混凝土受損的原因分析

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

關鍵詞：混凝土受損;原因分析;結構性能

水泥混凝土是現代基礎設施建造中不可缺少的材料，具有耐久性好、維護費用低、原材料來源廣等優點，它的應用范圍已由傳統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、凍融循環等惡劣環境下，混凝土必須進行科學的防護，受損后將對混凝土構件產生危害。工程結構在使用階段，由于各種原因受損已相當普遍，如何為受損混凝土構件選擇科學合理的修復方法，保證混凝土結構能夠達到設計使用年限，是混凝土結構維護工作的重要問題。因此，分析混凝的受損原因、結合混凝土構件的使用環境做好混凝土構件的防護設計、做好修復方案是混凝土結構維護工作重點。

1 受損混凝土對結構性能的影響

1.1 承載能力

混凝土作為鋼筋混凝土結構重要的承重材料，受損的混凝土對結構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計荷載，以及各種偶然荷載。

1.2 物理環境下的適應能力

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

1.3 化學環境下的適應能力

地下工程、基礎工程、海洋項目建設項目的不斷增多，如何在惡劣的環境下保證混凝土構件的耐久性，抵抗各種有害物質的侵蝕，是混凝土構件防護設計的重點。混凝土構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。在配合比設計、混凝土制備時，水膠比通常會得到嚴格的控制。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，施工人員違規向泵斗、混凝土運輸車的攪拌罐內加水，這種現象仍然普遍存在，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 未合理設置預埋構件

混凝土結構建筑的樓板、基礎、柱、墻體等構件中通常會預埋塑料管、金屬管作為各種線路敷設的通道。管線預埋施工時，通常會根據設計要求采取相應的補強措施，來降低預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、管線預埋施工質量控制措施會得到有效地落實，例如預埋管線離構件的外表面過近，預埋管線周圍的混凝土則容易出現裂紋，使得潮氣通過裂紋進入構件內部，造成鋼筋銹蝕和降低混凝土的抗凍性。

2.3 施工缺陷

硬化混凝土的質量能夠達到設計要求和施工人員的操作水平、質量監督的效果有很大的關系，混凝土構件的很多質量問題不是由于施工技術限制，而是由于施工人員的違規操作、質量監管缺失造成的，特別是部分業主過分壓縮工期，造成混凝土構件的成型處理、養護時間不足，嚴重影響了混凝土構件的質量。混凝土澆筑時，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，混凝土構件在其正常使用年限的早期容易出現表面開裂及剝落等問題。

2.4 硫酸鹽侵蝕

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

2.5 磨損侵蝕

當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，對管道內壁會產生很大的磨損，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的流速、方向以及管道使用時間等很多因素有關，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部時，融冰鹽的氯離子的侵入、混凝土的碳化均會導致鈍化層的損壞。混凝土的碳化會降低混凝土的堿度，當混凝土的PH值降至9時，鋼筋表面的鈍化層則容易損壞[3]。鋼筋銹蝕過程中產生的氧化鐵的體積略大于原來的鋼筋，在混凝土構件內部產生體積膨脹，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，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，劉遠祥，史星祥.碳化混凝土中不同深度處pH值變化規律研究[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與研究工作。