在探讨建筑结构的耐久性时,一个不可忽视的话题便是哪些物质会对混凝土结构造成破坏。这些物质或源于自然,或源自人为,它们以不同的方式侵蚀着混凝土,影响着建筑的安全与寿命。
1. 酸性物质腐蚀
酸性物质,如硫酸、盐酸等,是混凝土结构的一大威胁。它们能与混凝土中的氢氧化钙反应,生成易溶于水的盐类,导致混凝土内部孔隙增加,强度下降。长期作用下,酸性物质还会腐蚀钢筋,进一步削弱结构稳定性。研究表明,工业排放的废气、废水中含有的酸性成分,是混凝土遭受酸性腐蚀的主要来源。
2. 盐类侵蚀
盐类,特别是氯盐,对混凝土的侵蚀作用显著。氯离子能渗透进混凝土内部,与钢筋形成原电池反应,加速钢筋锈蚀。盐类还会在混凝土表面形成结晶,导致表面剥落。在沿海地区或使用除冰盐的道路环境中,盐类侵蚀尤为严重。
3. 冻融循环破坏

在寒冷地区,冻融循环是混凝土破坏的常见原因。水渗入混凝土孔隙后,在低温下结冰膨胀,导致混凝土内部损伤。反复冻融会使混凝土表面剥落,甚至造成整体结构破坏。提高混凝土的抗冻性,是预防此类破坏的关键。
4. 碳化作用
混凝土中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应,生成碳酸钙和水,这一过程称为碳化。碳化会降低混凝土的碱度,使钢筋失去保护,易受锈蚀。碳化还会使混凝土表面硬化,但内部却逐渐变得疏松。
5. 碱骨料反应
某些骨料中的活性成分与混凝土中的碱发生反应,生成膨胀性产物,导致混凝土开裂。这种反应称为碱骨料反应,是混凝土耐久性研究中的重要课题。选择合适的骨料,控制混凝土中的碱含量,是预防碱骨料反应的有效措施。
6. 化学侵蚀
除酸性物质和盐类外,其他化学物质如硫酸盐、镁盐等也能对混凝土造成侵蚀。它们或与混凝土中的成分反应,生成膨胀性产物;或溶解混凝土中的组分,导致结构破坏。了解并防范这些化学物质的侵蚀,对保护混凝土结构至关重要。
7. 物理磨损
风砂、水流等物理因素也会对混凝土造成磨损。长期磨损会使混凝土表面变薄,甚至暴露出钢筋。在风沙大、水流急的环境中,应采取措施保护混凝土结构免受磨损。
8. 生物侵蚀
某些微生物能在混凝土表面生长,分泌酸性物质或酶类,对混凝土造成侵蚀。虽然生物侵蚀的速度相对较慢,但长期积累也会对混凝土结构造成不可忽视的损害。
9. 高温作用
高温会使混凝土中的水分蒸发,导致混凝土内部产生应力,甚至开裂。火灾等高温环境对混凝土结构的破坏尤为严重。提高混凝土的耐火性,是保护混凝土结构免受高温破坏的关键。
混凝土结构遭受破坏的物质多种多样,它们或单独作用,或相互叠加,共同威胁着建筑的安全与寿命。在混凝土结构的设计、施工和维护过程中,应充分考虑这些破坏因素,采取相应措施加以防范。通过科学研究和技术创新,不断提高混凝土的耐久性,是保障建筑结构安全、延长建筑使用寿命的重要途径。