淺析混凝土結構耐久性及高性能混凝土的應用

趙海霞　楊國林

（許昌經典商品混凝土有限公司）

淺析混凝土結構耐久性及高性能混凝土的應用

趙海霞楊國林

（許昌經典商品混凝土有限公司）

隨著科學技術的發展，混凝土結構逐漸成為現今社會上應用最廣泛的工程結構，所以對混凝土結構的耐久性進行相關的檢測就是非常重要的事情了。本文就主要介紹了混凝土結構的耐久性研究狀況，對混凝土結構的耐久性進行相應的檢測與評估，并且在對高性能混凝土的應用方面也作了一定的整理。

混凝土結構；耐久性；高性能混凝土；應用

前言

由于混凝土結構在土木工程中所展現出來的許多優點得到了人們的認可，所以它不斷成為了當今工程界應用最廣泛的結構。它具有壽命長、較長時間不用維護等優點，但是隨著長時間自然環境的侵蝕，這種優點所展現出來的相關功能會逐漸衰減，這是一個自然的客觀規律，所以在此情況下，混凝土結構的耐久性問題就顯得尤為重要了。

1　混凝土的使用現狀

在現實情況中我們比較容易能夠得到混凝土結構的相關原材料，而且施工也非常方便，在養護費用上也是很便宜的，所以它得到了諸多工程人士的青睞，在很多施工建筑中都采用了混凝土結構。但是在現實使用情況中，由于大量的鋼筋混凝土結構耐久性不足，從而導致工程結構過早破壞、拆除以及時效，所以相關維修人員必須及時進行大量的加固維護，這給企業以及國家都造成了嚴重的經濟損失。這種情況引起了世界上各個工程師的高度重視，并驅使他們不斷進行混凝土結構耐久性的研究，從而能夠找到有效的解決方法。

2　混凝土結構耐久性的影響因素

通過對現實狀況下的混凝土結構進行研究，得到了影響混凝土結構耐久性的主要因素：鋼筋的銹蝕、混凝土自身的腐蝕、混凝土與鋼筋之間粘接作用的減弱。下面就一一進行詳細介紹：

2.1混凝土自身的腐蝕

混凝土呈堿性，是因為它的成分里面含有氫氧化鈣，這在高度的堿性環境中使得鋼筋表面形成一層保護薄膜，保護鋼筋不受酸性物質的侵蝕作用。但是在長時間的自然環境中，空氣中的酸性物質會通過各種小型縫隙進入到混凝土結構中去，從而溶解于縫隙中的液體之中，與水泥水化作用的相關產物發生一系列化學反應，形成碳酸鈣，這就在很大程度上會中和掉混凝土中的堿，其實就是混凝土的碳化作用。碳化作用本身對混凝土并沒有什么太大的危害，甚至在一定程度上還會提高混凝土結構的強度以及密實性，但是將混凝土成分中的堿中和掉之后，會使鋼筋表面的一層致密氧化保護膜遭到嚴重破壞，使得空氣中的腐蝕性物質肆意進入混凝土結構中，從而破壞掉混凝土的結構，產生一定的裂縫，嚴重損壞了整體結構的穩定性，會對整個工程建筑產生不可預知的破壞，從而對人們的生產生活安全造成嚴重的威脅。

2.2堿骨料造成的影響

所謂的堿骨料反應即就是混凝土中的水泥在其水化過程中釋放出一定量的金屬與骨料中的二氧化硅發生相關的化學反應，從而生成一種堿性物質硅凝膠。此硅凝膠具有一定的吸水膨脹能力，在混凝土中發生不均勻的膨脹作用，對混凝土的內部結構造成嚴重的破壞，產生一些裂縫，使混凝土結構的強度大大降低，對耐久性造成影響，又因為堿骨料反應發生在混凝土結構中的各個角落，所以對其的防止和維修都是非常的困難。

2.3鋼筋的銹蝕作用

水和氧是鋼筋發生腐蝕的必要因素，在酸性物質使得混凝土裂開之后，水和氧就會很容易的接觸到一起，從而會加快鋼筋的腐蝕作用，使得混凝土裂縫進一步擴大，造成整體性破壞。另外，鋼筋在外部物質的作用下也會發生相應的電化反應，并隨之生成鐵銹，使自身體積不斷增大，造成混凝土進行順筋裂縫，加快混凝土結構的破壞速度，這就給整體建筑結構埋下了安全隱患。

