探討混凝土的結構耐久性

胡麟

混凝土結構在長期的使用過程中要承受各種侵襲和破壞，而在這些復雜的環境下保持足夠的強度至關重要，這是混凝土最重要的性質，我們稱之為混凝土結構的耐久性。一般說來，混凝土結構在使用了三十到四十年后，就進入問題多發期， 有可能出現混凝土結構碳化、保護層剝落、裂縫出現、鋼筋腐蝕、滲漏層破壞，鋼筋化學腐蝕等現象。因此，在施工的過程中關注混凝土結構的耐久性是至關重要不容忽視的課題。

嚴格來說，混凝土的耐久性是指混凝土建筑和結構在必要年限內，在復雜的環境條件影響下、在各種損傷因素的作用下、不需要額外加固強化的情況下保持安全和正常使用的能力。混凝土的耐久性包括指以下因素： 即滲透阻力、抗凍性、抗侵蝕性、抗碳化性。相應的，對混凝土結構造成破壞的主要原因是由于凍融破壞，滲流破壞，堿集料反應，混凝土碳化、鋼筋的銹蝕、化學襲擊等六個方面。

因此，我們在設計和使用過程中，要注意增強混凝土的耐久性，主要應從以下方面入手：

原材料的選擇

水泥類材料的強度和性能是在水泥砂漿的凝結與硬化過程中形成的，在這過過程中，水泥一旦受損，混凝土的耐久性就會嚴重下降，因此在選擇水泥時需嚴格關注水泥品種的具體性能，盡量選用選擇堿含量小，水化熱低，干縮性小，耐熱性，抗水性，抗腐蝕性，抗凍性能好的水泥，結合具體情況進行選擇。

同時，在選擇水泥的過程中，不能以強度作為唯一指標，低標的水泥也可配制出高標混凝土，我們要在考慮強度的同時，考慮水泥的工程性能。

使用外加劑

在使用集料與摻和劑時要優先考慮堿活性，并進行合理的級配。在混凝土中摻加一定的硅粉、粉煤灰、礦渣等材料能在很大程度上提升混凝土的耐久性，改善混凝土內孔結構，填充混凝土之間的空隙。

在考慮混凝土的耐久性時，要在混凝土的設計能滿足所需強度、性能的基礎上，盡量減少水泥用量、減少用水量、降低水泥水化熱、減少混凝土縫隙、提高混凝土致密度，達到結構要求，這是被我國混凝土行業廣泛使用的技術，它使用高效引氣劑減小混凝土的孔隙度，預防外界有害雜質進入混凝土內部。提高混凝土的耐凍性、防護性，減少有害的物質的進入。

水泥在加水攪拌后，在凝固過程中，會產生絮凝狀結構。這些絮凝狀結構中，包裹著許多拌和水，這就會降低了需長期使用的混凝土結構的耐久度。施工中為了保持混凝土拌和物所需的工作性，不得不在拌和時增加用水量，這就必然促使水泥石結構中出現很多空隙。為達到減少用水量，減少空隙的目的，我們可加入減水劑，使水泥質點表面均帶有相同電荷。在電性斥力的作用下，可以使水泥體系處于較穩定的懸浮狀態，同時還能在水泥顆粒表面形成一層水膜，使水泥絮凝體內的游離水釋放出來，達到減水的目的。研究表明，當水灰比降低到0.38以下時，消除毛細管孔隙的目標就可以實現，而摻入高效減水劑，就能達到這種目的。

普通的水泥混凝土中水化物的穩定性不足，也會降低混凝土的耐久度。而在普通混凝土中摻入硅粉、粉煤灰、礦渣等，能有效的改善混凝土中膠凝物質的組成，讓水化物更趨穩定。這些物質中含有大量的活性Si02及活性Al203，它們能和水泥在水化過程中產生的游離石灰與高堿性水化矽酸鈣再次發生化學反應，生成強度更高、穩定性更優的低堿性水化矽酸鈣，從而改善水化膠凝物質的組成，消除游離石灰，使水泥石的結構更為致密，有效的增進混凝土的耐久性和強度。

降低水泥用量

在設計和施工的具體設計中，一個重要的措施是在保證強度要求的前提下盡可能的減少水泥的用量。減少水泥劑量意味著降低了水化熱、混凝土可以經歷更多溫和的熱過程，以減少開裂的風險。這種措施能充分振動壓實混凝土，并能較好的進行混凝土養護。特別是對于一些特別不容易維護的建筑設計，如板、梁、柱等，更應該在保證強度的基礎上，降低水泥用量。

注意施工工藝

混凝土的拌制應盡量采用一些新工藝，如：二次攪拌法，裹砂法，裹砂石法等，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土強度，減少用水量；大體積混凝土的澆筑振搗應控制混凝土的溫度裂縫，收縮裂縫，施工裂縫，建立混凝土的澆筑振搗制度，提高混凝土密實度和抗滲性，重視混凝土振搗后的表面工序，并加強養護，以提高混凝土結構的耐久度。

同時，在施工時盡可能避免在高溫下施工，避免長距離輸送。在長距離輸送的過程中，混凝土的坍落度較高，這就必然導致用水量增加、膠凝材料用量增加、放熱量增大，從而降低混凝土結構的耐久度。

加強養護

加強養護主要包括養護和保溫兩方面，養護可防止混凝土早期干縮，保溫可防止混凝土表面溫度過低，內外溫差過大，會因熱脹冷縮使混凝土產生裂縫，而降低混凝土的穩定度和強度。

為了溫控的需要，大體積混凝土的早期強度一般維持在較低的值。這也要求我們，在使用過程中要注意保護.不能過早使混凝土受壓受力，降低混凝土結構的穩定度。

從上述可知，為了提高混凝土結構的耐久性，我們可根據結構的環境，合理選擇混凝土的原材料，改善混凝土級配，控制水灰比，在保證混凝土強度等級的基礎上使用最低劑量的水泥，改善混凝土的抗滲和密實度。在建筑業蓬勃發展的今天，鋼筋混凝土的耐久性是影響相關企業經濟績效的一個重要因素。提高鋼筋和混凝土的耐腐蝕性能和耐用性，具有重要的現實與經濟利益。

（作者單位：湖南文理學院芙蓉學院工程與技術系）