混凝土腐蝕

混凝土結構在大氣環境中通常認為是耐蝕的，但在實際使用過程中，由於受環境因素的影響，會形成多種腐蝕形式，根據腐蝕機理分，其腐蝕形式可分為：物理作用、化學腐蝕、微生物腐蝕，

(1)物理作用。物理作用是指在沒有化學反應發生時，混凝土內的某些成分在各種環境因素的影響下，發生溶解或膨脹，引起混凝土強度降低，導致結構受到破壞。物理作用按照對混凝土影響的人小排序依次為：凍融循環、乾濕循環和磨損。

凍融循環：由於混凝土是多孔隙結構，在循環的凍融（冰凍侵蝕）作用下易於損壞。過冷的水在混凝土中遷移引起的水壓力以及水結冰產生體積膨脹，對混凝土孔壁產生拉應力造成內部開裂。

乾濕循環：根據已有的金屬腐蝕電化學理論，對於極為乾燥的狀態；混凝土內缺乏鋼筋腐蝕電化學反應所必須的水分，因此腐蝕無法進行；對於極為濕潤的狀態，混凝土內部的孔隙充滿了水，此時鋼筋的腐蝕速度由氧氣在水溶液中的極限擴散電流密度所控制；對於乾濕交替狀態，由於乾燥和濕潤的交替進行，使得混凝土內部相對既不非常乾燥也不非常濕潤，這樣氧氣的供應相對較為充裕，同時又能降低混凝土的電阻率，故將導致較高的鋼筋腐蝕速度。

磨損破壞：路面、水工結構等受到車輛、行人及水流夾帶泥沙的磨損，使混凝土表面粗骨料突出，影響使用效果。當混凝土表面受到衝擊、磨擦、切削等磨蝕破壞作用時，與混凝土耐磨相關的最大剪應力發生在表面以下的次表面層．磨蝕破壞的作用力首先破壞混凝土表面的水泥石，集料逐漸凸出程度的增加，受磨蝕的作用力不斷加大，磨蝕速度隨之增加。由此可見，如果混凝土水泥石含量較大，混凝土中集料與水泥石的磨蝕破壞難以趨於半衡，水泥路面的磨耗也會持續下去。

(2)化學腐蝕。化學腐蝕是指混凝土中的某些成分與外部環境中腐蝕性介質（如酸、鹼、鹽等）發生化學反應生成新的化學物質而引起混凝土結構的破壞。從破壞機理上來分，化學腐蝕可歸納為兩大類：溶解性侵蝕和膨脹性侵蝕。常見的化學腐蝕有：硫酸鹽腐蝕、鹼一骨料反應、碳化現象、氯離子侵蝕。

硫酸鹽腐蝕：硫酸鹽腐蝕是化學腐蝕中最廣泛和最普遍的形式。

鹼一骨料反應：鹼一骨料反應是指來自混凝土中的水泥、外加劑、摻合劑或攪拌水中的可溶性鹼（鉀、鈉）溶於混凝土孔隙中，與骨料中有害礦物質發生膨脹性反應，導致混凝土膨脹開裂破壞。

碳化現象：空氣中二氧化碳與水泥石中的鹼性物質相互作用，降低混凝土的鹼度，破壞鋼筋表面的鈍化膜，使混凝土失去對鋼筋的保護作用。同時，混凝土碳化還會加劇混凝土的收縮，這些都可能導致混凝土的裂縫和結構的破壞。

氯離子侵蝕：氯離子到達混凝土鋼筋表面，吸附於局部鈍化膜上，降低了pH值，破壞鋼筋表面的鈍化膜，使鋼筋表面形成電位差。氯離子將促進腐蝕電池，卻不會被消耗，降低陰陽極之間的歐姆電阻，加速電化學腐蝕過程。

(3)微生物腐蝕。微生物腐蝕有相當的普遍性，凡是與水、土壤或潮濕空氣相接觸的設施，都可能遭受到微生物的腐蝕。生物對混凝土的腐蝕大致有兩種形式：①生物力學作用。生長在基礎設施周圍的植物的根莖會鑽人混凝土的孔隙中，破壞其密實度。②類似於混凝土的化學腐蝕。典型的是硫化細菌在它的生命過程中，能把環境中的硫元素轉化成硫酸。 ^[2] 

混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材料和水中的鹼f骨料中的活性成分，如氧化硅、碳酸鹽等發生反應，發生鹼骨料反應。二氧化硅結晶度越差，活性越大，則鹼活性的膨脹率也越大，對混凝土的破壞也越強；反之越小。

影響水、氣、有害溶解物在孔隙中遷移速度、範圍和結果的內在條件是混凝土的孔結構和裂縫形式。混凝土硬結後的強度、變形、收縮、形變、滲透、抗凍、遷移及各種侵蝕無不與孔隙密切相關，可以説混凝土的內部孔隙決定了混凝土的材料屬性。在同一材料中，密實度不同，其耐腐性也不同。軟密實的材料具有較少的孔隙率和吸水率，介質滲入量較少，介質與材料接觸的表面積小，故其耐蝕性較好。滲透率隨着孑L隙率半徑的增大而增加，隨着有效孑L隙率的增加而增加。減少及縮小孔隙對於降低滲透率、增加壽命都是有好處的。

大氣中的化學成分對混凝土的腐蝕有較大的影響，如CO₂、SO₂量較高．將嚴重導致混凝土的腐蝕破壞。當大氣中的CO₂含量超過0.3%時，導致混凝土碳化。工業過程中排放的SO₂和進一步氧化生成的SO₃，可使混凝土中性化和酸化，與氫氧化鈣進一步反應生成的硫酸鹽還會對混凝土發生膨脹侵蝕作用，因此較碳化更具有腐蝕破壞性。此外，環境相對濕度增加，氣體對混凝土的腐蝕也會增強。 ^[2]