混凝土受損的原因分析

摘 要：在設(shè)計階段，如何充分考慮混凝土構(gòu)件的使用環(huán)境，對混凝土構(gòu)件采取合理的防護措施，在使用階段，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞后，如何選擇合理的修復(fù)方法，這些問題一直是混凝土防護設(shè)計的重點。首先從三個方面分析受損混凝土對結(jié)構(gòu)性能的影響，然后從六個方面分析混凝土受損的原因，為混凝土構(gòu)件的維護和修復(fù)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：混凝土受損;原因分析;結(jié)構(gòu)性能

水泥混凝土是現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施建造中不可缺少的材料，具有耐久性好、維護費用低、原材料來源廣等優(yōu)點，它的應(yīng)用范圍已由傳統(tǒng)的承重材料向非承重材料拓展。由于混凝土的耐用性能要明顯強于鋼材、砌體、木材等其他建筑材料，新建的混凝土工程在交付使用后的一段時間一般不需要任何維護，然而在潮濕、干濕交替、腐蝕、凍融循環(huán)等惡劣環(huán)境下，混凝土必須進行科學(xué)的防護，受損后將對混凝土構(gòu)件產(chǎn)生危害。工程結(jié)構(gòu)在使用階段，由于各種原因受損已相當(dāng)普遍，如何為受損混凝土構(gòu)件選擇科學(xué)合理的修復(fù)方法，保證混凝土結(jié)構(gòu)能夠達到設(shè)計使用年限，是混凝土結(jié)構(gòu)維護工作的重要問題。因此，分析混凝的受損原因、結(jié)合混凝土構(gòu)件的使用環(huán)境做好混凝土構(gòu)件的防護設(shè)計、做好修復(fù)方案是混凝土結(jié)構(gòu)維護工作重點。

1 受損混凝土對結(jié)構(gòu)性能的影響

1.1 承載能力

混凝土作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)重要的承重材料，受損的混凝土對結(jié)構(gòu)體系的承載能力有一定的削弱，它將無法承受正常使用階段的設(shè)計荷載，以及各種偶然荷載。

1.2 物理環(huán)境下的適應(yīng)能力

當(dāng)混凝土構(gòu)件的表面出現(xiàn)裂縫、局部破壞等損傷后，混凝土構(gòu)件在其使用環(huán)境下的適應(yīng)能力會顯著降低。當(dāng)混凝土構(gòu)件處于潮濕環(huán)境、干濕交替環(huán)境時，混凝土構(gòu)件的表面裂紋會加劇其內(nèi)部鋼筋的銹蝕，其耐磨性能、抗凍性也會受到影響。

1.3 化學(xué)環(huán)境下的適應(yīng)能力

地下工程、基礎(chǔ)工程、海洋項目建設(shè)項目的不斷增多，如何在惡劣的環(huán)境下保證混凝土構(gòu)件的耐久性，抵抗各種有害物質(zhì)的侵蝕，是混凝土構(gòu)件防護設(shè)計的重點?；炷翗?gòu)件的表面由于各種原因受損后，它對硫酸鹽侵蝕、氯離子侵入的抵抗能力將受到嚴(yán)重影響。

2 混凝土受損的原因分析

2.1 混凝土拌合物用水過量

混凝土制備時加入一定量的粉煤灰、礦粉等活性摻合料和減水劑，不僅達到節(jié)約水泥、降低用水量的目的，而且能夠改善混凝土拌合物的工作性能，并能夠提高硬化混凝土的耐久性。在配合比設(shè)計、混凝土制備時，水膠比通常會得到嚴(yán)格的控制。然而施工階段，特別是民用住宅的混凝土澆筑時，為了便于泵送、振搗、降低攤平阻力，施工人員違規(guī)向泵斗、混凝土運輸車的攪拌罐內(nèi)加水，這種現(xiàn)象仍然普遍存在，并未引起足夠的重視。用水量的增大會降低混凝土的強度，造成干縮變形和孔隙率增大，并降低耐磨性，對混凝土的耐久性造成不利的影響。

2.2 未合理設(shè)置預(yù)埋構(gòu)件

混凝土結(jié)構(gòu)建筑的樓板、基礎(chǔ)、柱、墻體等構(gòu)件中通常會預(yù)埋塑料管、金屬管作為各種線路敷設(shè)的通道。管線預(yù)埋施工時，通常會根據(jù)設(shè)計要求采取相應(yīng)的補強措施，來降低預(yù)埋管線對混凝土截面的削弱和防止開裂。在實際施工時，如果補強方案、管線預(yù)埋施工質(zhì)量控制措施會得到有效地落實，例如預(yù)埋管線離構(gòu)件的外表面過近，預(yù)埋管線周圍的混凝土則容易出現(xiàn)裂紋，使得潮氣通過裂紋進入構(gòu)件內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕和降低混凝土的抗凍性。

