關(guān)于清水混凝土耐久性的相關(guān)研究

劉獻(xiàn)通

摘 要：作為混凝土施工控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，混凝土耐久性試驗對于保證混凝土的使用壽命及質(zhì)量具有重要作用。文章首先介紹了清水混凝土耐久性試驗，然后探討了清水混凝土耐久性控制措施，以期為相關(guān)技術(shù)與研究人員提供參考。

關(guān)鍵詞：清水混凝土；耐久性；研究

清水混凝土耐久性指的是清水混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用周期內(nèi)避免自身或外界破壞侵蝕影響而保持其外觀及性能不受侵害的能力。在建筑工程建設(shè)中，選用外觀耐久性能較高的清水混凝土模板材料及配合比，雖然會增大混凝土土建筑物的成本及施工難度，但由于其使用壽命較長，可大幅度延長建筑物的正常使用年限，減少建筑維護(hù)成本，經(jīng)濟(jì)效益相對顯著。

1 清水混凝土耐久性試驗

研究選用對比實驗方法。先是對比某施工單位提供的兩類配合比方案（A1，A2）耐久性指標(biāo)，找出其差異性；為優(yōu)化比較清水混凝土的經(jīng)濟(jì)型和耐久性，試驗又選取由相同原料、各自添加粉煤灰或礦渣粉摻和料、使用不同高效減水劑，依照C50標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了另外三組混凝土配合比（A3，A4，A5）。不同組清水混凝土的配合比如表1所示，不同配合比下拌合物的和易性均符合泵送標(biāo)準(zhǔn)。[1]（表1）

表1 每組清水混凝土配合比及拌合物流動性

1.1 清水混凝土抗鋼筋銹蝕與抗碳化試驗

（1）試驗方法：先在設(shè)定濃度CO2氣體介質(zhì)下檢測混凝土試件的碳化程度，用于評估混凝土的抗碳化性能；隨后測定靜快速碳化試驗后混凝土內(nèi)部鋼筋的銹蝕程度。（2）結(jié)果分析：研究選用碳化箱加速碳化方法，測定五組混凝土在3個月碳化影響后的碳化深度，并檢測設(shè)定條件下混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕程度，以分析不同配合比混凝土對鋼筋的保護(hù)情況。在3個月碳化后，A1碳化深度測定為4.5mm，另外四組則為0mm。通常而言，在溫度、適度及二氧化碳濃度給定條件下，混凝土孔結(jié)構(gòu)與水泥堿度是決定碳化速率的主要因素。高強混凝土內(nèi)雖添加了煤灰、礦渣粉等摻和料，其堿度稍微降低，但因混凝土密實度較高，水汽與二氧化碳進(jìn)入漿體內(nèi)部的難度增加，造成碳化過程難以進(jìn)行，碳化速度較慢。依據(jù)鋼筋重量損失率分析，每組混凝土的鋼筋損失率均保持低于0.15%。這說明各組混凝土的抗鋼筋銹蝕性能與抗碳化性能均比較好。

1.2 清水混凝土抗?jié)B試驗

（1）試驗方法：依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加工制成標(biāo)準(zhǔn)實驗，養(yǎng)護(hù)28d晾干后，將一層融化的密封材料涂抹在其側(cè)面，隨后將其放入到螺旋加壓裝置的試件套內(nèi)。待冷卻后解除其壓力，采用抗?jié)B儀進(jìn)行試驗。（2）結(jié)果分析：經(jīng)過抗?jié)B試驗后，五組混凝土都未出現(xiàn)透水問題，說明各組混凝土抗?jié)B性能均高于3MPa。另外檢測其滲水高度，發(fā)現(xiàn)各組混凝土均具有較低的滲水高度。由此可表明：減水劑的不同可導(dǎo)致混凝土密實度出現(xiàn)差異，進(jìn)而影響其滲水性能，相比使用萘系減水劑的試件，選用聚羧酸類高效減水劑的試件具有更好的抗?jié)B性能；摻加20%的礦渣粉與粉煤灰不僅能降低水化熱，還可增強混凝土的抗?jié)B性。

1.3 清水混凝土干縮試驗

（1）試驗方法：試驗選用100×100×515mm的試驗，在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)并測試，1d脫模后測定其初始長度，隨后在不同齡期測量樣品長度，統(tǒng)計收縮率。（2）結(jié)果分析：結(jié)果顯示選用純硅酸鹽水泥配制的混凝土具有更低的收縮性能。原因為添加摻和料后增大了A3、A4組的早期干燥收縮水平，而選用聚羧酸類高效減水劑的A5收縮反而減小?？杀砻魇褂镁埕人犷惛咝p水劑制成的混凝土可避免干縮裂縫問題。

