淺議混凝土的耐久性

武桂芝　高傳彬

【摘 要】混凝土耐久性是混凝土在長期使用中抵抗各種環(huán)境作用而不破壞，且能保持原有性質(zhì)的能力，它是綜合性指標，直接影響混凝土的使用壽命，怎樣提高混凝土的耐久性在混凝土的結(jié)構(gòu)設計中需引起重視。

【關鍵詞】耐久性；改善；措施

混凝土的耐久性是指混凝土在周圍介質(zhì)不利因素持久作用下仍保持性能良好的能力。它是一項綜合性質(zhì)，通常包括抗?jié)B、抗凍、抗碳化、抗侵蝕、抗堿-骨料反應等方面的性能。

在一般的混凝土設計中，通常會忽視環(huán)境對結(jié)構(gòu)的影響，很多混凝土結(jié)構(gòu)還沒有達到它的設計使用年限，就出現(xiàn)了鋼筋銹蝕、混凝土劣化剝落等影響結(jié)構(gòu)性能及外觀的破壞現(xiàn)象，需要大量投資進行修復甚至拆除重建。一次混凝土的耐久性也應該和混凝土的強度一樣作為混凝土結(jié)構(gòu)設計的一項重要內(nèi)容。

1 混凝土的抗?jié)B性

1.1 混凝土抗?jié)B性的含義

抗?jié)B性是指混凝土在壓力水的作用下不滲水的能力，用抗?jié)B等級P（水工混凝土用W）來表示。分為P4、P6、P8、P10、P12等5級，相應表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的壓力水，而不滲水。

1.2 改善混凝土抗?jié)B性的措施

混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不密實形成的聯(lián)通的孔隙是混凝土滲水的內(nèi)因。聯(lián)通的孔隙主要有混凝土硬化前水分蒸發(fā)和泌水后留下的毛細管道，另外，混凝土施工中振搗不密實及硬化后因干燥引起的收縮、熱脹等變形造成的裂隙也形成滲水通道。

因此，要提高混凝土的抗?jié)B性，可以采取使混凝土的更密實和減少連通孔隙的措施。具體方法有：

1）摻加引氣劑，減少聯(lián)通孔隙；

2）摻減水劑，繼而減少混凝土拌合用水，這樣就減少因蒸發(fā)和泌水引起的聯(lián)通孔隙；

3）選擇致密、干凈、級配良好的骨料，使水泥更好的膠結(jié)骨料，使混凝土結(jié)構(gòu)更密實；

4）精心施工、加強養(yǎng)護。

2 混凝土的抗凍性

2.1 抗凍性的含義

混凝土的抗凍性是指混凝土在含水飽和情況下，在反復凍結(jié)和融化作用下，仍較好的保持原有性能的能力。常用抗凍等級F來表示。快凍發(fā)的混凝土抗凍等級共分為F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400>F400 九個等級。其中50、100、150…表示混凝土能承受的最多凍融次數(shù)。

2.2 抗凍性提高的方法

怎樣使混凝土硬化后更密實或減少聯(lián)通的孔隙提高混凝土抗凍性的關鍵，尤其要防止混凝土早起受凍。具體方法有：

1）提高混凝土密實度 。如在混凝土中加減水劑、選干凈、級配良好的砂石、精心施工、加強早起養(yǎng)護等。

2）摻引氣劑。引氣劑可以增加混凝土不連通的氣泡，可以減少混凝土聯(lián)通孔隙，又可通過氣泡收縮減少凍融破壞。

3）摻防凍劑。尤其要防止混凝土早期受凍。

4）提高水泥強度等級。用高標號的水泥、降低水灰比等。

3 混凝土的抗侵蝕性

3.1 抗侵蝕性的含義

當混凝土所處環(huán)境的水中含有一些鹽或酸時，混凝土中的化學成分如氫氧化鈣（混凝土所用水泥的水化產(chǎn)物）便會和上述物質(zhì)發(fā)生化學反應，生成可溶物質(zhì)或松軟的物質(zhì)，繼而使混凝土結(jié)構(gòu)破壞，強度降低。

