浅谈混凝土耐久性

杨鹏飞

摘要：混凝土耐久性的问题比较复杂，环境作用自身多变，带有极大的不确定性，包括抗冻、碳化、抗渗、抗侵蚀、混凝土中的钢筋锈蚀及碱骨料反应等性能，这是一个综合性指标。

关键词：抗渗性、孔隙、化学反应、措施

一、前言

混凝土结构在使用期间应保持设计图纸与规范要求的混凝土强度,还应该能承受住各种环境的破坏侵蚀,这被称为混凝土具有耐久性。然而混凝土的耐久性并不是使用寿命无限长,更不是混凝土能抵抗各种环境破坏作用。是指混凝土结构在使用期内，无需对其加固及其他措施的处理，就能确保其安全、正常使用。对于绝大多数结构混凝土,耐久性更是成为设计图纸的主要参数。

二、混凝土耐久性的影响因素

2.1混凝土的抗渗性

混凝土的抗渗性与混凝土结构的密实度及孔隙的大小息息相关，混凝土抗渗性用抗渗等级表示，分P4、P6、P8、P10、P12共五个等级。

在混凝土结构的配合比设计中,渗透性是一个十分关键的指标,与混凝土中的孔隙结构有着密切的关联。混凝土的孔隙结构包含集料中的孔隙、水泥石浆体孔隙等,施工方法不当也会导致部分蜂窝结构。一些可溶性有害物质、液体、以及气体会造成混凝土的钢筋锈蚀、抗冻融能力下降、碳化等现象。

2.2混凝土的碳化

碳化是混凝土耐久性的隐形杀手，其作用机理是CO2气体与其碱性物质起化学反应后生成水和碳酸盐物质，降低混凝土的碱度称之为混凝土碳化，其化学反应的方程式为：Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O。由此可见，碳化作用会间接引起其混凝土性能的劣化，使混凝土结构物的耐久性和使用性能及安全性能大大降低。

2.3混凝土的抗侵蚀性

混凝土的抗侵蚀性包括氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀等，当混凝土所在环境中含有侵蚀性介质时，要求混凝土具备抗侵蚀的基本能力。

氯离子侵蚀是一种最有害的侵蚀现象,会导致混凝土快速被损坏。浆体孔液中含有大量的碱,其pH只可达13，因浆体孔液的化学性质,混凝土基本表现为强碱性。但氯盐溶液具有较强的酸性,侵蚀作用的大小则取决于氯离子与结合的阳离子种类及氯盐溶液浓度。氯离子对于桥梁板面和水泥混凝土路面具有明显的破坏作用,还包括对钢筋内部的锈蚀。

自然界存在各种硫酸盐，硫酸盐溶液会进入到混凝土基体中或与混凝土结构接触,进而使混凝土结构的完整性和稳定性降低。

2.4混凝土的碱-集料反应

碱集料反应是近年来专家们研究的热门话题，被称为混凝土的癌症，是指原材料中的活性物质与碱性成分发生化学反应,生成膨胀物质而引起混凝土内部应力而开裂损坏的现象。这类化学反应造成的损坏既难以阻止,又难以预防，一旦发生此类化学反应，会对混凝土结构物造成极大的损坏。所以日常要严格控制砂石料等原材的检测，避免发生碱-集料化学反应。

2.5混凝土抗冻性

混凝土的抗冻性也是影响混凝土的耐久性关键指标之一，用抗冻等级表示，共九个等级，分别是F10、F15、F25、F50、F100，F150，F200，F250和F300。F50以上的混凝土简称抗冻混凝土。工程上一般采用掺加引气剂的方法来增加混凝土内部的气泡，气泡空间会消除冰晶的扩张，极大的消除了孔壁产生的胀压力。

2.6养护条件

养护对混凝土的耐久性有着至关重要的作用，混凝土在凝结硬化时，存在着收缩现象，从而影响混凝土结构的紧密性，大大缩短混凝土结构的使用寿命。不同施工条件下的混凝土养护方式也是不同的，对于地下施工部分的混凝土养护，大多采用蓄水的养护方法，对于地上部分混凝土结构大多采用覆盖并保湿养护。养护条件对混凝土结构的耐久性影响深远，其中保湿养护和保温养护更是重中之重，如果前期结构物养护不好，会很容易造成混凝土开裂，给工程带来难以估量的损失。

三.提高混凝土的耐久性的措施

3.1原材的选择性

原材料的选择包括对水泥，砂石料、粉煤灰、外加剂等材料的合理选择，砂石中含泥量过大，会阻碍砂石与水泥浆体的结合，那么要使砂石紧密结合就需要大量的水，从而对混凝土配合比造成严重的影响，更会影响到混凝土结构的耐久性，因此选择符合规范要求的砂石料至关重要。其次对于混凝土中参加粉煤灰的配合比，粉煤灰的需水量比也要严格控制在规范允许的范围内，合理的选用粉煤灰等掺合料不但增加泵送效果，更能起到减水作用，从而提高混凝土的耐久性。配合比中的水泥选择最为重要，水泥的细度和颗粒组成会直接影响拌合物的和易性。最后外加剂的选择也是重中之重，近些年，外加剂在工程上使用十分广泛，外加剂有多种类型，减水剂，引气剂，早强剂等，根据施工情况和混凝土结构物的类别以及环境的影响因素等，选择产品质量良好的外加剂不仅能极大的提高混凝土的工作性能和耐久性能，更会使施工的作业难度降低。

3.2混凝土配合比设计应考虑耐久性要求

要提高混凝土的耐久性，就要从选材以及配合比设计做起，严格控制水胶比，配合比设计要依照设计图纸及规范的要求来严格执行，采用合理的外加剂改善混凝土的内部结构及用水量，并掺入合适的矿物掺合料，提高拌合物混凝土的流动性、保水性、粘聚性以及耐久性。选择满足级配要求良好的砂石料，既可以减少混凝土的用水量和水泥用量，又可以提高拌合物的和易性与耐久性。

3.3施工应考虑混凝土结构的耐久性

混凝土拌合站生产混凝土拌合物，尽量采用二次搅拌法等工艺;外加剂采

用循环装置，避免有沉淀物影响外加剂的浓度，从而影响混凝土拌合物性能；大

体积混凝土的浇筑应控制振捣时间，避免少振和过振，还应尽量控制混凝土的施

工裂缝,收缩裂缝,温度裂缝,建立混凝土的浇筑制度,提高混凝土抗渗性和密实

度。此外还应加强施工质量管理,特殊季节混凝土施工的生产制度。

3.4砼结构的日常修理、检测与维护

结构物在使用期内,应注意修理、检测和维护,对处于恶劣环境下的基础设施应该建立检测和评估制度,及时修理,及时维护，确保结构物的正常安全使用。

四.结论

混凝土的耐久性实际上是混凝土抵抗各种恶劣环境破坏作用的能力。影响耐久性的客观因素是侵蚀性介质和水，内在因素是孔隙结构和化学成分,尽可量的减少原生裂缝,使混凝土硬化后，体积稳定而不产生收缩裂缝。

参考文献：

[1]孙小巍丁洪伟杨猛李文学：《混凝土早期开裂成因及预防措施》，《建材技术与应用》，2007年06期

[2]《混凝土结构耐久性设计规范》GB50476-2008

[3]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010

[4]《海港工程混凝土结构防腐技术规范》JTJ275-2000

[5]《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011

[6]《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009