摘要： 本文根據(jù)混凝土耐久性的影響因素，闡述了混凝土施工過(guò)程中常見(jiàn)的蜂窩、孔洞缺陷對(duì)其耐久性的影響。

　　關(guān)鍵詞：缺陷、耐久性、損害

　　混凝土耐久性問(wèn)題一直是世界關(guān)注的焦點(diǎn)之一，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展的今天，混凝土耐久性問(wèn)題具有普遍性、實(shí)際性，是與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展緊密相連，是關(guān)系到廣大人們?nèi)罕姷纳?cái)產(chǎn)安全大問(wèn)題，是必須要解決的首要問(wèn)題。人們投入大量人力、物力、財(cái)力，來(lái)解決這個(gè)世界性難題，雖然已取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，但是還需要在技術(shù)、管理等方面更進(jìn)一步，使混凝土結(jié)構(gòu)能夠滿足人們的生產(chǎn)和生活需要。

　　混凝土的耐久性是指混凝土在實(shí)際使用條件下抵抗各種破壞因素的作用，長(zhǎng)期保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi)，在各種環(huán)境條件作用下，不需要額外的費(fèi)用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力是指混凝土抵抗氣候老化、環(huán)境侵蝕、沖蝕或其它退化作用的能力。

　　一、對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響

　　從某種程度上來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度和耐久性是兩個(gè)不同的概念，雖然它們對(duì)混凝土來(lái)說(shuō)都是很重要的特征指標(biāo)。另一方面，對(duì)于混凝土的蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象，我們認(rèn)為它會(huì)引起混凝土強(qiáng)度的降低，而且直接損害混凝土的耐久性。當(dāng)我們拆下模板，發(fā)現(xiàn)混凝土表面上有蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象時(shí)，我們不知道蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象到底伸進(jìn)混凝土里有多深，但很顯然混凝土的強(qiáng)度在這個(gè)點(diǎn)上降低了很多，因?yàn)樵撎幓炷敛幻軐?shí)，或者干脆就是一個(gè)更大的孔洞，也就意味著該處的構(gòu)件橫截面面積有一定程度的減少。

　　構(gòu)件橫截面面積的減少就意味著構(gòu)件抗剪能力、抗扭能力和抗壓能力等的減小;如果蜂窩正好位于構(gòu)件的受壓區(qū)，那么蜂窩也意味著構(gòu)件抗彎能力的減小。在極端情況下，如果蜂窩大到一定程度，就會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的失效。從耐久性的角度來(lái)說(shuō)，構(gòu)件已經(jīng)達(dá)到其使用壽命的終點(diǎn)。

　　二、鋼筋銹蝕

　　我們首先討論一下鋼筋生銹的原理。一般說(shuō)來(lái)，混凝土中的鋼筋在同時(shí)滿足以下三個(gè)條件時(shí)就會(huì)發(fā)生銹蝕。(1)在鋼筋表面存在電位差，不同電位的區(qū)段之間形成陽(yáng)極和陰極。(2)陽(yáng)極區(qū)段的鋼筋表面處于活化狀態(tài)，能夠發(fā)生如下陽(yáng)極反應(yīng): 2Fe - 4e−→ 2Fe++。(3)存在水分和溶解氧，在陰極就會(huì)發(fā)生如下陰極反應(yīng): O2 + 2H2O + 4e−→ 4 OH−。

　　由于混凝土的堿度差異，鋼筋中的碳及其它合金元素的偏析，加工引起的鋼材內(nèi)部應(yīng)力差異等都會(huì)引起鋼筋表面各處的電位差，因此上述第一個(gè)條件總是存在的。如果外部其它狀況正好使得其它兩個(gè)條件也得到滿足，鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕反應(yīng)：水中的鐵離子和氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵 2Fe+++ 4 OH−→ 2Fe(OH)2 ，氫氧化亞鐵與水中氧進(jìn)一步作用可以生成氫氧化鐵，部分氫氧化鐵又可以繼續(xù)氧化生成紅銹和黑銹。

　　另外我們來(lái)討論一下鋼筋表面的鈍化。我們知道，鋼筋與混凝土共同作用的基礎(chǔ)是混凝土能夠給予鋼筋化學(xué)和物理的保護(hù)。物理保護(hù)就是它將鋼筋包裹了起來(lái)，隔斷了水汽、氧和氯等直接接觸;而化學(xué)保護(hù)作用來(lái)源于混凝土的強(qiáng)堿性，它能使鋼筋表面產(chǎn)生一層氧化膜，從而有效地阻止銹蝕的發(fā)生和發(fā)展。

