物理和化學作用對建筑資質混凝土的探討

1 、物理作用對混凝土的損傷劣化　

　　1.1 、潤滑作用　

　　長時間的地下水、河水或者海水滲入混凝土內部，使得顆粒間的摩擦角減小，從而摩擦力也變小，降低混凝土的性能。

　　1.2、 軟化作用　

　　混凝土在水中浸泡時強度發生下降稱為混凝土的軟化作用，作用機理和潤滑作用的很相似，水分子進入混凝土內部，降低了顆粒之間的內黏聚力，與此同時顆粒間的摩擦力也減小，長此以往混凝土物理和力學性能降低。　

　　1.3 、干濕循環作用

干濕循環是地球上很常見的物理作用之一，存在較多的工程實際，比如雨水降落與蒸發、潮汐現象和水庫水位的變化等等，造成混凝土構件和水的接觸面在濕潤和干燥之間反復，水分不斷浸入和析出混凝土構件，長此以往，混凝土構件內部的開口空隙變得越來越大，混凝土的劣化越來越明顯，損傷是漸進性的。

　1.4 、凍融循環作用

　　混凝土的凍融循環是指水分通過混凝土毛細孔滲入內部，然后在凍結溫度下經過一段時間混凝土受凍，內部含有水分的毛細孔膨脹，融化后導致表面脫落、破損和產生裂縫。發生凍融破壞的條件首先要有低溫，在我國北方的嚴寒地區建筑資質物容易發生凍融破壞。　

　　2 、化學作用對混凝土的損傷劣化

　　2.1、 氯鹽擴散

　　氯離子滲入混凝土內部，在水泥水化產物的參與下，產生F鹽；氯離子還會引起混凝土內部鋼筋的銹蝕，氯離子和亞鐵離子反應生成氯化亞鐵(含結晶水)，然后分解形成氫氧化亞鐵，從上述一系列的反應也可以看出氯離子只是充當催化劑的作用，鋼筋進而被銹蝕，混凝土內部p H值也減小，所以鋼筋發生腐蝕的速度會逐漸加快。　　

　　2.2 、硫酸鹽侵蝕

　　硫酸鹽對混凝土造成的損傷和氯鹽的不一樣，進入內部發生反應生成膨脹性物質，為大致過程。硫酸根離子會和混凝土中的熟石灰生成石膏，進而產生鈣礬石，石膏和鈣礬石填滿內部孔隙，然后結晶進而混凝土體積變大出現微裂紋。混凝土的抗壓強度先升高后降低，原因是前期未完全水化的水泥會繼續水化，孔隙的填滿在一定程度上也增加了自身的密實性，隨著硫酸根離子的不斷侵蝕，混凝土出現膨脹、脫落和開裂，強度大幅度降低。

　　3 、多重因素下混凝土的損傷劣化

　　上述都是用單一的因素去思考混凝土的損傷劣化，接下來本文根據國內外學者對混凝土耐久性方面的研究，進行資質混凝土在多重因素下損傷劣化的總結。

　　首先混凝土在氯鹽和硫酸鹽復合溶液的條件下，因為氯離子的擴散速度比硫酸根離子的快，所以氯離子優先和水泥水化產物發生反應，生成F鹽，降低了硫酸根離子和水泥水化產物發生反應所產生的鈣礬石，產生的鈣礬石也減緩了F鹽的生成，兩者相互干擾，隨著侵蝕的不斷進行，內部孔隙不斷變大混凝土也發生開裂，混凝土損傷越來越大。反應前期對混凝土的損傷：氯鹽>硫酸鹽>復合鹽溶液，因為硫酸鹽侵蝕產生的膨脹產物比氯鹽的大，密實性大；反應后期：硫酸鹽>復合鹽溶液>氯鹽，因為硫酸鹽侵蝕膨脹產物使得混凝土開裂，相比較于氯鹽侵蝕更嚴重，復合鹽溶液中的硫酸根雖然前期阻礙了氯離子的擴散，但是后期加快了氯離子的擴散。

　　混凝土的循環機制不同時，就干濕循環和凍融循環而言，前者使得內部孔隙緩慢變大，后者使得混凝土膨脹并產生裂縫，后者的損傷要嚴重一點。凍融-干濕雙循環條件下，凍融循環使得混凝土膨脹產生微裂縫，干濕循環使得水分進入得更容易，下一次的凍融循環內部裂縫水結冰膨脹得越大，混凝土破壞得更快，對混凝土的損傷，凍融-干濕雙循環大于凍融循環，凍融循環大于干濕循環。

　　循環機制和溶液環境耦合條件下，干濕循環由于水分反復的浸入和干燥，會增加混凝土內部的孔隙；凍融循環由于水分的結冰使得內部體積變大，會讓混凝土產生微裂紋；無論是上面的哪種情況，在鹽溶液的侵蝕條件下，硫酸根離子或者氯離子會更容易擴散，都會比單一的鹽溶液來言損傷得更嚴重，干濕-凍融-鹽溶液>凍融-鹽溶液>干濕-鹽溶液。