2.3 施工缺陷

硬化混凝土的質(zhì)量能夠達到設(shè)計要求和施工人員的操作水平、質(zhì)量監(jiān)督的效果有很大的關(guān)系，混凝土構(gòu)件的很多質(zhì)量問題不是由于施工技術(shù)限制，而是由于施工人員的違規(guī)操作、質(zhì)量監(jiān)管缺失造成的，特別是部分業(yè)主過分壓縮工期，造成混凝土構(gòu)件的成型處理、養(yǎng)護時間不足，嚴(yán)重影響了混凝土構(gòu)件的質(zhì)量?；炷翝仓r，未正確處理蜂窩、麻面、局部不密實、露筋等問題，會造成混凝土構(gòu)件表面存在天然損傷。澆筑完成后，如果收光處理不到位，混凝土構(gòu)件在其正常使用年限的早期容易出現(xiàn)表面開裂及剝落等問題。

2.4 硫酸鹽侵蝕

我國西南、西北和沿海地區(qū)的海水、土壤、地下水中通常會存在大量的硫酸鹽，當(dāng)外界環(huán)境中的硫酸鹽沿著混凝土表面孔隙滲入其內(nèi)部時，與水泥漿內(nèi)部的氫氧化鈣反應(yīng)生成硫酸鈣，然后硫酸鈣再與水泥漿內(nèi)部的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣，其體積約為水化鋁酸鈣的2.5倍[1]，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生體積膨脹應(yīng)力，超過混凝土的抗拉強度時，混凝土構(gòu)件內(nèi)部及表面便會產(chǎn)生裂紋。因此，在進行混凝構(gòu)件的設(shè)計時，有必要評價其使用環(huán)境中的硫酸鹽腐蝕風(fēng)險，并做好防護措施。

2.5 磨損侵蝕

當(dāng)混凝土管道作為雨水排水管道時，快速流動的雨水夾雜著淤泥、砂子、碎石等雜物，對管道內(nèi)壁會產(chǎn)生很大的磨損，這種磨損作用主要是由雨水的沖刷，以及由于流動中淤泥、砂子、碎石對管道表面的研磨造成的。磨損侵蝕的程度與管道輸送介質(zhì)的流速、方向以及管道使用時間等很多因素有關(guān)，因此很難用確定的理論方法來評價混凝土的耐磨損性能。一般來說，質(zhì)量等級、抗壓強度高的混凝土通常具備較高的耐磨性能。

2.6 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕可以是混凝土受損的一種癥狀，也可以是造成混凝土受損的原因，還可能是其他原因造成混凝土表面開裂，進而使得其內(nèi)部的鋼筋銹蝕。混凝土中使用的波特蘭水泥的PH值約為12，它將在鋼筋的周圍生成鈍化層[2]，當(dāng)混凝土的裂紋或者局部剝落足夠使空氣和水進入混凝土內(nèi)部時，融冰鹽的氯離子的侵入、混凝土的碳化均會導(dǎo)致鈍化層的損壞?；炷恋奶蓟瘯档突炷恋膲A度，當(dāng)混凝土的PH值降至9時，鋼筋表面的鈍化層則容易損壞[3]。鋼筋銹蝕過程中產(chǎn)生的氧化鐵的體積略大于原來的鋼筋，在混凝土構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生體積膨脹，會進一步加劇鋼筋的銹蝕和混凝土的開裂。

參考文獻：

[1]王曉波，董蕓.不同礦物摻和料混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能研究[J].人民長江，2019，50（05）：156-159+175.

[2]王晗，楊一鳴，沙志遠(yuǎn)，趙健.混凝土中鋼筋銹蝕的防護措施綜述[J].江西建材，2019（05）：12-13.

[3]濮琦，姚燕，王玲，劉遠(yuǎn)祥，史星祥.碳化混凝土中不同深度處pH值變化規(guī)律研究[J].新型建筑材料，2017，44（01）：1-4+33.

作者簡介：陳懷亮（1983-），男，江蘇泗陽人，碩士，講師，主要從事建筑工程教學(xué)與研究工作。