量。

· 添加鋼筋可減少裂縫寬度，盡量使用細(xì)鋼筋和盡量薄的混凝土覆蓋面。

· 木質(zhì)模板比金屬模板保溫效果更好，也被當(dāng)作隔熱板，減緩混凝土構(gòu)件的溫度梯度。

· 過(guò)早地移除模板，通常會(huì)增加溫差。

· 內(nèi)部壓力不均的部位更易出現(xiàn)裂縫，例如，橫截面突然改變、模板連接處導(dǎo)致的開(kāi)口或孔洞的角處。

熱裂縫常常出現(xiàn)在擋土墻、板材等一些較厚的構(gòu)件中。當(dāng)有物體阻礙混凝土自由延展時(shí)更加容易產(chǎn)生裂縫。通常會(huì)與干燥收縮裂縫相混淆，因?yàn)樗鼈兂霈F(xiàn)在相同位置并且某些原因也相同。

網(wǎng)狀裂縫是指在混凝土澆筑完成的1～15天內(nèi)出現(xiàn)的較薄表層裂縫，此時(shí)混凝土正在凝固過(guò)程中。它們通常寬度在0.05～0.5mm，深度小于10mm。它們形成網(wǎng)狀的毛細(xì)裂紋，間隔在50～100mm之間。

當(dāng)混凝土在極端干燥的環(huán)境里被澆筑時(shí)會(huì)產(chǎn)生這種裂紋，在其具有足夠的拉伸強(qiáng)度之前迅速收縮，在大風(fēng)或干燥天氣會(huì)出現(xiàn)此類現(xiàn)象。

有時(shí)這些裂縫會(huì)比較細(xì)以至于很長(zhǎng)時(shí)間之后才會(huì)被發(fā)現(xiàn)，灰塵和泥土的積聚使其更加明顯。

形成這些裂縫的其他因素：在裸露的表面附近有物理限制，混凝土構(gòu)件中有顯著地濕度變化。

防止此類裂縫的最佳方法：避免使用含水量或水泥量高的混凝土混合物。更好地壓實(shí)，避免產(chǎn)生拋光面，因?yàn)檫@會(huì)增加接觸空氣的水泥漿。

干燥收縮裂縫是由于濕度降低而造成的收縮。在最終的凝固階段水會(huì)由于物理和化學(xué)作用流失。

與我們研究的其他種類裂縫類似，由于壓力超出材料可承受的抗拉伸能力，當(dāng)混凝土移動(dòng)被限制時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫。

這些裂縫會(huì)在混凝土澆筑完成的2～3周內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)，并且一般情況下會(huì)在1～3 年內(nèi)持續(xù)出現(xiàn)。時(shí)間長(zhǎng)短取決于混凝土所處環(huán)境的干燥程度。

干燥收縮裂縫通常會(huì)與最初的熱裂縫相混淆，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常出現(xiàn)在相同位置，并且外觀類似，尤其在擋土墻中。干燥收縮裂縫的寬度大致相同，細(xì)長(zhǎng)并且深度不一，有時(shí)能穿透整個(gè)構(gòu)件。

影響它們形成的因素

· 蒸發(fā)作用導(dǎo)致的水分流失是干燥、收縮的主要原因。蒸發(fā)率很大程度上取決于空氣的相對(duì)濕度。干燥的空氣會(huì)加劇干燥、收縮作用，因此更易產(chǎn)生裂縫。

· 凝固，即使不能減少干燥、收縮的總量，也能在混凝土凝固的開(kāi)始階段增加其拉伸強(qiáng)度從而減輕裂縫，降低產(chǎn)生裂縫的可能。

· 水與水泥的比例越高，干燥收縮作用越強(qiáng)烈。因?yàn)檎舭l(fā)的水分也會(huì)增加。

· 當(dāng)構(gòu)件裸露在空氣中的表面積與其體積比過(guò)大時(shí)，也會(huì)增加收縮的可能，這是由于蒸發(fā)率的增加而導(dǎo)致的。

