简答题

试述水工建筑物表面损坏的主要原因。

正确答案

建筑物混凝土表层损坏的原因主要有碳化、冻融、气蚀、冲刷等。
混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作中性化,其化学反应为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液,其碱性介质对钢筋有良好的保护作用,使钢筋表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4,称为纯化膜。碳化使混凝土的碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。可见,混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化,对于素混凝土,碳化还有提高混凝土耐久性的效果,但对于钢筋混凝土来说,碳化会使混凝土的碱度降低,同时,增加混凝土孔溶液中氢离子数量,因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
混凝土的抗冻性是混凝土受到的物理作用(干湿变化、温度变化、冻融变化等)的一个方面,是反映混凝土耐久性的重要指标之一。对混凝土的抗冻性不能单纯理解为抵抗冻融的性质,不仅在严寒地区混凝土建筑物有抗冻的要求,温热地区混凝土建筑物同样会遭到干、湿、冷、热交替的破坏作用,经历时间长久会发生表层剥落、结构疏松等破坏现象。另外,凝胶不断增大,形成更大的膨胀压力,当混凝土受冻时,这两种压力会损伤混凝土内部微观结构,只有当经过反复多次的冻融循环以后,损伤逐步积累不断扩大,发展成互相连通的裂缝,使混凝土的强度逐步降低,最后甚至完全丧失。从实际中不难看出,处在干燥条件的混凝土显然不存在冻融破坏的问题,所以饱水状态是混凝土发生冻融破坏的必要条件之一,另一必要条件是外界气温正负变化,使混凝土孔隙中的水反复发生冻融循环,这两个必要条件,决定了混凝土冻融破坏是从混凝土表面开始的层层剥蚀破坏。
混凝土的气蚀是指水流在高速流动和压力变化条件下,与水流接触的混凝土表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。

答案解析

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