混凝土腐蚀对结构安全性的影响分析
1、混凝土成分：混凝土是由硅酸盐水泥、填充骨料、水和助剂等混合后经水合浇注而成。水泥的基本化学组成为3CaOSiO2和-2CaOSiO2，以及少量的3CaOAl2O3、4CaOAl2O3Fe2O3或者是一些铁相的固体溶液MgO、CaO以及其痕量化合物。除了加入骨料增强其耐磨性，还使用钢筋骨架来增加混凝土构件的强度，这种混凝土叫作钢筋混凝土。 2、混凝土腐蚀的主要原因：混凝土的碳化、氯化物的渗透和冰融
（1）混凝土的碳化：筋混凝土中水泥的水化产物氢氧化钙是一种高碱性物质，pH值在12.5以上，混凝土中钢筋与该溶液接触，表面会形成氧化亚铁面膜，它可以钝化钢筋，阻止氧接触钢筋，对钢筋起到保护作用。这种钝化作用在碱性环境中是很稳定的。当水份通过孔洞形态的混凝土，在里面形成氢氧化钙。氢氧化钙是一个碱性环境，由于外来的酸性气体，如二氧化碳渗入混凝土与氢氧化钙发生化学反应，变成碳酸钙，CO2+H2O+Ca（OH）2═CaCO3+2H2O。当大量的碳酸钙形成时，混凝土内部碱性环境受到破坏，达到一定程度时，如pH在9以下时，钝态铁的保护层就失去作用，混凝土内的钢筋因为没有受到碱性环境的保护而产生锈蚀。
（2）)氯化物的渗透：混凝土施工时往往会加入一些含有氯化物的预混合料，例如污染的水源，砂石等等。混凝土固化后，在大气环境中的氯化物污染是难以避免。氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质，当接触到钢铁表面，便迅速破坏钢铁表面的钝化层，即使在强碱性环境中，氯离子Cl-引起的点锈腐蚀依然会发生，同时由于不论是气态还是液态的水往往会渗透到混凝土里面，而这种水并非纯水，而是含有一些杂质的电解液，电化学作用导致锈蚀加快进行。当氯离子渗透到达钢筋表面，氯离子浓度较高的局部保护膜破坏，成为活化态。在氧和水充足的条件下，活化的钢筋表面形成一个小阳极，未活化的钢筋表面成为阴极，结果阳极金属铁溶解，形成腐蚀坑，一般称这种腐蚀为点腐蚀。这个过程主要有下列反应：Fe2++2Cl-+2H2O═Fe（OH）2+2HCl
4Fe（OH）2+O2+2H2O═4Fe（OH）3（铁锈）
Fe（OH）3若继续失水就形成水化氧化物FeOH（即为红锈），一部分氧化不完全的变成Fe3O4（即为黑锈），在钢筋表面形成锈层。由于铁锈层呈多孔状，即使锈层较厚，其阻挡进一步腐蚀的效果也不大，因而腐蚀将不断向内部发展。
（3）冰融：在拌制混凝土时加入的水总要多于水泥的水化水,以得到必要的和易性。多余的水便以游离水的形式滞留在混凝土中连通的毛细孔里。这种毛细孔里的自由水是导致混凝土遭受冻害的主要内在因素,因为水遇冷结冰产生体积膨胀会引起混凝土内部结构的破坏。当这种压力超过混凝土抗拉强度时,混凝土就会开裂。在反复冻融循环作用后,混凝土中的损伤会不断扩大,裂缝会相互贯通,其强度会逐渐降低,最后甚至完全丧失。混凝土在冻融破坏过程中,主要反映其密实度和强度上的宏观特性呈逐步下降的趋势,宏观特性呈逐步下降的趋势,冻结温度越低和冻结速率越快,混凝土的冻融破坏力越强;混凝土在冻融破坏过程中反映在微观结构上的微孔含量在逐步增加,微孔直径在逐步扩大,此时混凝土由密实体逐渐转变为松散
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体。可见混凝土微孔结构的增加和微裂缝的发展,导致了混凝土宏观强度和密实度的降低。
混凝土冰融腐蚀内部结构图 （4）其它影响因素
因素 影响 二氧化硫能与混凝土发生中和作用，能生成微溶的钙盐，此钙盐结晶时结合大量的水，使固相体积大大增加，导致混凝土发生结晶性腐蚀。若有硫氧化菌存在时，由于反应：S+O2+H2O→H2SO4生成的 H2SO4不但会引起混凝土的碱度降低，而且还会导致混凝土发生结晶腐蚀。同时，硫酸根离子也能对钢筋直接产生破坏作用，硫酸根的去钝化作用能导致钢筋发生腐蚀。 混凝土中某些活性矿物集料与混凝土孔隙中的碱性溶液之间发生的反应。必备的三个条件是：活性矿物集料(活性二氧化硅、白云质类石灰岩或粘土质页岩等)、碱性溶液(KOH、NaOH)和水。温度、湿度和含盐量对其有促进作用。 二氧化硫、硫酸盐及细菌 碱—骨料反应 环境湿度 在十分潮湿的环境中，其空气相对温度接近于100%时，混凝土孔隙充满水分，阻碍了空气中氧气向钢筋表面扩散，二氧化碳也难以透入，使钢筋难以腐蚀。当相对湿度低于60%时，在钢筋表面难以形成水膜，钢筋几乎不生锈，碳化也难以深入。而空气湿度在80%左右时，有利于碳化作用，混凝中钢筋锈蚀发展很快。由于环境湿度往往随气候和生产情况而变化，因而混凝土也会随之变化会碳化，钢筋会腐蚀。 硫杆菌能将硫、硫化硫酸盐、亚硫酸盐等氧化成硫酸盐，最终转化成对混凝土有强腐蚀 性的硫酸；硫酸盐还原菌能将硫酸盐还原为强腐蚀性硫化氢，但高PH值、高密实度及不易渗透的混凝土对其是免疫的。 侵袭力的磨损与冲刷，加强了腐蚀介质的渗透力量，对于码头等构筑物又常会受到船舶冲击，荷载作用下结构的应力状态给腐蚀破坏创造了方便的条件。 微生物 流水、波浪 2