· 均勻地使用骨料也會(huì)降低裂縫的可能。

影響混凝土耐久度的環(huán)境因素

如果假設(shè)不考慮其他可導(dǎo)致混凝土缺陷的變量，那么最影響其耐久度的因素便是選擇與其所用部位的侵蝕性相匹配的混凝土。

然而現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，僅僅依靠一個(gè)正確的質(zhì)量指標(biāo)是不足以保證混凝土耐久度的。因?yàn)楹笃谠谟昧亢蛡淞戏矫娉霈F(xiàn)的錯(cuò)誤仍可使其變得脆弱。

施工過(guò)程中常常出現(xiàn)這樣的情況，指定的混凝土不適用于特定的環(huán)境，因此在混凝土凝固后就必須對(duì)其進(jìn)行維護(hù)以彌補(bǔ)不足。

值得一提的是此系統(tǒng)可產(chǎn)生一個(gè)單純從結(jié)構(gòu)角度完全適用的因素，在使用得當(dāng)?shù)那闆r下，仍可保證混凝土具備較長(zhǎng)的使用壽命。

然而這里需要指出，在設(shè)計(jì)階段就采取措施提高其耐用性是更簡(jiǎn)捷、節(jié)省及安全的手段，而工程結(jié)束再實(shí)施補(bǔ)救措施成本會(huì)隨著時(shí)間增加而增加。

在衡量“環(huán)境的侵蝕性”時(shí)，涉及混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的物理和化學(xué)外力，不同于機(jī)械活動(dòng)及造成體積改變的水熱因素。

因此，環(huán)境可以按如下類別進(jìn)行分析和描述：輕度腐蝕性（例如，在潮濕的室內(nèi)或半室內(nèi)空間中）中度腐蝕性（如裸露在空氣和 / 或非腐蝕性土壤的外立面）、高度腐蝕性（如工業(yè)或海洋環(huán)境，與鹽水和 / 或酸性腐蝕性土壤接觸時(shí)）和化學(xué)儲(chǔ)備（如接觸漂白劑或肥料的化學(xué)儲(chǔ)備等）。

環(huán)境侵蝕性越高越需要混凝土具備更強(qiáng)的抗腐蝕能力。針對(duì)這一點(diǎn)需經(jīng)常調(diào)整混凝土的滲透性能。一般來(lái)說(shuō)，更好的抗?jié)B性也就意味著更高的致密程度。

通常建議降低水與水泥的比例，但并不是一直適用，因?yàn)檫@樣一來(lái)澆筑過(guò)程中混凝土需要的可操作性會(huì)降低。

因此通常會(huì)使用增塑劑來(lái)代替。但這也會(huì)產(chǎn)生副作用，降低混凝土的強(qiáng)度和耐久度。

其他重要因素有，骨料分布的顆粒大小及在抗?jié)B性測(cè)試中所采用的技術(shù)。

侵略性環(huán)境導(dǎo)致的損害中，特別值得一提的是混凝土在海洋環(huán)境、腐蝕性水和酸雨的環(huán)境中。

在海洋環(huán)境下，由于混凝土接觸含有鹽、氯化物、硫酸鹽的海水及水蒸氣，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題。如果在混凝土攪拌過(guò)程中使用海水，也會(huì)造成化學(xué)腐蝕。

混凝土表面或內(nèi)部孔洞的水分一旦蒸發(fā)，就會(huì)在其表面留下結(jié)晶鹽。這些隱藏的鹽霜會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力導(dǎo)致其變得脆弱，甚至降低平均強(qiáng)度，最終使混凝土解體。

這個(gè)過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生正負(fù)極區(qū)域，即當(dāng)存在水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部電流從而導(dǎo)致鋼筋的電化學(xué)腐蝕。

