鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)

　　鋼筋銹蝕與混凝土的凍融循環(huán)會對混凝土的結(jié)構(gòu)造成損傷。當鋼筋銹蝕時，銹跡擴展，使混凝土開裂并使鋼筋與混凝土之間的結(jié)合力喪失。當水穿透混凝土表面進入內(nèi)部時，受凍凝結(jié)的水分體積膨脹，經(jīng)過反復(fù)的凍融循環(huán)作用，在微觀上使混凝土產(chǎn)生裂縫并且不斷加深，從而使混凝土壓碎并對混凝土造成永久性不可逆的損傷。

　　在潮濕與寒冷氣候條件下，對鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場等可能使用除冰鹽的建筑結(jié)構(gòu)物，應(yīng)使用環(huán)氧樹脂鋼筋或者熱浸電鍍、不銹鋼鋼筋等材料作為加強筋。環(huán)氧樹脂鋼筋可以通過表面的淺綠色涂料輕松識別。更便宜的辦法是使用磷酸鋅作為鋼筋的防銹涂料，磷酸鋅與鈣離子與氫氧根離子反應(yīng)生成穩(wěn)定的羥磷灰石。防水材料也用來保護鋼筋混凝土，如夾層填入膨潤土的無紡?fù)凉げ?。亞硝酸鈣Ca(NO2)2作為緩蝕劑，按照相對于水泥重量1-2%的比例添加，可以防護鋼筋的腐蝕。因為亞硝酸根離子是一種溫和的氧化劑，與鋼筋表面的亞鐵離子(Fe)結(jié)合沉淀為不可溶的氫氧化鐵(Fe(OH)3).

　　碳化作用

　　正確地說應(yīng)該是叫碳酸化作用，習(xí)慣通稱為碳化作用。混凝土中的孔隙水通常是堿性的，根據(jù)Pourbaix圖，鋼筋在pH值大于11時是惰性的，不會發(fā)生銹蝕?？諝庵械亩趸寂c水泥中的堿反應(yīng)使孔隙水變得更加酸性，從而使pH值降低。從構(gòu)件制成之時起，二氧化碳便會碳酸化構(gòu)件表面的混凝土，并且不斷加深。如果構(gòu)件發(fā)生開裂，空氣中的二氧化碳將會更容易進入混凝土的內(nèi)部。通常在結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，會根據(jù)建筑規(guī)范確定最小鋼筋保護層厚度，如果混凝土的碳化削弱了這一數(shù)值，便可能會導(dǎo)致因鋼筋銹蝕造成的結(jié)構(gòu)破壞。

　　測試構(gòu)件表面的碳化程度的方法是在其表面鉆一個孔，并滴以酚酞，沒有碳化部分便會變成粉色，通過測定沒有變色的砼的深度，便可得知碳化層的深度。

　　氯化腐蝕

　　氯化物， 包括氯化鈉，會對混凝土中的鋼筋腐蝕。因此，拌合混凝土?xí)r只允許使用清水。同樣使用鹽來為混凝土路面除冰是被禁止的。

　　堿骨料反應(yīng)

　　堿骨料反應(yīng)或堿硅反應(yīng)，(Alkali Aggregate Reaction，簡稱AAR，或Alkali Silica Reaction，簡稱ASR)是指當水泥的堿性過強時，骨料中的非結(jié)晶硅成分(SiO2)溶解并游離在高pH (12.5 - 13.5) 的水中，與水泥中的氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鹽，與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)生成水合硅酸鈣，引起混凝土的不均勻膨脹，導(dǎo)致開裂破壞。它的發(fā)生條件為(1)骨料中含有相關(guān)活性成分——非結(jié)晶的二氧化硅;(2)環(huán)境中有足夠的氫氧根離子;(3混凝土中有足夠的濕度，相對濕度大于75%。這種反應(yīng)被稱為混凝土之癌，不論是否加強了鋼筋，混凝土中都會有此反應(yīng)。例如，混凝土的大壩。

　　高鋁水泥的晶體轉(zhuǎn)變

　　高鋁水泥對弱酸特別是硫酸鹽有抗性，同時早期強度增長很快，具有很高強度和耐久性。在第二次世界大戰(zhàn)后被廣泛使用。但是由于內(nèi)部水化物晶體的轉(zhuǎn)型，其強度會隨時間推移而下降，在濕熱環(huán)境下更為嚴重。在英國，隨著3起使用高鋁預(yù)應(yīng)力混凝土梁的屋頂?shù)牡顾?，這種水泥在當?shù)赜?976年被禁止使用，雖然后來被證明有制造缺陷，但禁令仍然保留。

　　硫酸鹽腐蝕

　　地下水中的硫酸鹽會與硅酸鹽水泥反應(yīng)生成具有膨脹性的副產(chǎn)品例如礬石(ettringite)或碳硫硅鈣(thaumasitein)從而導(dǎo)致混凝土的早期失效。