淺談混凝土耐久性問(wèn)題

【摘 要】著重分析了影響混凝土耐久性的因素， 總結(jié)了提高混凝土耐久性的技術(shù)措施， 并提出了在設(shè)計(jì)施工中應(yīng)該注意的問(wèn)題， 以提高混凝土的耐久性， 延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

【關(guān)鍵詞】混凝土；耐久性；強(qiáng)度；抗?jié)B性；外加劑

混凝土是一種很重要的應(yīng)用非常廣泛的建筑材料， 它具有各種強(qiáng)度以及防滲、保溫、耐火、耐蝕、防輻射等多種性能， 其中強(qiáng)度和耐久性一直作為混凝土兩大基本性能。所謂混凝土耐久性是指混凝土在使用過(guò)程中， 在各種人為的或自然的因素作用下， 保持自身各種性能的一種性質(zhì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 混凝土除具有足夠的強(qiáng)度外， 還必須具有足夠的耐久性， 混凝土的耐久性越來(lái)越受到人們的重視。

1、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的因素

1）強(qiáng)度?；炷粒?抗壓）強(qiáng)度是混凝土力學(xué)性能的考核指標(biāo)和工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)， 混凝土的強(qiáng)度越高， 硬化水泥漿體分布越均勻， 其結(jié)構(gòu)越致密， 雖然自干燥也會(huì)導(dǎo)致微裂縫的出現(xiàn)，還會(huì)增大在水化熱產(chǎn)生的溫度梯度作用下的開(kāi)裂危險(xiǎn)， 但從整體上來(lái)看， 強(qiáng)度越高的混凝土其抗化學(xué)腐蝕性和耐久性越好。

2）抗?jié)B性?；炷恋臐B透性是衡量其耐久性的最重要的綜合指標(biāo)。它既控制著水及侵蝕性液體或氣體滲入的速率， 又會(huì)導(dǎo)致這些有害物質(zhì)的滲入， 對(duì)混凝土產(chǎn)生凍融循環(huán)、鋼筋銹蝕以及堿）骨料反應(yīng)等破壞作用， 影響混凝土的耐久性。混凝土的滲透性越低， 抗?jié)B性越好， 則其耐久性也越好。

3）抗凍性?；炷恋目箖鲂允侵钙涞挚箖鋈谘h(huán)， 容納水并使冰凍產(chǎn)生的壓力得以釋放和緩解的能力。抗凍性越好， 混凝土的耐久性就越好。

4）抑制堿-骨料反應(yīng)。堿-骨料反應(yīng)是指水泥中的堿和骨料中的活性氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 吸水后生成的堿-硅酸凝膠發(fā)生體積膨脹， 干燥后體積又收縮，致使混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象。堿-骨料反應(yīng)只有在水泥含堿量大于0. 4%， 骨料中又含有活性氧化硅， 同時(shí)有水分存在的時(shí)候， 才可能發(fā)生。堿-硅酸凝膠在干燥狀態(tài)下不產(chǎn)生體積膨脹， 對(duì)混凝土無(wú)破壞作用。因此， 預(yù)防堿-骨料膨脹反應(yīng)必須要消除其發(fā)生反應(yīng)的必要條件。

5）防止鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕被認(rèn)為是混凝土結(jié)構(gòu)破壞和耐久性不足的主要原因。據(jù)國(guó)內(nèi)外大量研究表明， 引起混凝土中鋼筋銹蝕的因素是“鹽害”和混凝土保護(hù)層的碳化（ 中性化）。

2、提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要措施

1）水泥。水泥類材料的強(qiáng)度和工程性能， 是通過(guò)水泥砂漿的凝結(jié)硬化形成的， 水泥石一旦受損， 混凝土的耐久性就被破壞， 因此水泥的選擇應(yīng)結(jié)合具體情況如工程特點(diǎn)、所處環(huán)境條件和施工條件等， 注意水泥品種的具體性能， 選擇堿含量小、水化熱低、干縮性小、耐熱性、抗水性、抗腐蝕性、抗凍性能好的水泥。