腐蝕性水包括：含有硫酸鹽的黑水、沼澤水及地下水。這些水會(huì)與混凝土反應(yīng)產(chǎn)生鋁酸鹽和石膏。

最終形成的較大顆粒的晶體會(huì)產(chǎn)生巨大的內(nèi)部壓力，尤其會(huì)在混凝土的邊緣及角落部位，從而造成混凝土地基的裂縫和解體。

酸雨也會(huì)對(duì)混凝土表面產(chǎn)生影響。PH值低于4 的雨水就可被稱為“酸雨”。酸雨中含有硫酸、硝酸和重金屬。

鋼筋結(jié)構(gòu)缺陷造成的損壞

將鋼筋與混凝土結(jié)合所得到的高強(qiáng)度與高靈活度是鋼筋混凝土被作為結(jié)構(gòu)材料而廣泛應(yīng)用的原因。

鋼筋的抗拉伸性能在結(jié)構(gòu)中起到了很大作用。

針對(duì)于為何鋼筋與混凝土能夠如此有效地互補(bǔ)，有以下3 個(gè)基本因素。

· 熱膨脹系數(shù)：這兩種材料擁有相似的熱膨脹系數(shù)（鋼鐵為11×10-6 K -1，混凝土為10×10-6 K -1）。

· 楊氏彈性系數(shù)：鋼鐵與混凝土相比 具 有 較 高 的 彈 性 系 數(shù) 鋼 鐵 為（2.1×106klb/cm2）混 凝 土 為（2.5×105klb/cm2）。

· 混凝土的堿性特質(zhì)：使其作為一種保護(hù)鋼筋結(jié)構(gòu)不受腐蝕的保護(hù)層而存在。

由于鋼筋結(jié)構(gòu)問(wèn)題所導(dǎo)致混凝土缺陷的種類有很多，并有各自的原因。此種缺陷分類如下：

· 鋼筋結(jié)構(gòu)固有缺陷所造成的損害。

· 混凝土內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)腐蝕所造成的損害。

· 鋼筋結(jié)構(gòu)安裝錯(cuò)誤所造成的損害。

鋼筋結(jié)構(gòu)的固有缺陷

鋼制品生產(chǎn)商必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試以保證提供適合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的金屬。經(jīng)過(guò)正確測(cè)試后基本上即可說(shuō)明其具有足夠的品質(zhì)。通常生產(chǎn)商會(huì)提供鋼筋的直徑、每米的重量及種類等數(shù)據(jù)，還會(huì)提供有關(guān)金屬機(jī)械特性的詳細(xì)信息、有關(guān)鋼筋與混凝土良好黏結(jié)的特性及如果是波紋鋼筋，還會(huì)提供鋼筋的幾何體。

鋼筋常見(jiàn)的基本缺陷：

· 雜質(zhì)

· 表面缺陷

· 表面腐蝕

雜質(zhì)

雜質(zhì)是指在合金鑄造的過(guò)程中產(chǎn)生的殘留物或外來(lái)物質(zhì)或氣體進(jìn)入鋼鐵所致。前者可能為磷、硫、錳和硅，后兩者當(dāng)超過(guò)一定量時(shí)便被視為“雜質(zhì)”。

理論上磷和硫在含量超過(guò)0.04% 時(shí)便會(huì)產(chǎn)生威脅。但事實(shí)上，只有當(dāng)整體鋼筋結(jié)構(gòu)中的磷、硫含量持續(xù)不斷地超出正常水平時(shí)才會(huì)對(duì)鋼鐵的性能造成嚴(yán)重威脅。

外來(lái)雜質(zhì)是指那些熔點(diǎn)相當(dāng)高的物質(zhì)（氧化物、硅酸鹽、硫酸鹽），因此才會(huì)殘留在鋼鐵中。

這些雜質(zhì)的存在會(huì)削弱鋼筋的強(qiáng)度并且影響其連續(xù)性，從而產(chǎn)生內(nèi)部壓力集中的區(qū)域。

在溫度很高的情況下氣體會(huì)侵入鋼筋中，尤其是在鋼筋熔化時(shí)。熔化的鋼筋會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，但在冷卻過(guò)程中這些氣體不能被完全排出。殘留在鋼筋中最常見(jiàn)的是大氣中的氣體，如氫氣、氧氣和氮?dú)狻?/p>

表面缺陷

最常見(jiàn)的缺陷是出現(xiàn)褶皺，這是由于錯(cuò)誤地鍛造所造成的。鋼筋的表面遇熱會(huì)發(fā)生氧化，在沒(méi)有正確焊接的情況下就會(huì)造成鋼筋出現(xiàn)薄弱結(jié)點(diǎn)，容易發(fā)生斷裂。

