淺析高性能混凝土的耐久性

夏博

大連萬鵬港口工程檢測有限公司 遼寧大連 116600

作為一種重要工程項(xiàng)目施工材料，混凝土以其良好的施工性能得到了廣泛推廣和應(yīng)用。在高層建筑、特大橋梁以及其他大型工程建設(shè)項(xiàng)目施工中，傳統(tǒng)混凝土的強(qiáng)度和耐久性等性能不滿足實(shí)際的施工需求，取而代之的是高性能混凝土的應(yīng)用。

1 高性能混凝土的基本特性

1.1 高耐久性特性

高性能混凝土最基本的特性就是高耐久性，具體表現(xiàn)在具有良好的抗堿—集料反應(yīng)、抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕性以及抗中性化等特性，有效地提升了其抵抗鹽類以及酸性等的侵蝕性能，其混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性都比較好，相應(yīng)工作年限可以控制在50～100年。在高性能混凝土拌制期間，水灰比相對較低，在拌合料中適當(dāng)添加一些高效減水劑，增強(qiáng)所拌制混凝土中水泥石密實(shí)度；通過超細(xì)礦物粉的使用，可以顯著降低所拌制混凝土中水泥石和骨料之間界面過渡區(qū)的孔隙，有助于改善泥石孔結(jié)構(gòu)，減少孔隙尺寸大于100μm的孔隙含量，提升混凝土早期的抗裂性，更好地滿足實(shí)際的施工需求。

1.2 高強(qiáng)度特性

水泥強(qiáng)度等級：如果沒有水泥強(qiáng)度等級和類型的選擇，只能通過調(diào)整比例和添加混合比例設(shè)計(jì)等綜合措施來解決。水灰比：在滿足要求的前提下，水量越少越好，這是混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本原則。骨料的類型和分級：砂和石的質(zhì)量越好，混凝土的質(zhì)量越好。當(dāng)骨料級配良好且砂率適中時(shí)，混凝土可以獲得高強(qiáng)度。施工條件：良好的施工條件、一定的管理措施，可以減小混凝土的坍落度；相反，如果現(xiàn)場施工條件差，混凝土的坍落度增加。

1.3 高抗?jié)B性

高性能混凝土中高抗?jié)B性以及高強(qiáng)度也是非常關(guān)鍵的一個(gè)基本特性。從本質(zhì)上來講，混凝土材料屬于非均質(zhì)材料，會(huì)受到各種因素影響作用下而使自身強(qiáng)度受到影響。高性能混凝土在水灰比不斷降低的時(shí)候，混凝土對應(yīng)的抗壓強(qiáng)度也更大，且在拌制高性能混凝土期間添加高效減水劑，那么會(huì)極大地提升混凝土的減水率，增強(qiáng)其對水泥的分散力，這樣會(huì)極大地減少混凝土拌制中的用水量，在一定程度上提升混凝土的強(qiáng)度；在高性能混凝土拌制摻加一些超細(xì)粉礦物質(zhì)，可以對高性能混凝土拌制中砂石與水泥的空隙進(jìn)行填充，二者的界面結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效改善，提升其密實(shí)度與強(qiáng)度；為了進(jìn)一步增強(qiáng)高性能混凝土的強(qiáng)度，還要做好混凝土的振搗施工，盡可能地減少混凝土構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度二者之間的偏差值，確保高性能混凝土具有良好的強(qiáng)度，使其可以滿足工程建設(shè)施工需求。需要注意的是，并非所有的高性能混凝土均具有超高的強(qiáng)度，低強(qiáng)度也是可以的。

2 高性能混凝土的耐久性

2.1 脆性

如果混凝土的強(qiáng)度特別高的話，脆性也會(huì)隨之增強(qiáng)，這樣混凝土可能會(huì)發(fā)生折斷、斷裂的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，要在制造混凝土的時(shí)候添加鋼纖維，一定數(shù)量的鋼纖維能夠有效的解決混凝土的脆性問題。如果不想添加鋼纖維的話，可以在保障安全的前提下，盡可能的不讓混凝土的強(qiáng)度過高。