2）集料。集料的選擇應(yīng)考慮其堿活性、耐蝕性和吸水率， 應(yīng)限制黏土、淤泥、粉屑、硫酸鹽、硫化物、有機(jī)物及其他雜質(zhì)等含量。同時(shí)選擇合理的級(jí)配， 改善混凝土拌合物的和易性， 提高混凝土密實(shí)度。

3）外加劑?；炷镣饧觿┌p水劑、引氣劑、膨脹劑、緩凝劑等。高效減水劑的使用既可以為工程施工帶來(lái)方便， 又可以提高硬化后混凝土的強(qiáng)度和密實(shí)度； 使用高效引氣劑以使混凝土中產(chǎn)生孔徑小、間隔均勻閉氣孔， 提高混凝土的耐凍融性、對(duì)有害物質(zhì)滲入的阻隔性和對(duì)有害應(yīng)力的緩沖性等； 而使用膨脹劑可以減少混凝土的收縮， 提高混凝土的抗?jié)B性， 減少裂紋； 對(duì)于大體積混凝土使用緩凝劑可以延遲水泥水化放熱高峰的時(shí)間， 降低混凝土的極限溫升， 避免混凝土出現(xiàn)溫度裂縫等。正確和合理的使用外加劑對(duì)混凝土耐久性十分重要。如使用不當(dāng)， 會(huì)釀成事故。在選擇外加劑時(shí)， 就根據(jù)工程需要， 結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的材料情況， 按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求， 通過(guò)試驗(yàn)選擇外加劑品種， 并確定最佳摻量。

4）礦物摻合料。使用礦物摻合料主要包括使用磨細(xì)粒化高爐礦渣、硅灰、沸石粉、粉煤灰、火山灰、磨細(xì)石灰石粉、磨細(xì)石英砂粉等。礦物摻合料加入到混凝土中后主要能夠產(chǎn)生填充效應(yīng)，形態(tài)效應(yīng)， 從而改善混凝土的結(jié)構(gòu)， 改善混凝土的耐久性。大量研究表明礦物摻合料能有效改善混凝土的性能， 改善混凝土內(nèi)孔結(jié)構(gòu)， 填充內(nèi)部空隙， 提高密實(shí)度。高摻量混凝土還能抑制堿集料反應(yīng)， 因而摻混合料是提高混凝土耐久性的有效措施。

5）密實(shí)抗?jié)B劑。在混凝土中摻加無(wú)機(jī)的或有機(jī)的密實(shí)抗?jié)B劑， 可以形成某種膠體或絡(luò)合物， 填充、填塞毛細(xì)孔縫， 從而提高混凝土的抗?jié)B能力， 提高混凝土的耐久性。常用的密實(shí)抗?jié)B劑有氯化鐵、氯化鋁、三乙醇胺、有機(jī)硅等。

3、混凝土設(shè)計(jì)施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按其使用環(huán)境設(shè)計(jì)相應(yīng)的混凝土保護(hù)層厚度，在不增加建筑物重量和成本的前提下盡量提高保護(hù)層厚度， 預(yù)防外界介質(zhì)滲入內(nèi)部腐蝕鋼筋。

2）混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)、結(jié)構(gòu)部位、運(yùn)輸距離、施工方式等來(lái)確定原材料的品種、規(guī)格及拌合物的坍落度等性能。在滿足混凝土強(qiáng)度、工作性的同時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境考慮混凝土的耐久性能。

3）混凝土的攪拌和運(yùn)輸。攪拌過(guò)程中應(yīng)保證計(jì)量的準(zhǔn)確性， 嚴(yán)格按照施工配合比的要求生產(chǎn)， 不定期抽查攪拌時(shí)間及混凝土拌合物的稠度、含氣量、水灰比、水泥含量及均勻性等?；炷涟韬衔镞\(yùn)輸至澆筑地點(diǎn)后應(yīng)不發(fā)生分層離析現(xiàn)象。如有， 應(yīng)進(jìn)行二次攪拌。