另一種缺陷是在鋼筋生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的淺表性疤痕，這是由于冷卻速度過(guò)快所致。

表面腐蝕

之前兩種類型的缺陷源于鋼筋的制造過(guò)程。而表面腐蝕則不同，它是由于鋼筋的貯存不當(dāng)或意外裸露于腐蝕性環(huán)境中所致。

通常在等侯使用之前，鋼筋會(huì)在空氣中裸露相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，這時(shí)就會(huì)發(fā)生腐蝕。為方便運(yùn)輸而經(jīng)常性的彎曲及貯存都會(huì)引起鋼筋的腐蝕。

鋼筋的腐蝕

降低鋼筋強(qiáng)度的兩種進(jìn)程為腐蝕和脆化，這是由于與空氣接觸及混凝土內(nèi)部濕度較高所致。

合格的鋼筋混凝土中，鋼筋結(jié)構(gòu)的脆化通常不那么嚴(yán)重，但在預(yù)制混凝土中會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。

與含有擴(kuò)散氫的液體（乳酸雨）或氣體（如氰化氫或硫化氫氣體）接觸都會(huì)導(dǎo)致鋼筋中含有氫氣。一旦鋼筋中混入氫氣便會(huì)變得脆弱且容易斷裂。

當(dāng)鋼筋表面出現(xiàn)氧化層時(shí)即發(fā)生了腐蝕。隨著氧化層的累積，對(duì)混凝土內(nèi)部造成壓力并最終導(dǎo)致其在壓力下解體。

鋼筋結(jié)構(gòu)的缺陷影響著其外觀、厚度及由此形成的強(qiáng)度。

水或潮濕是腐蝕發(fā)生的必要條件，溫度的變化也會(huì)加劇腐蝕。

因此，了解混凝土所處環(huán)境的特性是十分重要的，尤其在衡量腐蝕程度的時(shí)候。

從廣義上講，腐蝕的發(fā)生有兩種方式：化學(xué)作用和電化學(xué)作用。然而這兩種作用也有可能同時(shí)發(fā)生。

一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)腐蝕會(huì)對(duì)整個(gè)鋼筋結(jié)構(gòu)表面造成影響，而電化學(xué)作用會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)化成陽(yáng)極的部位造成影響。

貯存不當(dāng)所造成的損害

和混凝土一樣，在準(zhǔn)備鋼筋材料時(shí)也要謹(jǐn)慎。操作適當(dāng)取決于設(shè)計(jì)階段作出的決策、鋼筋的切割、彎曲及安放位置。鋼筋的布置在工程涉及階段確定，采取必要的結(jié)構(gòu)分析來(lái)確定最終的鋼筋尺寸、數(shù)量及布置。

隨后，將布置方案以圖紙的方式傳達(dá)給承包商。鋼筋運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)時(shí)已經(jīng)切割彎曲完畢。承包商根據(jù)圖紙將鋼筋結(jié)構(gòu)安放到模板中。

以上所提到的階段均易發(fā)生錯(cuò)誤。通常是由于對(duì)鋼筋與混凝土如何相互作用了解不足，缺乏相關(guān)技術(shù)知識(shí)所致。

如果設(shè)計(jì)者缺乏此類相關(guān)知識(shí)，那么其方案一定存在問(wèn)題。最常見(jiàn)的問(wèn)題是方案中缺乏信息。例如，布局缺乏詳細(xì)尺寸，那么承包商只能根據(jù)圖紙測(cè)量，這就導(dǎo)致不精確。另一種常見(jiàn)的疏忽則是沒(méi)有明確說(shuō)明需要重疊鋼筋的位置。

這些疏忽多半是由于現(xiàn)場(chǎng)的決策者缺乏相關(guān)技術(shù)知識(shí)所致，并會(huì)造成嚴(yán)重后果。

鋼筋切割不當(dāng)不會(huì)造成結(jié)構(gòu)性影響，因此通常不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