2.2 抗凍性

在寒冷地區(qū)，混凝土的凍融循環(huán)往往是混凝土降解的主要原因，凍融循環(huán)也經(jīng)常充當(dāng)冰鹽以加劇混凝土的劣化。抗凍性可間接反映混凝土抵抗環(huán)境水浸和抗冰晶壓力的能力。因此，抗凍性通常用作混凝土耐久性的指標(biāo)，高性能混凝土的抗凍性受聚集體（孔隙，孔隙率，表面狀況，吸水性，強(qiáng)度等），混凝土水與粘結(jié)劑比率和引氣量等綜合因素的影響。當(dāng)水和抗凍劑比率低于0.3時(shí)，混合礦物細(xì)混合物，將具有良好界面粘合和引氣劑的輕質(zhì)骨料混合，得到具有良好抗凍性的高性能混凝土。添加引氣劑比添加二氧化硅灰以提高混凝土的耐鹽性更有效。對于粉煤灰混凝土，與普通混凝土一樣，其抗鹽凍和抗侵蝕性也隨著氣體含量（氣泡間距）的增加而增加，并且與水灰比有關(guān)，即混凝土的滲透性是有關(guān)。因此，應(yīng)對使用非水灰比（即不同強(qiáng)度）的精細(xì)外加劑的高性能混凝土的抗凍性進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)研究。雖然高性能混凝土的水灰比范圍很窄，但其強(qiáng)度范圍很廣，在高性能混凝土設(shè)計(jì)用于原材料和混合比的耐久性之后，抗壓強(qiáng)度仍然是測試混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)。

2.3 耐火性

綠色高性能混凝土需要解決耐火性的問題。在高樓大廈中，火災(zāi)發(fā)生的頻率較高，一旦發(fā)生就會(huì)給人民的生產(chǎn)生活造成較大的損失，建筑物也會(huì)遭到極大的破壞。一般會(huì)使用高強(qiáng)度的混凝土來建造高樓大廈，如果發(fā)生火災(zāi)，高強(qiáng)度混凝土將會(huì)變的非常危險(xiǎn)，其中的膠凝材料、粉塵灰在密度大、強(qiáng)度高的形式之下會(huì)崩裂和爆炸，使其優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)槿秉c(diǎn)。鋼纖維的加入使混凝土的抗拉伸性大大提高，減少了了折斷現(xiàn)象的發(fā)生；為了提高混凝土的耐火性，要改變它的骨料，使用一些天然的、耐火性強(qiáng)的、傳熱性差的骨料來替代傳統(tǒng)骨料；另外也可以在材料上涂上防火材料，減少火勢的蔓延[1]。

2.4 抗硫酸鹽侵蝕性

對混凝土具有侵蝕性的硫酸鹽分為內(nèi)部和外部（環(huán)境）兩種類型，外部核酸鹽存在于某些區(qū)域的土壤中，工業(yè)上以固體或液體廢物和海水形式產(chǎn)生，當(dāng)在混凝土中使用一些混合物（例如減水劑，早強(qiáng)劑，防凍劑，膨脹劑等）或某些含石膏的增強(qiáng)劑時(shí)，引入過量的SO 3組分，或由于某種原因使用水泥，該過程中的石膏將反應(yīng)并成為混凝土硬化后期剩余的內(nèi)部硫酸鹽。無論是外部還是內(nèi)部硫酸鹽侵蝕，必要條件是環(huán)境，即水可以進(jìn)入混凝土，而充分條件是水泥含有鋁相或游離Al2O3，CaO。因此，水灰比非常低，與礦物精細(xì)混合物混合的高性能混凝土應(yīng)具有較高的抗硫酸鹽侵蝕性。

3 結(jié)語

總之，高性能混凝土具有良好的工作性、高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度、高體積穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性特性。隨著研究和應(yīng)用的深入，未來高性能混凝土的上述特性會(huì)得到進(jìn)一步完善，同時(shí)綠色環(huán)保特性也會(huì)得到進(jìn)一步強(qiáng)化，從而更好地滿足高層建筑等大規(guī)模工程建設(shè)施工需求。