淺談混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

閆 靈

(河北省衡水市桃城區(qū)交通局公路管理站)

長期以來，混凝土作為土建工程中的用途最廣，用量最大的建筑材料，然而混凝土結(jié)構(gòu)在承受大量荷載的基礎(chǔ)上，還要不斷遭受所處環(huán)境下各種劣化因子的侵蝕作用，近年來混凝土耐久性破壞有日趨嚴(yán)重的傾向，越來越多的工程事例證明，多種破壞因素的綜合作用，是造成混凝土結(jié)構(gòu)提前破壞，混凝土質(zhì)量迅速嚴(yán)重劣化的重要原因，研究混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題已成為當(dāng)今混凝土工程中的一項(xiàng)重大課題。

1 混凝土耐久性的概念

混凝土的耐久性是指在正常維護(hù)的條件下，在設(shè)計(jì)使用期間，在指定的工作環(huán)境中保證結(jié)構(gòu)滿足規(guī)定的功能要求，即長期保持強(qiáng)度和外觀完整性，以及保證使用性和安全性的能力。主要表現(xiàn)在抗?jié)B性、抗凍性、耐水性、耐火性、耐磨性、抗化學(xué)腐蝕性、碳化與鋼筋腐蝕性等性能。結(jié)構(gòu)因?yàn)槟途眯圆蛔愣?，或?yàn)槔^續(xù)正常使用而付出高昂的維護(hù)代價(jià)。混凝土耐久性常按破壞作用(因素)分類。例如ACI 最近提出的“耐久混凝土指南”分為五類:凍融循環(huán)，侵蝕性化學(xué)腐蝕，磨損，鋼筋銹蝕，與集料間的化學(xué)反應(yīng)。

2 提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的有效途徑

(1)優(yōu)化設(shè)計(jì)、精選材料。首先應(yīng)從設(shè)計(jì)方面提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，這就要求工程設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范，針對主要破壞因素并結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。更新設(shè)計(jì)觀念，正確認(rèn)識混凝土強(qiáng)度與耐久性之間的關(guān)系，改變長期以來的“混凝土強(qiáng)度越高越好”的傳統(tǒng)觀念，選擇適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，做到耐久性與強(qiáng)度兼顧;改變“水泥用量越多，混凝土強(qiáng)度越高”的思想，合理的設(shè)計(jì)混凝土的配合比。集料的選擇應(yīng)考慮其堿活性、耐蝕性和吸水性，要保持集料的清潔，對于石粉含量過高的石料要進(jìn)行處理。選用低水化熱和含堿量偏低的水泥，盡量避免使用早強(qiáng)水泥、細(xì)度過細(xì)的水泥。

(2)加強(qiáng)施工管理。嚴(yán)格控制混凝土的拌和時(shí)間，不可過長或過短，經(jīng)常檢查拌和物的均勻性、坍落度等技術(shù)指標(biāo)。混凝土的運(yùn)輸能力應(yīng)適應(yīng)混凝土澆筑施工速度和凝結(jié)速度的需要，使?jié)仓ぷ鞑婚g斷，且混凝土能夠保持均勻性和規(guī)定的坍落度。如若混凝土運(yùn)至澆筑施工地點(diǎn)發(fā)生離析、嚴(yán)重泌水或坍落度不合格，應(yīng)進(jìn)行二次攪拌。對于澆筑的混凝土，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件情況、環(huán)境、水泥及添加劑的使用情況，按照規(guī)程要求仔細(xì)養(yǎng)護(hù)，經(jīng)常保持新澆筑混凝土表面濕潤，可采用養(yǎng)護(hù)液，覆蓋養(yǎng)護(hù)材料等措施，以減少水分蒸發(fā)，避免出現(xiàn)裂縫。

(3)預(yù)防鋼筋銹蝕和防止混凝土凍融。預(yù)防鋼筋銹蝕可以從鋼筋和混凝土兩個(gè)方面著手，一方面采用鋼筋阻銹劑或者采用防腐蝕鋼筋(如環(huán)氧涂層鋼筋);另一方面是提高混凝土的密實(shí)性，避免混凝土開裂，只要能夠防止水、二氧化碳、氯離子和氧氣等侵入鋼筋內(nèi)部，就能有效的避免和減少鋼筋銹蝕。混凝土的抗凍性能與混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)和氣泡含量多少密切相關(guān)。目前采用加氣排水的辦法來降低混凝土的飽水度，同時(shí)在混凝土中摻加優(yōu)質(zhì)引氣型高效減水劑，能大幅度減小水灰比，從而保證混凝土的強(qiáng)度。

3 關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的新思路

大多數(shù)人都認(rèn)為:增加混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度，改善混凝土中水泥石的孔結(jié)構(gòu)和水泥石與集料之間的界面結(jié)構(gòu)，就可以提高混凝土的耐久性，也可以抵抗耐久性病害綜合癥。這從材料學(xué)的角度分析是可行的，但是施工應(yīng)用的勻質(zhì)性與有效性仍存在問題。

越來越多的工程事例證明，多種破壞因素的綜合作用，是造成混凝土結(jié)構(gòu)提前破壞的重要原因。從環(huán)境對混凝土劣化外力來分析，不管是單一因子作用或多種因子綜合的劣化作用，都離不開水的作用。碳化作用需要水，氯離子擴(kuò)散滲透需要水，硫酸鹽腐蝕需要水，堿—集料反應(yīng)需要水，凍融循環(huán)的破壞作用更需要水。因此水是影響混凝土耐久性的最關(guān)鍵因素。如能把水源斷開，混凝土就可以到達(dá)超高耐久性。若開發(fā)一種防止?jié)B透吸水的外加劑，涂刷在結(jié)構(gòu)表面，能滲透進(jìn)入混凝土內(nèi)部，使混凝土表面憎水，而且耐久性優(yōu)異。這種新型材料的理念是使混凝土斷開水源，水分既不能從外面滲透到里面，也不能被材料吸收，從而使混凝土達(dá)到超高耐久性。同時(shí)，一些摻加以硅灰為代表的高活性細(xì)填料，能有效地改善界面結(jié)構(gòu)，并提高混凝土的密實(shí)度與強(qiáng)度，顯著增加對破壞作用的抵抗力，有效改善混凝土的性能，即近年來發(fā)展的高性能混凝土。

4 結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題是世界公認(rèn)的難題。水是各種劣化因子進(jìn)入混凝土的媒體，因此，切斷水源，阻止水分向結(jié)構(gòu)內(nèi)部的滲透擴(kuò)散，阻止各種病害的產(chǎn)生是提高耐久性的關(guān)鍵技術(shù)。隨著科技的發(fā)展以及一些高性能混凝土的誕生，相信混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題會(huì)得到有效的解決。

［1］馮乃謙，邢鋒. 混凝土與混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性［M］. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.390 －643.

［2］王鐵成.混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件設(shè)計(jì)原理［M］. 北京:中國建材工業(yè)出版社，2004.174.