混凝土材料特性對(duì)耐久性能影響分析

劉 博

(佛山市公路橋梁工程監(jiān)測(cè)站有限公司， 廣東 佛山 528041)

0 引言

混凝土是一種復(fù)雜的復(fù)合材料，主要成分是水泥化合物及骨料。對(duì)混凝土早期的研究主要是在材料的宏觀方面，并把混凝土進(jìn)行理想化，將多項(xiàng)的非均質(zhì)的材料當(dāng)做均勻連續(xù)體進(jìn)行研究。因此主要是對(duì)材料的表面性質(zhì)進(jìn)行的研究，而實(shí)際上，對(duì)材料性能起決定作用的是材料的微觀結(jié)構(gòu)。比如，材料的剛度和強(qiáng)度等等性能直接決定材料的耐久性，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要充分考慮混凝土材料的微觀結(jié)構(gòu)及性能。由于混凝土耐久性不足所產(chǎn)生的問(wèn)題是混凝土在使用過(guò)程中最應(yīng)該注意的問(wèn)題，所以要分別從宏觀角度和微觀角度對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，并通過(guò)改善結(jié)構(gòu)提高混凝土材料的耐久性。

1 影響混凝土耐久性的主要因素

混凝土材料是建筑工程中的基本材料，優(yōu)異的性能能提高建筑工程的質(zhì)量。良好的耐久性不僅能提高材料的抗腐蝕性，穩(wěn)定建筑的體積；而且能提高建筑的整體質(zhì)量，提高建筑企業(yè)的社會(huì)地位。通過(guò)分析研究，影響混凝土材料耐久性的因素主要有以下幾點(diǎn)：

1.1 混凝土堿集料反應(yīng)的影響

由于混凝土中含有堿性物質(zhì)，加上環(huán)境中含有的堿會(huì)在混凝土固化后發(fā)生緩慢作用從而引起混凝土的堿集料反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土中的成分因吸收水分，體積發(fā)生膨脹，導(dǎo)致混凝土材料發(fā)生從內(nèi)而外的開(kāi)裂，影響建筑工程的質(zhì)量。

1.2 混凝土凍融破壞的影響

混凝土在施工的過(guò)程中對(duì)工作性有要求，需要的水量大，水灰之間的比例較高，因此也就導(dǎo)致混凝土的孔隙率較高，尤其是毛細(xì)孔，更是占相當(dāng)大部分的比例。由于毛細(xì)孔是水分、氣體及各種侵蝕介質(zhì)交換的通道，各種有害物質(zhì)的侵入會(huì)導(dǎo)致混凝土耐久性的不足。同時(shí)，由于混凝土中的水化物不穩(wěn)定易分解也會(huì)影響材料的耐久性。除此之外，在材料中還有很多的石灰，處于游離態(tài)，導(dǎo)致混凝土材料的強(qiáng)度降低，易被腐蝕介質(zhì)侵蝕，影響穩(wěn)定性。

1.3 混凝土化學(xué)侵蝕的影響

由于混凝土材料是暴露在空氣中和有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，因此，不可避免的與環(huán)境中的一些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致材料變質(zhì)。目前，混凝土材料受到的化學(xué)侵蝕主要有以下幾種：（1）淡水腐蝕。這主要是針對(duì)暴露在淡水部分的混凝土，由于淡水的沖擊，對(duì)混凝土的剛性造成影響，并且會(huì)溶解混凝土中的部分材料，增大混凝土材料的孔隙率，減少材料的穩(wěn)定性；（2）一般酸性水腐蝕。當(dāng)混凝土所處的環(huán)境含有一些酸類(lèi)時(shí)，混凝土不僅會(huì)受到化學(xué)溶解的作用，而且還會(huì)受到溶析的作用，加快材料的服飾速率；（3）碳酸腐蝕?？諝庵械亩趸既苡谒纬商妓?，在與混凝土接觸時(shí)，會(huì)與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，從而降低混凝土的穩(wěn)定性，影響材料的密度；（4）硫酸鹽腐蝕?？扇苄缘牧蛩猁}中的硫酸根能深入到混凝土材料內(nèi)部，與其中的組分發(fā)生反應(yīng)，造成混凝土的體積膨脹從而導(dǎo)致材料開(kāi)裂，形成破壞；