由于鋼筋切割不當(dāng)而造成嚴(yán)重后果的情況，常常是因?yàn)槌隽虽摻畹淖畲竽褪芰Ψ秶Ｒ鉀Q這一問(wèn)題需要額外添加鋼筋。

在鋼筋彎曲加工方面常見(jiàn)的差錯(cuò)為有意或無(wú)意地使彎曲鋼筋彎曲程度超出所能承受的彎曲半徑。

這類情況通常發(fā)生在施工現(xiàn)場(chǎng)缺乏正確彎曲及檢測(cè)直徑的工具時(shí)。在使用直徑超過(guò)20mm的厚鋼條時(shí)也會(huì)出現(xiàn)同樣的問(wèn)題。在彎曲內(nèi)側(cè)會(huì)出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的裂縫，特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)致使鋼條折斷。由于如今廣泛使用更加堅(jiān)固的鋼筋，這種損害變得十分常見(jiàn)。

當(dāng)超出一定承受范圍時(shí)，鋼筋混凝土中鋼筋結(jié)構(gòu)的布局錯(cuò)誤將是一切問(wèn)題的源頭。例如，當(dāng)負(fù)力矩鋼筋分布不均勻時(shí)，會(huì)造成局部的超重及局部承重不足。

通常會(huì)出現(xiàn)在鋼筋混凝土中，鋼筋之上的混凝土覆蓋層厚度不足的情況，這導(dǎo)致結(jié)構(gòu)更易發(fā)生腐蝕。這類缺陷可能由于模板連接處缺失所造成，其目的是為了規(guī)范模板邊緣的空間。

在安置的過(guò)程中出現(xiàn)的另一種差錯(cuò)是使用不完全筆直的鋼筋，這會(huì)影響其拉伸及抗壓強(qiáng)度。

鋼筋的輕度彎曲會(huì)降低其構(gòu)造形成力。這幾乎不會(huì)造成整個(gè)結(jié)構(gòu)處在受壓環(huán)境中，因?yàn)榕c混凝土相比，鋼筋所提供的抗壓強(qiáng)度相對(duì)較小。

然而，如果彎曲的鋼筋長(zhǎng)期處在繃緊狀態(tài)，那么更易造成混凝土的裂縫。當(dāng)混凝土構(gòu)件中的鋼筋長(zhǎng)期處在壓力下，但一部分承重被轉(zhuǎn)移的情況下會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。導(dǎo)致構(gòu)件釋放壓力致使鋼筋長(zhǎng)期處在抗壓的狀態(tài)下。

通常會(huì)出現(xiàn)部分區(qū)域鋼筋密度過(guò)大的情況，這會(huì)阻止?jié)窕炷镣ㄟ^(guò)，從而在成品混凝土內(nèi)部造成孔洞。此錯(cuò)誤常常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)所致，未給重疊的鋼筋留出足夠的空間，或是因?yàn)樵谑┕がF(xiàn)場(chǎng)連接鋼筋時(shí)操作不當(dāng)。

保護(hù)

鋼筋混凝土的腐蝕開(kāi)始于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕，因此鋼筋周圍實(shí)施足夠的保護(hù)是十分重要的。鋼筋上混凝土的覆蓋層可以提供保護(hù)并且阻止混凝土內(nèi)部的毛細(xì)滲透，從而增強(qiáng)保護(hù)程度。

另外必須牢記一點(diǎn)，預(yù)制鋼筋的特性決定了它們已經(jīng)接近其彈性極限，并且易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在一定環(huán)境因素下會(huì)發(fā)生此類現(xiàn)象。

水鹽溶液、酸或堿及氧氣缺一不可。如果其中一種因素缺失（如混凝土完全浸沒(méi)在地下水中或處在完全干燥的環(huán)境中），腐蝕現(xiàn)象就不會(huì)發(fā)生。

由于大多數(shù)自然環(huán)境都會(huì)存在對(duì)混凝土有化學(xué)損害的物質(zhì)，因此裸露在空氣中的鋼筋混凝土構(gòu)件，在幾年內(nèi)其鋼筋結(jié)構(gòu)便會(huì)腐蝕。當(dāng)然，混凝土構(gòu)件在理想條件中更加耐用。