3.2 使混凝土抗侵蝕性改善的方法

1）選擇含堿底的水泥品種，如抗硫酸鹽水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥等。

2）使混凝土更密實度、內(nèi)部聯(lián)通的孔隙減少。具體方法混凝土抗?jié)B性。

用于地下及海水環(huán)境下的工程，即惡劣環(huán)境中的混凝土，對抗侵蝕性有著更高的要求。

4 混凝土的碳化

4.1 混凝土碳化的含義

混凝土中的堿（氫氧化鈣）在潮濕的環(huán)境下會和空氣中的二氧化碳和水一起發(fā)生化學反應，有碳酸鈣生成。，發(fā)生這個反應的后果一是體積收縮，使混凝土產(chǎn)生裂縫，二是使混凝土堿度Ca（OH）2降低。這樣混凝土中的鋼筋在潮濕空氣的作用下，鋼筋開始生銹，鋼筋生銹引起膨脹，引起混凝土表面強度和內(nèi)部強度的差異，故在用回彈儀進行混凝土強度檢驗時，應進行碳化修正，否則易造成混凝土結(jié)構(gòu)強度值的誤判。

4.2 提高混凝土抗碳化的措施

碳化的速度受許多因素影響：

1）硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物中氫氧化鈣多，碳化速度慢；水泥中混合材料摻量越多，碳化速度越快。

2）水灰比。降低水灰比，可以提高混凝土越密實，降低碳化速度。

3）環(huán)境因素。環(huán)境因素主要指空氣中二氧化碳的濃度及空氣的相對濕度，二氧化碳濃度增高碳化速度加快，在相對濕度達到50%～70%情況下，碳化速度最快，在相對濕度達到100%，或相對濕度在25%以下時碳化將停止進行。

所以合理選擇水泥品種、降低水灰比、加減水劑、保證混凝土保護層的質(zhì)量和厚度；充分濕養(yǎng)護是提高混凝土抗碳化的主要措施。

5 堿-骨料反應

5.1 堿-骨料反應的含義

堿-骨料反應是指在有水的條件下，水泥中過量的堿性氧化物（氧化鈉和氧化鉀）與骨料中的活性二氧化硅之間發(fā)生的反應。

堿-骨料反應的速度很慢，一般在混凝土澆筑成型后幾年逐漸開始，反應生成的堿-硅酸凝膠，能從周圍介質(zhì)中吸收水分而產(chǎn)生3倍以上體積膨脹，嚴重影響混凝土的耐久性。

5.2 抑制堿-骨料反應的措施

堿-骨料反必須具備的條件及抑制措施

1）水泥中含有較高的堿量，總堿量（按Na2O+0.658K2O計）大于0.6%時，才會發(fā)生堿-骨料反應，摻混合材料可使水泥堿度降低，可優(yōu)先選用。

2）骨料中含有活性二氧化硅并超過一定數(shù)量，它們常存在于流紋巖、安山巖、凝灰?guī)r等天然巖石中。為此選非活性骨料。

3）存在水分。在干燥狀態(tài)下不會造成危害。

總之混凝土的耐久性受多方因素的影響，綜合以上分析，使混凝土耐久性調(diào)高的措施可以歸結(jié)一下幾個方面：嚴格控制水灰比，保證足夠的水泥用量；合理選擇水泥品種；適當控制混凝土的水灰比及水泥用量；選用合格的砂、石骨料，并盡量采用合理砂率；摻引氣劑、減水劑等外加劑；摻入高效的活性礦物摻料，大量研究表明了摻粉煤灰、礦渣、硅粉等摻合料能有效填充內(nèi)部孔隙，改善孔隙結(jié)構(gòu)，提高密度，還能抑制堿-骨料反應；在混凝土施工中，應攪拌均勻、振搗密實、加強養(yǎng)護，增加混凝土密實度，提高混凝土質(zhì)量。

【參考文獻】

[1]武桂芝.建筑材料[M].鄭州：黃河水利水電出版社，2009.

[2]陳桂萍.建筑材料與檢測[M].大連：大連理工大學出版社，2014.

[責任編輯：湯靜]