提高混凝土耐久性技術研究

陳定華

云南建工第二建設有限公司

摘要：混凝土的用途是十分廣泛的，混凝土耐久性直接影響著建筑物的使用壽命和建筑物使用的安全性。隨著建筑市場的日益成熟，混凝土的強度也在不斷提高，但是，目前我國的工程建設在混凝土的耐久性方面還存在許多的問題。本文就是根據我國混凝土耐久性中存在的問題而進行的研究。

關鍵詞：混凝土；耐久性；技術研究

一、混凝土耐久性問題的分析

1、受到凍融的影響對于某些環境比較特殊的地區，混凝土的凍融破壞結構處于冰點以下環境時，過冷的水發生遷移，部分混凝土內孔隙中的水將結冰，形成各種壓力，導致混凝土的破壞。同時，在混凝土出現凍脹、變形后，即便是已經解凍其殘余膨脹還會使其變形繼續存在，這樣就對混凝土的耐久性造成不利影響。混凝土發生凍融破壞的最顯著的特征是表面剝落。

2、混凝土的堿-集料反應

它是指混凝土中的堿與集料中活性組分發生的化學反應，因反應的因素在混凝土內部，是混凝土工程中的一大隱患。一些立交橋，鐵道軌枕等發生不同程度的膨脹破壞，不得不拆除并造成巨大損失。混凝土堿-集料反應通常有三種類型：慢膨脹型堿-硅酸鹽反應，堿-碳酸鹽反應，堿-硅酸反應，避免堿-集料反應的方法可采用：①摻用混合材；②限制混凝土的堿含量；③盡量避免采用活性集料。

3、化學物質的侵蝕和破壞常見的化學侵蝕可分為一般酸性水腐蝕，硫酸鹽腐蝕，碳酸腐蝕，淡水腐蝕，鎂鹽腐蝕五類。具體包括以下幾個方面：第一、堿性物質的侵蝕和破壞。堿的濃溶液會對水泥中的水化物進行侵蝕，包括結晶侵蝕及化學侵蝕，這些多會對混凝土的內部結構造成影響。第二、酸性物質的破壞。酸性物質會對水泥中的化合物進行侵蝕，導致氫氧化鈣與其他的物質發生化學反應，導致混凝土的強度降低而發生崩解。第三、硫酸鹽的侵蝕及破壞。當水泥中的氫氧化鈣同硫酸鹽發生化學反應時，產生的新物質會使混凝土發生膨脹，導致脹裂。

4、鋼筋的銹蝕鋼筋的銹蝕

其一，氯離子對鋼筋表面鈍化膜有特殊的破壞作用，若混凝土開裂，造成水和氧的通道，就會促成混凝土裂縫進一步開展，最終使構件失去承載力。其二，表現為鋼筋在外部介質作用下發生電化反應，造成混凝土順筋裂縫，從而成為腐蝕介質滲入鋼筋的通道，加快結構的損壞。如混凝土的碳化或中性化。

二、耐久混凝土原材料選用

1、水泥

采用品質穩定、強度等級不低于PO.42.5級的低堿硅酸鹽水泥或低堿普通硅酸鹽水泥。品質應符合GB175-1999規定：水泥熟料中C3A的含量不宜超過8%，堿含量不應超過0.60%，水泥的比表面積不宜超過350m2/kg，游離氧化鈣含量不應超過1.5%，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之間的水泥。

2、細骨料

細骨料應選擇級配合理、質地均勻堅固的天然中粗砂，細度模數2.6～3.0。砂的含泥量應不大于1.5%，泥塊含量應不大于0.1%，嚴格控制云母和泥土的含量，選用無堿活性細骨料。

3、粗骨料

選用質地堅硬、級配良好的石灰巖、輝綠巖等碎石，壓碎指標不大于10%，含泥量小于0.5%，顆粒盡量接近等徑狀。粗骨料粒10～20mm顆粒質量占（60±5）%，5～10mm顆粒質量占（40±5）%。選用無堿活性粗骨料。

4、專用復合外加劑

采用具有高效減水、能細化混凝土孔結構、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的專用復合外加劑，專用復合外加劑必須滿足專用復合外加劑的規定。

