混凝土耐久性探究

关键词：混凝土耐久性措施 

abstract: to improve the durability of concrete for the current implementation of the strategy of sustainable development and better use of resources, saving energy and protecting the environment, have great significance. concrete works are mostly requires a long period of use, must be of concrete to maintain its performance in the role of environmental media, the durability of concrete.keywords: concrete; durability; measures 

中图分类号 : tu377文献标识码： a 文章编号： 

 

混凝土由于强度和耐久性较好，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而在建筑施工中被广泛使用。尤其是钢筋混凝土系统结合了钢筋的韧性和抗拉拔性能和混凝土的抗压强度，因而在建筑领域被大规模应用。近百年来，混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50mpa以上的高强混凝土。但是高强混凝土在强度不断加大的情况下，也出现了一系列的问题，比如它的耐久性问题。因此，有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要，在提出高强度的同时，也提出耐久性的要求。 

一、混凝土耐久性含义 

混凝土耐久性是指混凝土材料在长期使用过程中，抵抗因服役环境外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏，而保持其原有性能不变的能力。耐久性是一个综合性的指标，包括抗渗性、抗冻性、抗碳化性、抗磨性、混凝土硫酸盐侵蚀、混凝土的酸腐蚀、碱－骨料反应等性能。 

二、混凝土的耐久性破坏 

混凝土耐久性是影响混凝土使用寿命的首要因素，涉及到混凝土性能的方方面面。造成混凝土不能耐久的原因很多，但大体上可分为以下三种： 

物理破坏 

由于混凝土内骨料和硬化水泥浆体不同的温度膨胀系数而引起的破坏。其主要表现为：由温度变化引起的收缩膨胀裂缝，如冻融循环、除冰盐分对混凝土的剥蚀等： 

如：冻害破坏影响到水泥石和骨料，其破坏的外观模式主要有：剥落、龟裂、分层 

等，在北方气候下，混凝土路面、桥面板、挡土墙最易受损。 

化学破坏 

由于混凝土内部材料如水泥、外加剂等和水中的碱与骨料中的活性成分的反应引起的破坏，主要表现为：碱骨料反应、外部侵蚀性离子引起的钢筋锈蚀、碳化或硫酸盐侵蚀等； 

如：导致混凝土硫酸盐侵蚀主要是硫酸根离子与混凝土中水泥水化物之间的化学反应，形成有害化合物，而导致混凝土组成和结构的破坏、强度下降、表面剥离等。硫酸根离子的来源主要是海水、有机物环境(垃圾、生活污水)、工业废料、土壤和地下水、水泥熟料等。 

（三）机械破坏 

道路、水利混凝土等由于冲击、磨损、流动淡水溶蚀作用、流动气体的磨蚀、冲蚀等引起的破坏。这样的例子随处可见，不再赘述。 

三、提高混凝土耐久性的措施 

（一）采用高性能混凝土 

高性能混凝土与普通混凝土的不同之处是普通混凝土的设计是以强度作为主要控制指标，而高性能混凝土则是以耐久性作为主要控制指标，强度只起从属的作用。高强度不一定高性能，而高性能必须要求混凝土具有较高的密实度和抗渗能力，因此其强度也不会太低。高性能混凝土在配制上的特点是低水灰比，除了选用优质原材料，除水泥、水和骨料外，还必须添加优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合，减少水泥用量，减少混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。高性能混凝土以较高的抗氯离子渗透性为特征，其优异的耐久性和性价比已得到认同。 

（二）防止混凝土的碳化 

混凝土的碳化，是指混凝土内水泥石中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳、在湿度相宜时发生化学反应，生成碳酸钙和水，也称混凝土的中性化。对于无筋的素混凝土，碳化使得混凝土表面收缩，产生收缩裂缝。碳化使混凝土的碳度降低，同时，增加混凝土孔隙溶液中氢离子数量，使混凝土对钢筋的保护作用减弱。从而引起钢筋生锈，导致混凝土开裂形成顺筋裂缝。从而加速了碳化和钢筋的锈蚀。防止混凝土碳化的方法有：选用早强硅酸盐水泥或强度等级为c50级以上，极限抗压强度大于62.5n/m㎡的性能混凝土，因为当混凝土的抗压强度大于62.5n/m㎡时，可不考虑混凝土的碳化。另外，在施工中可采用高压蒸汽养护，这是因为混凝土中的砂子在高温条件下被活化，与混凝土发生化学反应，形成了强度大、结晶高、抗碳化性能好的水化硅酸钙。 