1.4 清水混凝土抗凍試驗

（1）選定凍結(jié)溫度為-15～-20℃，凍結(jié)時間在4h以上。凍結(jié)后的試件即刻放入15～20℃的水槽內(nèi)進(jìn)行4h的融化。試驗共進(jìn)行400次循環(huán)凍融過程。（2）結(jié)果分析：結(jié)果顯示各組混凝土?xí)r間平均重量隨凍融次數(shù)的增加而略微升高。原因為該清水混凝土輕度較高，其具有較密實的微觀結(jié)構(gòu)和較低的孔隙率，使得混凝土水滲透系數(shù)相對較小。在試驗次數(shù)增加時，水分緩慢滲入到試件內(nèi)會稍增大試件重量。

2 清水混凝土耐久性控制措施

2.1 做好原料控制

（1）調(diào)整水灰比：過高的水灰比會直接影響混凝土的耐久性，因為水灰比會影響混凝土的孔隙率、混凝土鋼筋的銹蝕程度和混凝土碳化速率、空氣內(nèi)腐蝕性物質(zhì)在孔隙內(nèi)的擴(kuò)散程度等?？刂魄‘?dāng)?shù)乃冶冗€可保證成型后的混凝土滲透性較低，凍融破壞程度較小，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。所以建筑工程中單方混凝土膠結(jié)材料的總量應(yīng)控制在550kg/m3以內(nèi)。（2）選用恰當(dāng)骨料：清水混凝土配制使用的骨料，應(yīng)確保具有較低的堿活性、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，級配優(yōu)良，質(zhì)量堅硬，且滿足色澤要求。（3）不同種類的減水劑可對清水混凝土的耐久性產(chǎn)生不同程度的影響。相比萘系減水劑，聚羧酸類高效減水劑具有更優(yōu)良的作用效果。（4）添加礦渣、粉煤灰等礦物摻和料可深度增強清水混凝土的耐久性。實際配制過程中可依據(jù)相應(yīng)使用環(huán)境條件選用恰當(dāng)?shù)牡V物摻和料。（5）清水混凝土的配制應(yīng)依照添加活性摻和料、選用高效減水劑、優(yōu)化配合比參數(shù)等設(shè)計原則。利用水泥水化產(chǎn)物的改善、水灰比與孔隙率的降低、水泥石與集料界面的增強和密實度的提高來實現(xiàn)高耐久性與高性能。（6）種類不同的水泥可不同程度影響混凝土結(jié)構(gòu)強度、抗?jié)B性、耐凍性與耐腐蝕性。實際配制中應(yīng)盡量選用含堿量較低和水化熱低的水泥，如火山灰水泥和普通硅酸鹽水泥，或選用具有摻和料的硅酸鹽水泥。

2.2 施工管理

（1）充分振搗：混凝土振搗可大幅度增強混凝土的密實性，減小混凝土滲透性。在混凝土澆筑時應(yīng)重點確保混凝土保護(hù)層穩(wěn)定，所以在澆筑前應(yīng)仔細(xì)檢查保護(hù)層位置放置的精確性和墊塊尺寸的正確性。（2）做好保護(hù)層：增大混凝土保護(hù)層厚度可有效延緩腐蝕因子侵入到鋼筋表面的試件，其能改善對鋼筋銹蝕膨脹的抵抗力。鋼筋墊塊，應(yīng)選用水泥砂漿或細(xì)石混凝土進(jìn)行制備，部分情況下應(yīng)盡量選用定型的塑料墊塊，應(yīng)避免使用石子或短鋼筋制作墊塊。

2.3 加強養(yǎng)護(hù)

新澆清水混凝土應(yīng)注重做好早期養(yǎng)護(hù)工作，且應(yīng)從養(yǎng)護(hù)材料、時間及方法等方面綜合考慮，以確?；炷猎缙诒M量少地出現(xiàn)裂縫。重點應(yīng)控制構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護(hù)，若為大體積混凝土，應(yīng)選用流水或蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)控制在14～28d。

3 結(jié)束語

清水混凝土的耐久性將直接關(guān)系著建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，因此，相關(guān)人員應(yīng)加強有關(guān)清水混凝土耐久性的研究，總結(jié)耐久性影響因素及控制措施，以逐步提升混凝土制備水平。

參考文獻(xiàn)

[1]曹峰，計昕昶，岳景亮.關(guān)于混凝土耐久性若干問題的討論[J].林業(yè)科技情報，2013，5（35）：57-58.