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(zhǎng)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(biāo)，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(shè)計(jì)中需引起重視。

【關(guān)鍵詞】耐久性；改善；措施

混凝土的耐久性是指混凝土在周?chē)橘|(zhì)不利因素持久作用下仍保持性能良好的能力。它是一項(xiàng)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(yīng)等方面的性能。

在一般的混凝土設(shè)計(jì)中，通常會(huì)忽視環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，很多混凝土結(jié)構(gòu)還沒(méi)有達(dá)到它的設(shè)計(jì)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(jìn)行修復(fù)甚至拆除重建。一次混凝土的耐久性也應(yīng)該和混凝土的強(qiáng)度一樣作為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)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(jí)P（水工混凝土用W）來(lái)表示。分為P4、P6、P8、P10、P12等5級(jí)，相應(yīng)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(shí)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(xì)管道，另外，混凝土施工中振搗不密實(shí)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(shí)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(jí)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(shí)；

4）精心施工、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。

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(fù)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(jí)F來(lái)表示。快凍發(fā)的混凝土抗凍等級(jí)共分為F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400>F400 九個(gè)等級(jí)。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(shí)或減少聯(lián)通的孔隙提高混凝土抗凍性的關(guān)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(shí)度 。如在混凝土中加減水劑、選干凈、級(jí)配良好的砂石、精心施工、加強(qiáng)早起養(yǎng)護(hù)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(guò)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(qiáng)度等級(jí)。用高標(biāo)號(hào)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(dāng)混凝土所處環(huán)境的水中含有一些鹽或酸時(shí)，混凝土中的化學(xué)成分如氫氧化鈣（混凝土所用水泥的水化產(chǎn)物）便會(huì)和上述物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(qiáng)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(shí)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(duì)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(huì)和空氣中的二氧化碳和水一起發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，有碳酸鈣生成。，發(fā)生這個(gè)反應(yīng)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(kāi)始生銹，鋼筋生銹引起膨脹，引起混凝土表面強(qiáng)度和內(nèi)部強(qiáng)度的差異，故在用回彈儀進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行碳化修正，否則易造成混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)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(shí)，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(duì)濕度，二氧化碳濃度增高碳化速度加快，在相對(duì)濕度達(dá)到50%～70%情況下，碳化速度最快，在相對(duì)濕度達(dá)到100%，或相對(duì)濕度在25%以下時(shí)碳化將停止進(jìn)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(hù)層的質(zhì)量和厚度；充分濕養(yǎng)護(hù)是提高混凝土抗碳化的主要措施。

5 堿-骨料反應(yīng)

5.1 堿-骨料反應(yīng)的含義

堿-骨料反應(yīng)是指在有水的條件下，水泥中過(guò)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(yīng)。

堿-骨料反應(yīng)的速度很慢，一般在混凝土澆筑成型后幾年逐漸開(kāi)始，反應(yīng)生成的堿-硅酸凝膠，能從周?chē)橘|(zhì)中吸收水分而產(chǎn)生3倍以上體積膨脹，嚴(yán)重影響混凝土的耐久性。

5.2 抑制堿-骨料反應(yīng)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(jì)）大于0.6%時(shí)，才會(huì)發(fā)生堿-骨料反應(yīng)，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(guò)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(huì)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(gè)方面：嚴(yán)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(dāng)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(yīng)；在混凝土施工中，應(yīng)攪拌均勻、振搗密實(shí)、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，增加混凝土密實(shí)度，提高混凝土質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[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(cè)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2014.

[責(zé)任編輯：湯靜]