（三）抗碱-集料反应 

碱—骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材料和水中的碱与骨料中的活性成分的反应，在混凝土浇筑成型后若干年（数年至二三十年）逐渐反应，反应生成物吸水膨胀使混凝土失去设计性能。由于其无法补救，因而被成为混凝土的“癌症”。对这种反应，可以针对性地加以控制。 

1.控制集料中的活性二氧化硅含量 

掺入高效活性矿物掺料。从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。此外，还能改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。 

2.控制外界水分，降低水灰比 

当外界没有可供吸取的水分时，将不会出现明显的有害膨胀，低水灰比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延缓碱-集料反应物吸水膨胀的速度。许多研究表明，当水灰比降低到0.38以下时，消除毛细管孔隙的目标便可以实现，而掺入高效减水剂，完全可以将水灰比降低到0.38以下。 

（四）防止混凝土的冻融破坏 

由于混凝土是多孔的复合材料，所以外部的水分可以通过毛细作用进入这些孔隙。当温度降至冰点以下时，孔隙中的水冻结膨胀，体积大约可增加9％。持续冻融的结果导致混凝土开裂，甚至崩裂。一般来说，混凝土在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力是由混凝土的组成、密实度、配合比及养护条件决定的。所以，要防止混凝土的冰融破坏，除了采用吸水率较低的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和之外，还要注意引气量，一般引气量以4％~8％为宜。 

（五）提高混凝土的抗渗性 

对许多建筑材料来说，水是它们生产过程的重要原料之一，同时也是它们破坏过程的主要介质。水也是多数结构混凝土出现耐久性问题的核心。不仅物理劣化过程与水有关；同时作为传输侵蚀性离子的介质，水又是其化学劣化过程的一个根源。混凝土的抗渗性是反映混凝土耐久性的一个重要指标。工程实践证明：采用适宜的原材料及良好的生产、浇筑与养护操作，当水泥用量为300～350kg/m3、水灰比0.45～0.55，制备出28d抗压强度为35～40mpa的混凝土，在大多数环境条件下可以呈现足够低的渗透性和良好的耐久性能。 

（六）优化设计、精选材料、加强施工管理 

更新设计观念，正确认识混凝土强度与耐久性之间的关系，选择适当的强度，做到耐久性与强度兼顾；严格控制水灰比和水泥用量，在保证拌和物具有良好工作性的前提下来满足流动性要求。根据工程所处的环境合理选择水泥品种，选用质量良好、技术条件合格的砂和石骨料，提高其粒形和级配品质参数；在施工阶段，要严格控制水灰比、用水量、水泥用量，合理选用引气剂，充分振捣和养护，防止过早拆除模板和支撑，加强施工管理，减少人为错误。 

四、结语 

总之，混凝土结构在耐久性上的种种不足，如果不引起我们足够重视，必将给我国经济带来巨大损失，并对生产、生活造成长期困扰。提高混凝土结构的耐久性是我国工程建设走向可持续发展的必需，若提高混凝土的寿命到现在的几倍以上，则相应资源、能源、资金和环境污染等就减少几倍，因此提高混凝土的耐久性对可持续发展是一项关键的措施。“工程质量，百年大计”混凝土耐久性是影响工程使用寿命的主要问题，我们在施工中要应针对影响混凝土耐久性的主要因素，结合工程具体情况采取具体措施。 

参考文献： 

1. 刘玉娟、文静、王海蕾：《浅谈混凝土耐久性》，《科技信息》，2012年07期。 

2. 游宝坤、陈旭峰、李乃珍：《关于混凝土耐久性值得关注的问题》，《商品混凝土》，2009年11期。 

3. 张云莲、杨先文：《粉煤灰对混凝土耐久性的作用效果》，《粉煤灰》，2001年05期。 

4. 王发启,周宪凤：《影响混凝土构件耐久性的原因与对策》，《黑河科技》，2001年01期。 

5. 钟少瑜：《谈混凝土耐久性及提高措施》，《无锡职业技术学院学报》，2004年03期。