混凝土变质的原因
为了有效地评估、计划、准备和执行混凝土和/或砌体的成功修复、保护和加固(RPS)策略，了解恶化的根本原因非常重要。了解结构的使用条件，并将适当的产品与项目的性能要求相匹配，将确保根据业主的特定需求进行持久的维修。
影响混凝土性能的两个主要因素是:
- 放置问题
- 服务状况问题
具体的故障可能是安置和/或服务条件问题组合的结果。开裂、剥落、漏水、过早或过度磨损、结垢、沉降、挠曲和崩解都是导致混凝土失效的情况。了解这些故障模式及其根本原因对于制定成功的修复策略是必要的。
在为变质混凝土规划RPS策略时，必须考虑并解决以下在用因素:
- 环境条件
- 化学物质接触
- 暴露在水和移动碎片中
- 混凝土性能(强度、类型、骨料等)
放置问题
正确的混凝土放置不仅对满足结构的设计和使用要求至关重要，而且对减少过早老化和寿命缩短的可能性也至关重要。在RPS项目的评估阶段识别缺陷对于制定适当的修复计划以解决混凝土损坏的具体原因非常重要。
混凝土最常见的缺陷之一是开裂。裂缝可由衬底或底基准备不足、水灰比高、养护方法不当、混凝土固结不良、控制缝安装时机和许多其他放置因素引起。与设计相关的问题也可能导致裂缝，如加固不足或控制接头间距不足。
过量的水增加了混凝土的水灰比，增加了工作性;然而，这种好处并非没有代价。额外的水最终在水化(固化)过程中蒸发，留下毛细血管空隙的多孔网络和较低的整体强度。
过量的水也会导致偏析，或大团聚体沉降到基质底部，导致结构能力降低和开裂的可能性增加。
适当的养护包括在新放置的混凝土中保持足够的水分含量和温度，以使水泥充分水化(养护)，同时混凝土发展其预期的设计强度。水分的缺乏会停止水化过程，从而导致强度降低。新浇筑的混凝土水分快速流失也会导致塑性收缩裂缝，即混凝土表面随机出现的浅裂缝。
不合理的振动和/或糟糕的混合设计可能导致不佳的固结。如果混凝土没有完全巩固周围的钢筋，设计容量可能达不到，并可能导致开裂。
混凝土随着温度的变化而膨胀和收缩。当这些收缩力超过混凝土的抗拉强度时，就会发生裂缝。为了影响裂缝发生的位置，需要安装控制接头，但控制接头的设计和安装时间对其效果至关重要。
钢筋被用来增加混凝土的抗拉强度。当作用在混凝土构件上的拉力超过其抗拉强度时，就可能出现裂缝。钢筋可以控制裂缝的宽度，防止构件完全失效。
常见的混凝土放置问题
虫洞
原因:形成的混凝土表面有气泡。
效果:混凝土表面不平整，因表面积增加而增加孔隙率，外观不佳。
岩石的口袋
原因:大骨料与水泥砂浆在浇筑过程中固结不当，导致混凝土出现大空隙。
效果:强度降低，增加渗水，腐蚀钢筋，降低耐磨性。
蜂窝
原因:由于缺乏振动或配合比设计不当，混凝土固结不当。
效果:强度降低，增加渗水，腐蚀钢筋，降低耐磨性。
寒冷的关节
原因:混凝土浇筑延迟，在后续浇筑之前，混凝土初次抬升硬化，导致层间可见线纹和粘结不合格。
作用:水侵入冷缝，腐蚀钢筋。
服务状况问题
混凝土的一般使用条件问题
金属的腐蚀
原因:氯化物侵入、氧水暴露、钢筋周围腐蚀性化学环境、碱度下降、钢筋(钢筋)放置不当或混凝土覆盖不当。
影响:钢筋的腐蚀和随后的膨胀导致开裂和剥落，降低混凝土的结构能力。
使用低水灰比的混凝土和适当的钢筋放置和足够的混凝土覆盖是防止金属腐蚀的常用措施。
冻融
原因:饱和水混凝土，结合温度循环上下32°F(0°C)。
作用:混凝土将水分吸收到孔隙中。当毛孔中的水结冰时，它会膨胀，导致结垢和分层。
高强度混凝土混合设计，包括引气掺合料产生最好的防御冻融损害。特种涂料和防水剂也常用于减少吸水和防止冻融损伤。
化学攻击
原因:暴露于酸雨、除冰盐、在役化学品和土壤和地下水中自然存在的硫酸盐会溶解水泥基质，导致骨料损失。
影响:混凝土保护层的损坏和钢筋的腐蚀。在施工或维修之前评估潜在的暴露可以防止过早变质。
特定的水泥类型，防水密封剂或耐化学腐蚀的屏障涂层都是保护混凝土免受化学攻击的常见预防措施。
碱反应
原因:水泥中的碱与高硅含量骨料之间发生化学反应，在骨料周围形成凝胶，使骨料与水泥之间不能正常结合。
作用:凝胶遇水膨胀，在表面聚集体周围产生张力开裂和分层。表面开裂促进水的侵入，从而导致金属腐蚀和剥落。
仔细选择集料和考虑二氧化硅含量有助于防止碱-集料反应。
侵蚀/磨损
原因:空气或水传播的碎片在混凝土表面移动。
影响:渐进式截面损失会导致混凝土覆盖不足和钢筋腐蚀，降低结构能力。
高强度、高密度混凝土和特种耐磨涂料是抗侵蚀和耐磨的最有效手段。