对混凝土的耐久性能的影响因素及改善措施的探讨

李祺

摘要：混凝土是建筑施工的基本材料，因此，混凝土的性能好坏将会之间影响建筑物的使用寿命。近几年来，国内新建成的建筑数量迅猛增长，但许多新建成的建筑出现各种质量问题，大大缩短了建筑使用寿命。这折射出混凝土结构缺乏耐久性。因此，必须重视混凝土结构的耐久性，并认真研究提升混凝土结构耐久性的措施，以延长混凝土结构的使用寿命。本文对混凝土结构的耐久性的影响因素及相关的提升措施展开了分析、讨论，以便能促进混凝土结构耐久性的提升。

关键词：混凝土；耐久性；影响因素；改善措施

0引言

近几年来，国内建筑施工企业普遍使用高强度的混凝土进行建筑施工，许多企业使用的混凝土强度已经达到甚至超过60MPa。但一些建筑在建成后，仍然出现了各种质量问题，导致建筑使用寿命大大缩短。这暴露出混凝土结构缺乏耐久性。因此，建筑相关企业要应提升对混凝土结构耐久性关注度。

混凝土结构的耐久性，是指混凝土结构完成浇筑后，长期暴露在外部环境中，长期遭受气候因素影响，但混凝土结构仍然可以抵御各种侵蚀、破坏；其整体性能不会出现严重恶化，不会影响混凝土结构的设计使用寿命。混凝土结构的耐久性愈强，混凝土结构的质量问题愈少，混凝土结构的维修费用愈少。因此，在混凝土施工时需要采取相应措施增强混凝土的耐久性。增加混凝土的耐久性需要从抗渗性和抗冻性两个方面重点研究。

1混凝土的抗渗性

1.1混凝土抗渗性的意义

混凝土是骨料与水泥凝结形成的人工石材。在混凝土中，水泥颗粒、骨料颗粒通过分子粘结力相互连接起来，形成密度较高的堆聚结构（混凝土密度可超过2800kg/m3）。但仅凭混凝土无法建成高层建筑，因此，在建筑施工过程中，需要将混凝土浇筑在钢筋上，制作成钢筋混凝土结构。——虽然混凝土的密度较高，但混凝土堆聚结构中仍然存在着大量缝隙，雨水中的水分子可以轻易地穿越混凝土堆聚结构的缝隙，渗透进混凝土结构内部，腐蚀钢筋。钢筋受到腐蚀后，其氧化膜会受到破坏，并导致钢筋附近的混凝土产生较大的膨胀应力，膨胀应力从内向外释放出去，就会撕裂混凝土，造成裂缝。这是导致混凝土结构耐久性下降的一个重要原因。

因此，必须以问题为导向，提升混凝土的抗渗性，提升混凝土抗御水分子渗透的能力。

1.2混凝土抗渗性的影响因素

造成混凝土抗渗性下降的根本原因，是混凝土堆聚结构内部的缝隙数量过多，缝隙间距过大。从这个角度来看，影响混凝土抗渗性的因素比较多，其主要有以下几点。

1.2.1水灰比的影响

水灰比对混凝土堆聚结构的内部孔隙的数量、密度有着直接影响。若水灰比过小，混凝土的和易性会下降，混凝土密度也会随之下降；若水灰比过大，混凝土在凝固过程中散发出来的水化热会加大，导致大量水分蒸发，使混凝土堆聚结构内出现大量空隙，这些空隙又会连接成毛细管网，水分子可以轻易穿越毛细管网。——为提升混凝土结构的抗渗性，水灰比宜设为0.5。

1.2.2水泥用量、砂率及灰砂比的影响

在混凝土施工过程中，水泥用量，以及骨料的含砂率、灰砂比，也会对混凝土抗渗性造成显著影响。

水泥砂浆可以填充混凝土堆聚结构的内部孔隙，并形成一层保护层。粗骨料颗粒被砂浆包裹起来，由于保护层的存在，粗骨料颗粒之间还可保持一定间距。这样，既可以提升混凝土的密实度，又可以切断混凝土堆聚结构内的毛细管网

砂率提示骨料中的含砂量。若砂率过大，会破坏砂浆保护层，继而降低混凝土结构的密实度，破坏混凝土的抗渗性。

在确定最小水泥用量后，要设计灰砂比。若灰砂比过小，会降低混凝土内部颗粒的分子粘结力，导致混凝土密实度下降，破坏混凝土结构的抗渗性。若灰砂比过高，混凝土中的水泥含量、水含量会上升，这会导致混凝土材料在凝固时出现失水收缩，造成裂缝，破坏混凝土结构的抗渗性。

1.3提高混凝土抗渗性的措施

可以有效提升混凝土抗渗性的措施主要有：（1）控制水灰比；（2）适宜的骨料级配；（3）对混凝土的充分振捣和养护；（4）掺入外加剂；（5）掺入矿物掺合料。

1.3.1选择适宜的骨料级配

在混凝土施工作业中，施工企业必须选择合适的骨料级配，合理搭配粗骨料、细骨料。粗骨料颗粒、细骨料颗粒混合在一起，可以压缩混凝土堆聚结构的内部孔隙，并在混凝土堆聚结构中形成阻水界面，切断毛细管网，防止水分子渗透；从而提升混凝土结构的抗渗性。