由于腐蝕會(huì)減小厚度，因此鋼筋的強(qiáng)度必須足夠大，以支撐其周圍足夠厚度的混凝土覆蓋層。

混凝土中的堿會(huì)在鋼筋周圍產(chǎn)生一層鈍化層。這層薄薄的氧化層具有低滲透性，從而有效地預(yù)防了電化學(xué)腐蝕。

這層物質(zhì)十分敏感，在混凝土滲水性達(dá)到一定程度時(shí)很容易被破壞。這是因?yàn)楫?dāng)空氣中的一氧化碳或二氧化碳滲透入混凝土后會(huì)與鈣發(fā)生反應(yīng)，降低混凝土的堿濃度。可溶性氯化物也會(huì)傷害鈍化層。

當(dāng)混凝土澆筑完畢后，即不能看見(jiàn)鋼筋結(jié)構(gòu)，其腐蝕發(fā)展速度之快難以估量。因此需要采取措施以獲得配料恰當(dāng)?shù)摹嚢韬蟮幕炷粒驗(yàn)樵谑┕ぶ兴l(fā)生的變化將會(huì)最終決定保護(hù)層的質(zhì)量和耐久度。

正是鋼筋結(jié)構(gòu)周圍的混凝土覆蓋層保護(hù)了其不受腐蝕性物質(zhì)侵襲。為了獲取有效的保護(hù)，其保護(hù)層厚度必須為20mm。

混凝土中平行于主鋼筋或箍筋的裂縫會(huì)導(dǎo)致鋼筋結(jié)構(gòu)腐蝕，裂縫的尺寸會(huì)隨著腐蝕的程度而變化。

如果腐蝕程度嚴(yán)重，由于氧化層所產(chǎn)生的巨大的外部壓力會(huì)造成巨大的裂口。最多會(huì)使鋼筋比原先變粗10倍。

促進(jìn)腐蝕的因素

如果鋼筋混凝土施工過(guò)程中忽略了一些關(guān)鍵的預(yù)防措施，那么腐蝕會(huì)迅速產(chǎn)生并加劇。如果在攪拌、澆筑及固化階段操作不當(dāng)，則會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的較大孔隙。這會(huì)降低混凝土的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)榇罅康目紫稌?huì)集合在一起形成空洞，從而導(dǎo)致濕氣侵入混凝土核心部位。

如果此問(wèn)題產(chǎn)生，鋼筋結(jié)構(gòu)將會(huì)迅速地裸露在潮濕的環(huán)境中，加速氧化過(guò)程。

雖然在澆筑混凝土中孔隙的存在在所難免，但空隙必須盡量小，以減少其內(nèi)部互相連接的可能性，因?yàn)檫@樣會(huì)阻礙水合作用的發(fā)生。

水與水泥的質(zhì)量比例應(yīng)為0.4：1。其中40% 為水，25% 為水合作用產(chǎn)生的結(jié)晶，15% 增強(qiáng)濕混凝土的可塑性。

在硬化過(guò)程中，這40% 的水被周圍環(huán)境吸收，其蒸發(fā)作用正是在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生孔隙的原因。

水與水泥的比例應(yīng)為0.4：1，不能超出這一數(shù)值，否則會(huì)使蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生更多、更大的孔隙。高孔隙度的負(fù)面影響之前已經(jīng)研究過(guò)了，但在這里還需要重申，高孔隙度的主要后果是會(huì)增加水和氣體的毛細(xì)吸收。

在低溫環(huán)境中則存在冰凍的危險(xiǎn)，這會(huì)大大降低混凝土的強(qiáng)度。

試驗(yàn)證明，將水與水泥的比例從0.4：1 提高到0.75：1 后，碳化過(guò)程會(huì)加快4 倍，并且產(chǎn)生孔隙的數(shù)量是原來(lái)的100多倍。