5、礦物摻合料

適當摻用優質Ⅰ級粉煤灰、微硅粉等礦物摻合料，Ⅰ級粉煤灰和磨細礦渣粉分別應符合GB1596和GB/T18046的規定，礦物摻合料摻量不超過水泥用量的30%。

三、混凝土耐久性措施分析

1、采用合理的施工方法

大體積混凝土不宜采用泵送。因為可泵性限制了骨料最大粒徑，是十分不利的。大體積混凝土應采用吊罐吊運，以使用大的骨料和較小的流動度。

2、盡量降低水泥用量

水泥水化產生的水化熱是大體積混凝土發生溫度變化而導致體積變化的主要根源。因此，應千方百計地降低水泥用量。這就要求：第一、充分利用混凝土后期增長的強度及其他性能，采用較長的設計齡期。第二、在滿足結構安全的前提下，盡量降低設計要求強度，以減小水泥用量。第三、精心設計、調整混凝土的骨料粒徑和級配。第四、摻加粉煤灰。摻加粉煤灰減小水泥用量可有效降低水化熱。粉煤灰的水化熱遠小于水泥，7天約為水泥的1/3，28天約為水泥的1/2。大體積混凝土的強度通常要求較低，允許摻加較多的粉煤灰。另外，優質粉煤灰的需水性小，可降低混凝土的單位用水量和水泥用量，有利于防裂。

3、使用水化熱低的水泥

混合材摻量多的水泥水化熱較低，鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高的，水化熱較高。大體積混凝土一般不宜使用水化熱高的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，更不宜使用早強型水泥。

4、采用線膨脹系數小的骨料

混凝土由水泥漿和骨料組成，其線膨脹系數為水泥漿和骨料線膨脹系數的加權平均值。水泥漿的線膨脹系數為（11～16）×10-6/℃；骨料的線膨脹系數因母巖種類而異，不同巖石的線膨脹系數如表1。

表1不同巖石的線膨脹系數

巖石種類 石英 花崗石 白云巖 石灰巖 大理石 玄武巖 砂巖

線膨脹系數10-6/℃ 10.2～13.4 5.5～5.8 6～10 3.64～6 4.41 5～7.5 10～12

表1表明，不同巖石的線膨脹系數差異很大。大體積混凝土中的骨料體積占75%以上，采用線膨脹系數小的骨料對降低混凝土的線膨脹系數，從而減小溫度變形的作用是十分顯著的。

5、冷卻混凝土

冷卻混凝土分預冷和后冷。預冷主要的方法是加冰拌和和冷卻骨料。后冷是在澆筑后進行。澆筑塊不太厚的，亦可采用表面流水冷卻，也有較好效果；通低溫水冷卻，冷卻的效率高，冷量損失小。

四、高性能耐久混凝土技術

1、清水耐久混凝土技術

為保證砼面達到清水混凝土 要求，混凝土構件達到上不找平，下不粉頂。混凝土施工中采用清水砼模板，模板豎向構件（剪力墻、柱子）采用中型65系列組合鋼模板，水平構件（梁、樓板、屋面板）采用采用膠合板，在所有板接縫處均用雙面膠貼縫。

混凝土配制：優化配合比，混凝土使用同一種原料和相同的配合比，使砼具有良好的流動性、和易性，保水性，不離析、不泌水。

混凝土施工：砼澆筑時，砼下料口與澆筑面之間的距離不能過大，否則砼易離析，振搗時間以砼表面出漿為宜，同時避免漏振和過振。

混凝土養護：混凝土的養護應確保砼表面不受污染，充分合理的養護是保證砼表面和內在質量的關鍵。

以上措施確保了砼表面無裂縫，無氣泡、無色差、無蜂窩麻面。砼表面平整。光滑、軸線、體型尺寸準確，梁柱接頭通順，無明顯搓痕。

2、免振耐久混凝土施工技術

由于本工程層高高、跨度大，鋼筋布置密集（主筋與主筋的間距10cm），為確保砼澆筑時不出現離析，保證混凝土的質量，本工程鋼柱內混凝土及層高大于等于7米的框架柱全部采用高拋免振自密實砼澆筑。

第一、混凝土拌制：攪拌站在生產混凝土時，計量攪拌時要嚴格控制各種原材料在計量誤差范圍以內。攪拌時間延長15秒。同時嚴格控制混凝土出機坍落度（25±3cm），混凝土不得離析。