淺談建筑混凝土耐久性

馬書辰

河北省新樂市住房和城鄉建設局（050700）

淺談建筑混凝土耐久性

馬書辰

河北省新樂市住房和城鄉建設局（050700）

混凝土是當今最重要的結構工程材料之一，其質量直接關系到結構的正常使用與安全。這里主要論述建筑混凝土材料的性能及耐久性措施。

建筑工程；混凝土；性能分析

隨著建設規模的不斷擴大及人們對建筑工程質量重要性的認識，混凝土性能不僅僅是追求混凝土的強度，混凝土的耐久性問題越來越受到人們的重視。所謂結構耐久性，就是結構及其構件在可能引起材料性能劣化的各種作用下能夠長期維持其原有性能的能力。

1 常見的混凝土性能劣化

1.1 鋼筋銹蝕

1）鋼筋在混凝土的高堿性環境中不會銹蝕，能在表面形成氧化的鈍化膜，隔絕水分、氧氣與金屬的接觸。空氣中的二氧化碳擴散到混凝土內部并與混凝土中的氫氧化鈣反應生成的碳酸鈣（碳化），降低混凝土堿度，當碳化從混凝土表面逐漸向里發展到鋼筋表面位置，鈍化膜破壞。2）銹蝕發展階段:從脫鈍開始持續銹蝕到其可接受的劣化程度的時間。碳化產物會增加混凝土的密度性，在潮濕條件下，碳化到一定程度后還會停止發展，保護層厚的鋼筋很難被銹蝕。碳化引起鋼筋脫鈍后，如無氯鹽存在，銹蝕發展速度非常快，在氧氣與水分參與下，氯鹽促使鋼筋銹蝕本身并不消耗，因此氯鹽引起銹蝕遠比碳化銹蝕嚴重。

1.2 混凝土的凍融破壞

混凝土中的毛細孔隙受凍后膨脹，如混凝土的飽水程度高，毛細孔隙內存在的氣體少，就會產生很大壓力，造成混凝土損傷，開裂并剝落。

1.3 混凝土的化學腐蝕

1）硫酸鹽能與水泥水化產物中的氫氧化鈣和水化鋁酸三鈣作用,分別生成硫酸鈣和鈣礬石，均造成體積膨脹，使混凝土開裂破壞——化學破壞。2）噴射混凝土中高含量的硫酸鈉鹽速凝劑也可能造成腐蝕。硫酸鹽的破壞主要發生在頻繁干濕交替的環境，如一端置于地下而另一端伸出地面的構件靠近地表部分。

1.4 混凝土的堿-骨料反應

自身化學腐蝕，混凝土使用了含有活性礦物成分的砂石骨料,遇水后與混凝土中的堿發生化學反應，形成某種膠凝體，體積膨脹，可使混凝土發生脹裂破壞。

1.5 由于水泥強度的不斷提高和施工進度加快，實際混凝土耐久性質量大幅度下降

1）有些水泥廠為了提高水泥強度，熟料磨得越來越細，因此降低了混凝土抗裂性。2）由于施工速度過快，混凝土不能充分養護，阻礙了水泥的充分水化反應，降低了混凝土的密實度，使表層混凝土的抗滲性成倍降低，使鋼筋開始銹蝕的年限成倍縮短。同時，由于混凝土過早加載受載，破壞了混凝土內部結構，造成混凝土早期開裂。

2 提高混凝土耐久性措施

混凝土和鋼筋的劣化過程，都需要有水的參與或以水作為媒介。為阻止水、氧氣、二氧化碳等氣體和鹽、酸等有害分子或離子侵入混凝土內部,最根本的措施就是:1）增加混凝土自身的密實性和抗裂性；2）確保鋼筋的混凝土保護層厚度，延緩有害物質到達鋼筋位置的時間。

2.1 改善混凝土結構的耐久性設計

1）明確設計使用年限:對不同使用年限，規定不同要求。2）細化環境類別與作用等級。3）規定構造要求:規定保護層厚度（與強度等級掛鉤）；防排水要求；裂縫控制等。4）混凝土結構的耐久性能要求:①規定混凝土的最低強度等級;②規定量大水膠比（不能用最小用水量代替）;③限定范圍的混凝土原材料（品種、用量、質量）,限定范圍的膠凝材料和化學外加劑（引氣劑），骨料的最大粒徑；④限定有害化學成分（氯離子、SO3、堿）的最大含量，保證所需的耐久性質量。

2.2 增加混凝土密實性

1）低水膠比能改善混凝土漿體及其與骨料間的界面微結構，降低混凝土內的毛細孔隙率。2）摻加粉煤灰等礦物摻和料能降低水化熱和減少拌合水,改善水化產物的微結構并有利于防裂。

通過火山灰反應，能進一步改善漿體及骨料界面結構，并增加單純凝土后期強度大摻量粉煤灰混凝土對氯離子的吸附作用，并能抑制堿-骨料反應。

2.3 混凝土的抗滲性（抗侵入性）

混凝土的抗滲性,即混凝土阻擋外部分子、離子或流體傳輸到混凝土內部的能力。

1）增加抗氯鹽引起鋼筋銹蝕的混凝土保護層厚度。2）開發防腐蝕措施:環氧涂層鋼筋、混凝土防腐面層、阻銹劑、陰極保護等。

2.4 凍融環境

限制粉煤灰摻量和粉煤灰中的燒矢量，摻入適量引氣劑，改善混凝土內部微結構。

2.5 氯鹽環境

限制單獨使用硅酸鹽水泥混凝土，采用低水膠比的大摻量礦物摻加和料混凝土（加少量硅灰），特別是粉煤灰。

2.6 化學腐蝕環境

使用低C3A的水泥及較大摻量礦物摻和料混凝土。

2.7 預應力體系的耐久性

在干濕交替的一般環境和氯鹽環境中，應采取多重防護措施（灌漿、連續密封的高密度塑料波形管等）。

環境非常嚴重時再用環氧涂層鋼絞線、阻銹劑等。

環境極端嚴重時，宜采用能定期檢測和更換的無黏結預應力體系。

2.8 堿-骨料反應

1）嚴格控制材料品種、質量；2）采用低含堿量水泥，大摻量礦料粉。

2.9 提高施工質量

1）嚴格控制進場材料質量，使材料各項工作指標符合要求。2）嚴格按配合比施工，并根據材料變化及時調整。3）認真澆筑和養護，保證混凝土的密實性和各項性能達到要求。4）做好成品保護工作。5）尊重客觀規律，按合理施工周期施工。

2.10 使用階段的定期維護與檢測

工程竣工后,用戶應定期進行維護和檢測，根據環境條件及構件的變化，及時檢測混凝土，并根據具體情況進行加固處理，保證混凝土的耐久性。