1.3.2掺入外加剂：引气剂

引气剂属于一种混凝土外加剂。在混凝土拌和中加入引气剂，可以在混凝土堆聚结构中产生大量微小气泡。这些气泡可以长期存在，它们均匀地分布在混凝土堆聚结构中，可以切断毛细管网，阻止水分子在混凝土内自由流动。从而有效提升混凝土结构的抗渗性。

1.3.3掺入矿物掺合料

矿物掺合料，包括矿渣、矿粉、粉煤灰、硅灰等。矿物掺合料中含有水溶性氯离子、可深性碱、二氧化碳等物质。在混凝土拌和中掺入矿物掺合料，可以发挥其活性效应，减水效应，改善混凝土堆聚结构，提升混凝土结构的抗渗性。在选择矿物掺合料，应注意矿物掺合料的技术要求。

2混凝土的抗冻性

2.1混凝土抗冻性的意义

建筑物混凝土结构在雨季大量吸水，以致达到吸水饱和。混凝土结构吸水饱和后，又要反复耐受长时间的低温、高温。在耐受长期低温的过程中，混凝土结构内的水会冻成冰，冰遇冷膨胀，会造成混凝土内部结构撕裂。在耐受长期高温的过程中，混凝土材料会受热膨胀，导致水泥颗粒之间的间距拉大，形成裂缝，这些裂缝会逐渐发展，相互贯通，形成毛细管网，从而破坏混凝土结构的强度。——因此，必须提升混凝土的抗冻性，这对增强混凝土结构的耐久性具有重要的意义。

2.2影响混凝土抗冻性的因素

影响混凝土抗冻性的因素主要有以下几种。

2.2.1混凝土的水灰比

提升混凝土抗冻性的关键，是提升混凝土堆聚结构的密实性。通过提升混凝土堆聚结构的密实性，可以压减混凝土堆聚结构中的孔隙、毛细管，可以减少混凝土的吸水性，从而防止混凝土结构出现吸水饱和。要提升混凝土堆聚结构的密实性，需要提升水灰比。通常情况，随着水灰比的减小混凝土的抗冻性会提高。

2.2.2混凝土的骨料

当混凝土凝固后，混凝土的骨料颗粒会被水泥包裹起来，各个骨料颗粒之间保持一定距离，形成混凝土材料的内部孔隙。若混凝土材料的内部孔隙数量过多，直径过大，会增加混凝土的吸水率。混凝土结构耐受冻融时，骨料颗粒的膨胀应力也会增大，最后导致混凝土材料出现裂缝。此外，骨料的吸水率也会影响混凝土抗冻性。

2.2.3养护条件及养护方式

混凝土浇筑后，必须进行长时间的养护。若养护条件不佳，或养护不到位，会使水化反应不能充分进行。水化反应不充分，会使大量水分子仍然留存在混凝土的毛细孔内。在冬季，混凝土毛细孔内的水遇冷收缩，体积膨胀，会破坏混凝土结构的抗冻性。因此，混凝土的养护条件、养护方式也会影响混凝土结构的抗冻性。

2.3改善混凝土抗冻性能的措施

改善混凝土抗冻性主要可以从以下几个方面进行：(1)降低水灰比例;(2)加入外加剂和矿物掺合料;(3)对砼振捣要和养护要充分。

2.3.1加入引气剂

在混凝土中加入引气剂，不仅可以提升混凝土结构的抗渗性，也可以提升混凝土结构的抗冻性。其原理是：掺入引气剂后，混凝土堆聚结构中形成大量微小气泡，这些气泡封闭，但仍具有可压缩性。因此，当混凝土堆聚结构中的水遇冷结冰、发生膨胀时，气泡可以抵销、缓冲冰的膨胀压力。气泡还可以有效阻止外部水分子侵入混凝土堆聚结构。根据经验，提升混凝土结构的含气量，可以有效提升混凝土建筑物的抗冻性。

2.3.2加入减水剂

在混凝土拌和中加入减水剂，可以降低混凝土拌和中的用水量，从而减少混凝土材料的含水量，提升提高混凝土堆聚结构的致密性；继而提升混凝土结构的抗冻性。

2.3.3加部分矿物掺合料

掺加矿物掺合料，可以填充混凝土堆聚结构的内部毛细管网，从而切断水分子的流动通道，继而提高混凝土的抗冻性能。

3结束语

混凝土结构的耐久性，对高层建筑的使用寿命、使用价值有着很大的影响。因此，建筑施工企业需要重视混凝土结构的耐久性，要采用各种措施，主动提升混凝土结构的耐久性。

参考文献

［1］高杨.高性能混凝土的性能及其原材料的选用[J].工程技术(文摘版)，2015(33)229－229．

［2］戴永祥.新型混凝土材料在建筑工程中的应用分析[J].山西建筑，2014(18)126－127．

［3］刘洪林.论述混凝土结构耐久性及高性能混凝土的应用[J].科技致富向导，2015(06).

［4］李海波，赵丽，张国兴.施工期混凝土材料特性对其结构耐久性能影响研究[J]．施工技术，2014，43(3):48－50．

［5］李伟，郭万生.浅析在工程建设中如何提高混凝土的耐久性[J].建筑工程技术与设计，2014(30)．

［6］赵静.建筑施工中混凝土结构工程耐久性探讨[J].工程技术(全文版)，2016(09):00031－00031．