4）混凝土施工與養(yǎng)護(hù)。施工過(guò)程中的主要控制措施是混凝土施工前做好施工計(jì)劃和施工方案?；炷翝仓皩?duì)保護(hù)層厚度核查。澆筑時(shí)應(yīng)注意通過(guò)澆筑高度和振搗器類型及振搗時(shí)間來(lái)控制混凝土的均勻性和密實(shí)性。在澆筑及靜置過(guò)程中應(yīng)采取措施防止產(chǎn)生塑性收縮裂縫和塑性沉降裂縫。非結(jié)構(gòu)性表面裂縫應(yīng)在混

凝土終凝前修整。施工單位應(yīng)根據(jù)施工對(duì)象、環(huán)境、水泥品種、外加劑以及對(duì)混凝土性能的要求， 提出具體的養(yǎng)護(hù)方案包括養(yǎng)護(hù)程序和方法、養(yǎng)護(hù)時(shí)間及養(yǎng)護(hù)要求， 并嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的養(yǎng)護(hù)制度， 使混凝土保持合理的溫度與濕度， 從而保障混凝土后期各種預(yù)期性能的形成和增長(zhǎng)。

5）控制鋼筋的銹蝕。降低混凝土孔隙率、提高密實(shí)度、減緩碳化速度、減緩有害離子傳質(zhì)速度、加入緩蝕劑或選擇耐蝕鋼筋、鋼筋表面涂層等。對(duì)已建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可采用電化學(xué)陰極保護(hù)。

6）結(jié)構(gòu)的日常檢測(cè)與維護(hù)。結(jié)構(gòu)耐久性和使用壽命的概念， 與使用階段的檢測(cè)、維護(hù)和修理不能分割， 對(duì)處理露天的惡劣環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施工程來(lái)說(shuō)尤其如此。為了保證結(jié)構(gòu)安全性和耐久性， 一些工程在建成后的使用過(guò)程中， 應(yīng)該進(jìn)行定期檢測(cè)和正常維護(hù)修理， 杜絕人為的破壞現(xiàn)象， 及時(shí)發(fā)現(xiàn)， 及時(shí)修理， 確保混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。

4、結(jié)語(yǔ)

混凝土的耐久性是混凝土經(jīng)濟(jì)性能的最重要影響因素。高性能混凝土HPC 是混凝土技術(shù)進(jìn)入高科技時(shí)代的產(chǎn)物， 優(yōu)異的耐久性是其最重要的特征。其耐久性可達(dá)百年以上，甚至可以達(dá)到500年，是普通混凝土的3 倍～10 倍。如前所述， 從施工便捷、降低造價(jià)、節(jié)省能源方面考慮， 混凝土達(dá)到高性能最重要的技術(shù)

手段是使用新型高效減水劑和超細(xì)活性礦物質(zhì)摻合料。前者能降低混凝土水灰比、增長(zhǎng)坍落度和控制坍落度損失， 給混凝土賦予高的密實(shí)度和優(yōu)異的施工性能； 后者是通過(guò)摻加磨細(xì)火山灰質(zhì)材料微硅粉、磨細(xì)礦渣或粉煤灰， 來(lái)填充膠凝材料的空隙， 有效降低孔隙尺寸和阻斷毛細(xì)孔， 參與膠凝材料的水化反應(yīng)， 大幅度提高混凝土的抗?jié)B性， 降低氯離子在混凝土中的滲透速率， 延遲腐蝕的開(kāi)始和降低腐蝕開(kāi)始后的速率， 減輕氯離子滲透對(duì)鋼筋的危害， 提高混凝土的抗化學(xué)侵蝕性及避免發(fā)生堿）骨料反應(yīng)， 提高混凝土的耐久性和強(qiáng)度， 改善混凝土的性能。