影響混凝土結構耐久性的因素和有效控制措施

文/劉瑋輝 湖南省建筑材料研究設計院有限公司 湖南長沙 410011

鋼筋混凝土結構普遍應用在我國建筑工程中，在長期正常使用過程中，會出現(xiàn)耐久性的問題。我國幅員遼闊疆域廣大，四季分明，環(huán)境氣候的變化對建筑工程的影響不少，南銹北凍的特點對混凝土結構的耐久性影響尤為突出，時常進行維修不僅會造成資金損失，還對社會安全構成了隱患，因此一定要加強對建筑工程混凝土耐久性的評估。從分析混凝土的耐久性到混凝土結構耐久性設計，研究者從未停止過。因此如何提高混凝土結構的耐久性能已經成為建筑工程中重要的研究課題之一。

1、影響因素

1.1 堿骨料反應

堿骨料反應可以定義為水泥中的堿性物質與骨料中的二氧化硅、碳酸物質等化學反應后形成堿-硅凝膠，在遇到混凝土中的水、外加劑等膨脹，會造成混凝土脹裂。因為這一反應發(fā)生在混凝土內部，具有難阻止、難預防的性質，修補好后也會在再次發(fā)生，堿骨料反應使得混凝土的耐久性能變差，造成的后果也非常明顯，現(xiàn)在世界各國也在積極的研究混凝土配置方法，讓堿骨料反應能小一些。

1.2 混凝土碳化

混凝土的碳化是指混凝土本身有大量的纖細小孔，空氣中的CO2 進入到小孔中，與其中內部處于游離狀態(tài)的Ca（OH）2 發(fā)生化學反應后形成CaCO3，使得混凝土堿性變低的過程，化學反應公式為：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。發(fā)生這樣的化學反應后混凝土會變得疏松，不再呈現(xiàn)堿性狀態(tài)，就會出現(xiàn)收縮斷裂情況，更加容易脫落，對鋼筋沒有了固定保護作用，失去了保護層的鋼筋暴露在空氣中，空氣中的水汽會加快鋼筋的腐蝕。

1.3 侵蝕性物質的腐蝕

混凝土發(fā)生腐蝕分為無機物侵蝕和有機侵蝕，當具有侵蝕性物質接觸到混凝土時會比較容易發(fā)生混凝土腐蝕，造成混凝土強度降低。最為常見的化學侵蝕可以分為酸性水腐蝕、淡水侵蝕等，其中淡水侵蝕是不停的沖刷混凝土，讓水泥中的成分溶解掉，讓混凝土的毛細孔洞變大，當混凝土的實際密度比建筑所需求的密度低時，會造成混凝土變形脫落或者產生斷裂情況出現(xiàn)，降低了混凝土的耐久性，若淡水中含有的酸性物質加高的話，與混凝土中的堿性物質發(fā)生化學反應，大大加快了腐蝕的速度，使得建筑物的使用壽命很大程度上縮短了。

1.4 凍融破壞

混凝土凍融破壞主要出現(xiàn)的地區(qū)是高寒地帶，是指在使用的過程中受到物理作用后出現(xiàn)缺損、裂開、脫落等現(xiàn)象。干濕變化、溫度變化、凍融變化等物理作用都是導致凍融破壞的主要原因。當混凝土中的水分發(fā)生干濕、溫度、凍融等變化時，產生冰漲和滲透壓力變化，經過多次的循環(huán)，讓混凝土強度和耐久性下降，發(fā)生表皮斷裂脫落現(xiàn)象。

1.5 鋼筋腐蝕

混凝土中的鋼筋在遇到化學物質時發(fā)生反應，鋼筋質量下降而影響了混凝土整體的耐久性能。氯離子對鋼筋表層的鈍化膜具有較強的腐蝕性，會讓鋼筋表面出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，鋼筋生銹不僅影響了鋼筋的堅韌度還對混凝土造成威脅，因為鐵銹會讓混凝土膨脹，不僅使得鋼筋脫離了混凝土的保護加劇腐蝕，還會使得混凝土本身發(fā)生斷裂脫落現(xiàn)象，耐久性能遭到破壞。

2、有效控制措施

2.1 結構耐久性設計

對混凝土結構的特殊部分進行構造設計，加強混凝土的可修復能力的設計，以及通過對材料制備的設計并滿足建筑工程結構使用壽命的標準來提高混凝土結構的耐久性。

2.2 混凝土的配合比

水泥、水、砂子等的配比是混凝土耐久性持久的關鍵組成部分，配比通過實驗后不僅要滿足建筑施工要求標準，還用要求符合總強度要求標準，更要符合工程整體質量的要求。要根據現(xiàn)場實際施工要求和科學部門規(guī)定進行配合比。在保障基礎配合比的情況下，想要進一步提高耐久性的話，可以根據現(xiàn)外部環(huán)境、施工條件、溫度情況、作業(yè)設備來調整混凝土配合比。

2.3 添加礦物外加劑

在實際現(xiàn)場混凝土的配合比中會添加一定比例的礦物質外加劑，使得膠凝結構發(fā)生變化。像硅灰、磨細礦渣等是使用比較頻繁的礦物質外加劑，在同水泥等物質水化后，混凝土凝膠結構發(fā)生變化，水泥的硬度大大增強了。添上礦物質外加劑的水泥，混凝土里的毛細空隙之間被填充，總強度、整體承載力等各項性能都提高了，鋼筋與混凝土之間的縫隙也變小了，還增強了對鋼筋的吸附保護能力。根據施工環(huán)境及建筑特點，合理的、科學的添加礦物外加劑是耐久性提高的有效措施。

2.4 添加高效減水劑

從字面就可以看出意思，就是通過給混凝土添加高效減水劑來減少應水量，應水量的減少提高了混凝土的和易性。加入減水劑不僅使得水泥顆粒分散還改變了工作性，單位使用水量降低，節(jié)約用水。因為具有空間位阻作用，可有效的阻止混凝土坍落，具有提高混凝土的密實度的作用，有效的提高了混凝土的耐久性。

結語：

現(xiàn)在，對于如何通過混凝土耐久性來提高建筑物的使用壽命已經成為建筑業(yè)的重要課題之一，從影響混凝土耐久性因素堿骨料反應、混凝土碳化、侵蝕性物質的腐蝕、凍融破壞、鋼筋腐蝕等多方面進行分析，從而采取行之有效的措施來加強混凝土結構的耐久性，提高建筑物的使用壽命和質量安全。