3　進行耐久性提高的措施

3.1加入減水劑

混凝土拌合物需要一定的流動性，我們在保持這種流動性的同時盡量減少水灰比例，使混凝土結構的總孔隙率大大降低。這是因為水泥在經過加水攪拌之后，會形成一種絮凝結構，大大降低混凝土的工作性能，在施工中就必須增加用水量來促使混凝土結構中形成較多孔隙，在加入減水劑之后，就會使整個水泥體系處于相對穩定的狀態，從而實現減水的效果。

3.2防腐措施

在一般情況下，我們是采用表面涂防腐劑、環氧涂層鋼筋以及陰極保護等措施來保護鋼筋，以免被腐蝕。陰極保護是一種通過向鋼筋混凝土中施加反向的電流來消除鋼筋之間存在的電位差，從而減少腐蝕作用。環氧涂層鋼筋技術還不夠成熟，有待科學界進一步研究分析。在鋼筋表面涂防止腐蝕的化學試劑是一種比較經濟合理的防腐方法，在實際中被廣泛應用。

3.3摻入活性礦物質

在混凝土中摻入一定量的活性物質可以填充混凝土中的一些孔隙，又因為活性物質中含有不少的二氧化硅及三氧化二鋁，這兩種組合物可以水泥水化物發生二次反應，從而在一定程度上改善水化膠凝物質的組成，降低混凝土的孔隙率，讓水泥石結構更加的緊密，進一步提高混凝土的強度，增強耐久性。

4　高性能混凝土的應用分析

高性能混凝土即就是具有高耐久性、高強度性、高穩定性以及高工作性等許多優點，它被認為是目前世界上性能最為全面的混凝土，在許多重大工程中被采用，比如說：橋梁建筑、高層超高層建筑以及海港工程等。

4.1高性能混凝土的性能4.1.1耐久性

高性能混凝土是高效減水劑和礦物質超細粉的混合使用，這樣在一定程度上能夠有效地減少用水量，從而減少混凝土結構中的孔隙率，使整體結構能安全可靠的應用一個世紀之久，這就是所謂的耐久性。

4.1.2高強度性

由于混凝土本身就是一種非均質材料，在強度方面受很多因素的影響，其中水灰比是主要影響因素。對于一般的混凝土來說，水灰比的降低會增加混凝土的抗壓強度，但是高性能混凝土是因為其中的高效減水劑對水泥的分散能力強以及減水率高，能夠大幅度的降低混凝土的用水量。并且在高性能混凝土中加入一些礦物超細粉可以填充水泥之間的孔隙，在很大程度上改善界面結構，使得混凝土的致密性增強，從而有很大抗壓強度。

4.1.3經濟性

高性能混凝土具有很高的抗壓強度，這樣可以有效地減少結構的尺寸以及自身重力，在一定范圍內增加使用的空間；良好的耐久性在很大程度上可以減少混凝土結構的維修費用，并且延長結構的使用壽命；最后它良好的工藝性可以減少施工人員的工作強度，并且能夠加快施工速度，減少成本；以上這些都是高性能混凝土帶來的經濟效益。

4.2高性能混凝土的應用

4.2.1橋梁工程中

在橋梁工程建筑中，高性能混凝土具有獨特的優勢，主要體現在它跨徑更長、構件更薄、耐久性強、抗壓強度高以及主梁間距更大等。高性能混凝土被廣泛應用在離岸結構以及大型長跨橋梁的建造之中，比如說在主梁、石墩部、墩基等，它易于澆筑、穩定性好，能夠在海上高強度、非常惡劣的自然環境中生存下來，所以橋梁建設中高性能混凝土是必不可少的。

4.2.2公路工程

因為現代公路每天都需要承受大量的沖刷、摩擦損耗、腐蝕液體侵蝕等破壞，所以高性能混凝土的高施工性、高穩定性以及高耐久性都能夠很好地幫助混凝土結構來抵御這些損耗，一方面高性能混凝土能夠提高施工質量，保證路基不下沉；另一方面，由于其耐久性好，所以維修的次數就少，從而能夠減少維修人員的工作量，也能夠大大的降低經濟費用，真可謂是實惠又耐用。

5　結束語

混凝土結構由于其良好的工作性能而被廣泛應用在工程界，它給人們帶來的效益是巨大的，但同時它所展現出來的一些問題需要我們去不斷研究分析，將混凝土結構分析的更加全面徹底，讓它給我們人類社會帶來更大的效益。

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TU755

A

1673-0038（2015）38-0080-02

2015-9-1

趙海霞（1985-），女，2008年畢業于鄭州交通職業技術學院。

楊國林（1988-），男，2007年畢業于西北工業大學。