1.4 混凝土碳化的影響

混凝土中的一些成分會(huì)與空氣中的二氧化碳、二氧化硫等其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致混凝土碳化從而影響混凝土的性能。雖然，混凝土的碳化作用導(dǎo)致空隙和部分毛細(xì)管被堵塞，增強(qiáng)了混凝土的硬度，但是，也大大的降低了混凝土的堿性，破壞了表面的致密膜因而導(dǎo)致材料表面容易生銹而發(fā)生腐蝕。

2 提高混凝土耐久性的有效對(duì)策

2.1 在混凝土材料中摻入高效減水劑

合理設(shè)計(jì)混凝土材料，在材料選擇上一定要綜合考慮混凝土的強(qiáng)度和施工的工作性要求，并盡可能的降低用水量，達(dá)到減少水化熱的目的，并避免建筑工程產(chǎn)生裂縫。通過(guò)在混凝土中合理?yè)饺霚p水劑，能大大降低混凝土中的孔隙率，提升混凝土的耐久性。

2.2 在混凝土材料中摻入高效活性礦物料

由于混凝土中水化物不穩(wěn)定，導(dǎo)致混凝土的穩(wěn)定性也不足，影響混凝土的耐久性，因此，可以在混凝土中加入高效的活性礦物質(zhì)，改變水泥石的組成，能夠有效的消除混凝土中的游離石灰，使混凝土中的結(jié)構(gòu)更加緊密，提高了混凝土材料的耐久性。而且活性礦物料的加入還可以改善混凝土的界面結(jié)構(gòu)，從而優(yōu)化界面性能。

2.3 減少混凝土結(jié)構(gòu)的自破壞因素

混凝土結(jié)構(gòu)的破壞除了環(huán)境因素的影響，自身的一些因素也能影響混凝土的耐久性。比如，混凝土內(nèi)部的化學(xué)收縮反應(yīng)可以引起材料的開(kāi)裂；水化熱反應(yīng)釋放的熱量也會(huì)引起材料出現(xiàn)裂縫等。因此，為了提高混凝土材料的耐久性，必須消除或減少自身因素的破壞作用，在原料選擇上注意不利物質(zhì)的含量，并加強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制作用，同時(shí)注意避免收縮或高溫引起的裂縫產(chǎn)生。

2.4 加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度

雖然混凝土的強(qiáng)度與耐久性不是同一方面的性能，但是卻密切相關(guān)。在混凝土材料中，隨著水灰比的降低，孔隙率會(huì)同時(shí)降低，因而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度增加。孔隙率降低的同時(shí)會(huì)引起混凝土的抗?jié)B性提高，因而提高材料的耐久性。通過(guò)在混 凝土中摻入高效減水劑和活性礦物材料，不僅可以增加混凝土的致密性，而且也大大地消除了混凝土中游離的氧化鈣含量，能夠大幅度的提高混凝土的強(qiáng)度，而強(qiáng)度又影響材料的耐久性，強(qiáng)度的提高導(dǎo)致耐久性也增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)環(huán)境的抵抗破 壞的能力也增強(qiáng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技力量的不斷進(jìn)步，我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展也新上了一個(gè)臺(tái)階，尤其是隨著建筑規(guī)模的不斷增大，對(duì)混凝土材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因而對(duì)混凝土的性能要求也越來(lái)越嚴(yán)格。為了保證混凝土材料的耐久性，確保工程施工的質(zhì)量，必須加強(qiáng)重視混凝土材料的特性。通過(guò)在混凝土材料中摻入減水劑和活性物質(zhì)，降低混凝土的孔隙率，消除混凝土中的游離石灰，提高混凝土材料的強(qiáng)度和耐久性，從而提高工程的質(zhì)量，以期為工程建設(shè)事業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展提供可靠保障。

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