　　現(xiàn)在來(lái)討論蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象對(duì)耐久性的影響。在有些情況下，蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象本身就意味著鋼筋與空氣的直接接觸，雖然鋼筋暴露在空氣中的面積可能會(huì)很少，但只要它與空氣直接接觸，銹蝕就很可能發(fā)生。因?yàn)樗沟娩P蝕發(fā)生的后兩個(gè)條件同時(shí)得到了滿足：蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象常常意味著水汽和氧氣的存在，蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象意味著沒(méi)有混凝土包裹住鋼筋，也就不可能產(chǎn)生鈍化保護(hù)。所以可以概括地說(shuō)，蜂窩現(xiàn)象常常意味著鋼筋的銹蝕。

　　三、潮氣和有害離子容易進(jìn)入

　　剛才提到有些情況下，蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致鋼筋直接與空氣接觸。顯然也存在其它的情況，我們可以稱之為鋼筋保護(hù)層厚度的減小和保護(hù)層質(zhì)量的損壞。那么它們與混凝土的耐久性又是什么關(guān)系呢?

　　耐久性的損壞可以由混凝土構(gòu)件以外的介質(zhì)引起，比如硫酸鹽，酸類，海水和氯離子等，也可以由這些介質(zhì)通過(guò)滲透到混凝土構(gòu)件內(nèi)部而引起。從保護(hù)鋼筋避免銹蝕的角度來(lái)說(shuō)，混凝土保護(hù)層和它的質(zhì)量(或者定義為混凝土保護(hù)層的抗?jié)B透性能)是抵抗外來(lái)攻擊介質(zhì)的關(guān)鍵屏障，特別是在抵抗混凝土碳化和抵抗氯離子的侵蝕上尤其如此。

　　先來(lái)討論一下混凝土的碳化?？諝饪梢阅撤N程度地滲入到混凝土表層中，空氣中的二氧化碳會(huì)和混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)而生產(chǎn)碳酸鈣，這個(gè)過(guò)程就是混凝土的碳化。碳化的后果就是會(huì)降低混凝土的堿性，PH值會(huì)從通常的12.5降到10或更低。如果混凝土保護(hù)層的碳化深度一直延伸到了鋼筋表面，鋼筋表面的鈍化就會(huì)被破壞，鋼筋就會(huì)很容易發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。調(diào)查表明，將保護(hù)層加厚一倍，可以延長(zhǎng)構(gòu)件的使用壽命到4倍;同樣提高保護(hù)層的質(zhì)量也會(huì)降低其碳化的速度。對(duì)于蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象所在的混凝土來(lái)說(shuō)，混凝土保護(hù)層厚度變小了，質(zhì)量也下降了，那么混凝土的耐久性顯然就降低了。

　　其次，讓我們討論一下氯離子的滲入。氯離子本身并不對(duì)混凝土產(chǎn)生破壞，但它由多種發(fā)生來(lái)影響混凝土的耐久性，其中最重要的一條就是它會(huì)破壞鋼筋表層的鈍化膜從而導(dǎo)致鋼筋生銹。與混凝土的碳化現(xiàn)象類似，混凝土保護(hù)層越厚，則氯離子侵入的速度越慢，所以可以總結(jié)說(shuō)，蜂窩、孔洞等缺陷現(xiàn)象可以通過(guò)幫助氯離子等有害元素的侵入而損害混凝土的耐久性。

　　這里主要從混凝土施工缺陷問(wèn)題探討一下，更深一層的探討涉及到廣泛的技術(shù)、學(xué)術(shù)領(lǐng)域，必須建立在不斷的試驗(yàn)和實(shí)踐過(guò)程中。我國(guó)正在進(jìn)行空前規(guī)模的土木工程建設(shè)，混凝土用量連續(xù)多年來(lái)處于世界第一位，混凝土的耐久性是我國(guó)面臨的重大而迫切的問(wèn)題之一;同時(shí)，我國(guó)大量已有的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，達(dá)不到設(shè)計(jì)壽命、過(guò)早破壞的問(wèn)題也凸現(xiàn)出來(lái)，特別是在施工過(guò)程中形成的缺陷問(wèn)題，這是需要我們認(rèn)真對(duì)待的。