避免混凝土出現(xiàn)裂縫幾乎是不可能的。裂縫的寬度決定了進(jìn)一步損壞的嚴(yán)重程度。在腐蝕性環(huán)境中這些寬裂縫尤其危險(xiǎn)。在非腐蝕性環(huán)境中，或者混凝土保護(hù)層足夠厚以抵抗碳化的情況下，寬度小于0.2mm的裂縫并不會(huì)造成鋼筋氧化。

但如果混凝土所處環(huán)境屬于高腐蝕性，如海洋或工業(yè)地帶，那么寬度為0.1mm的裂縫也會(huì)產(chǎn)生腐蝕的危險(xiǎn)。而水庫(kù)或水壩的混凝土，即使小于0.1mm的裂縫也足以導(dǎo)致氧化。

環(huán)境因素是導(dǎo)致鋼筋結(jié)構(gòu)腐蝕的決定性因素。氣候變化決定了濕度水平，當(dāng)與氯化物及硫酸鹽結(jié)合，便可以決定腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)與程度。

化學(xué)腐蝕在工業(yè)環(huán)境中十分常見(jiàn)，雨水及二氧化硫結(jié)合生成硫酸及亞硫酸，這不僅會(huì)中和混凝土中的堿，也會(huì)與碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)。

這會(huì)生成石膏或鋁化合物，從而使體積增加，隨后導(dǎo)致混凝土解體。

碳化

碳化過(guò)程會(huì)使混凝土覆蓋層的堿含量降低。而堿正是為鋼筋結(jié)構(gòu)提供化學(xué)保護(hù)的物質(zhì)。大氣中的二氧化碳會(huì)通過(guò)混凝土中的孔隙或發(fā)生水合作用的部分與其中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，這會(huì)降低混凝土的PH值。在PH低于9.5的警戒線時(shí)，便不足以保護(hù)鋼筋了。

碳化過(guò)程從鋼筋混凝土的表面開(kāi)始，逐步擴(kuò)展到其內(nèi)部。碳化能影響到的區(qū)域取決于時(shí)間和深度，而這兩個(gè)因素由混凝土保護(hù)層的厚度決定。

碳化過(guò)程能達(dá)到的深度也與混凝土質(zhì)量有關(guān)。

毫無(wú)疑問(wèn)，碳化的擴(kuò)展速度取決于混凝土的孔隙度。石灰含量高的水泥能為鋼筋結(jié)構(gòu)提供更好的保護(hù)，因?yàn)樗鼈兏缓嗟膲A。

因此，在需要更好的保護(hù)時(shí)，常常推薦使用富含堿性物質(zhì)的水泥，如高爐渣和火山灰。這也是為什么硅酸鹽水泥如此受歡迎的原因。因?yàn)樗鼔A濃度高并且具備其他一些有益特性，可以制成優(yōu)質(zhì)的水泥。

混凝土配制

氯化物的滲透

氯化物會(huì)從外部環(huán)境及內(nèi)部腐蝕混凝土。一塊混凝土是含有許多不同物質(zhì)的混合物。骨料分布在固體混合物中，其中可能含有有害物質(zhì)，這也是腐蝕在混凝土構(gòu)件內(nèi)部擴(kuò)散的途徑之一。另一種可能性是當(dāng)有氯化鈣存在的情況下，在其中充當(dāng)了水合加速劑的作用。如果發(fā)生上述情況之一，就說(shuō)明鋼筋極有可能未發(fā)生合理鈍化，這時(shí)腐蝕便會(huì)迅速擴(kuò)散。

如果氯化物來(lái)源于環(huán)境中，那么鋼筋周圍的混凝土保護(hù)層只能提供有限的抗腐蝕能力。氯化物滲透是必然的，這將決定腐蝕發(fā)生的速度與位置。如果毛細(xì)吸收率或擴(kuò)散率低，則會(huì)減緩腐蝕的發(fā)生。而使用水與水泥比例較低的混凝土，即高水泥含量混凝土（也有利于致密程度），以及適當(dāng)?shù)哪淌侄慰梢越档兔?xì)吸收率。

如果混凝土沒(méi)有任何裂縫，自由的氯離子是唯一可以滲透進(jìn)混凝土內(nèi)部的。然而，氯化物可以與硫反應(yīng)或通過(guò)碳化作用生成氯離子。