混凝土耐久性影响因素的研究

贾换

(西安思源学院，陕西 西安 710038)

混凝土耐久性影响因素的研究

贾换

(西安思源学院，陕西 西安 710038)

混凝土的耐久性是指在实际使用条件下，混凝土抵抗各种环境破坏，长期保持外观完整性和强度的能力。本文主要从混凝土耐久性定义和对混凝土耐久性的影响因素两方面进行研究。影响混凝土耐久性的因素较多，比如混凝土水灰比，集料的级配，水泥掺合料的性能，环境条件，施工工艺，配合比设计及长期荷载作用等。

混凝土；耐久性；影响因素

1 混凝土耐久性的概述

随着混凝土与钢筋技术的不断改进，它们逐渐取代了石材、木材、钢结构在社会中的应用，而且使用的时间相比较短，1824年，英国人J. Aspdin取得了波特兰水泥发明专利，1872年，美国人Warder创作了第一个称之为钢筋混凝土构件，至今也才有50年的历史。全球每年有数座高楼大厦及超高建筑拔地而起，而最早兴建的钢筋混凝土进入老化阶段，每年需要投入高额资金进行维修，据研究人员报道，在美国，现存大型混凝土建筑的总价值达 6万亿美元，而且每年的建筑桥梁房屋的维修花费高达300亿美元；在加拿大，建筑基础设备维修费用共计耗资5千亿美元；在英国，混凝土碳化腐蚀占17%，氯盐腐蚀占38%，冬季腐蚀占10%，碱骨料破坏占9%；在我国统计的一万座桥梁中，每年的维修费用共计耗资38亿元，而仅有 25%的资金落实到位。所以，在科技飞速发展的时代，我们不得不考虑混凝土耐久性的问题，可以让其保持一两百年甚至更久，在减少维修费用的情况下，保持原用建筑结构性能，这将是我们所期待的。

混凝土耐久性指在长期环境作用下，对砼结构造成一定侵蚀，或者由于其内部原因被破坏，导致砼使用寿命缩短，砼保持良好的性能而对其产生一定抵抗的能力。对于规定年限，混凝土不需要额外的维修费用，并能保证建筑物的安全及正常使用等，这也说明混凝土耐久性能良好。如何提高当前混凝土建筑工程的使用年限，且在特定土壤水分天气环境下，保持其具有良好的使用性能，也就是如何提高混凝土耐久性的问题。提高混凝土的耐久性也成为一个比较热门而又复杂的问题，至今也难以建立一个评定混凝土耐久性的确定指标。

影响混凝土耐久性的因素可分为：物理破坏：长期同水直接接触下，反复发生混凝土冻融环境作用。冻融破坏是影响混凝土耐久性最主要的问题之一。它是指混凝土在吸饱水作用下，经受多次冻融循环作用，能保持强度不显著降低和外观完整的性能。比如：冻融循坏和冬季除冰等，使混凝土产生剥落、分层等。这主要由于不一样的膨胀系数导致水泥石同砂石之间产生较大裂缝。化学破坏：接触海水氯化物，除冰盐的桥梁、隧道等钢筋混凝土结构构件，靠海的路上建筑外墙及室外构件，海水游泳池壁，桥梁护栏、护墙，立交桥墩等。污水管道，化粪池等接触腐蚀性气体液体，大气中酸雨雾霾等污染，水土中的硫酸盐和酸类，含盐大气环境中，对混凝土结构产生的腐蚀。这是因为混凝土中的碱性物质和骨料中的活性物质二氧化硅发生的反应，生成碱硅酸凝胶，若在潮湿的空气中，胶体产生膨胀，致使水泥石开裂，此被定义为碱骨料反应。还有海水、工业废料、生活污水、垃圾中硫酸根离子和混凝土中水化铝酸钙及氢氧化钙晶体发生反应，生成膨胀物质，导致混凝土组分变质，结构的破坏，强度下降等破坏。

2 混凝土耐久性的影响因素

2.1 原材料对混凝土耐久性的影响

不同的水泥品种，凝结硬化时间不同，形成水泥石结构的致密度和抗侵蚀的性能也不尽相同，当水泥石受到破坏，混凝土的那就行就不言而喻。水泥石破坏的三大因素主要由于氢氧化钙含量过多，水化铝酸钙的存在，水泥石结构致密度差等，所以，选择耐热耐水，抗酸碱盐侵蚀性好，选择碱含量少，收缩性小的水泥，并结合实际情况，不同水质砂石选用合适的水泥品种。除此之外，水泥强度等级必须同混凝土强度相适应，若水泥强度过高，水泥原料不够，骨料必然外露，造成配比不合适，骨肉分离；若水泥强度太低，水泥原料过多，除了包裹砂石之外，多余的水泥浆在振捣过程中，易形成泌浆现象，所以，在建筑工程中，根据工程要求选择相适应的水泥强度显得更为重要[1-2]。

为了抑制混凝土癌症的发生，在选择混凝土原料中，第一，考虑水泥中碱性物质的减少，大量使用掺有混合材料的水泥；其次减少骨料中活性成分的数量；第三，合理选用骨料级配，提高混凝土的流动性，改善混凝土的密实性能，抑制碱骨料反应的发生。

2.2 配合比设计对混凝土耐久性的影响

应满足工程强度需求，工作性能要求，还考虑尽量节约水泥，保护环境，减少成外本，同时还用考虑混凝土的耐久性问题。采取措施如：降低水泥水化热，避免内应力的产生，增强混凝土密实度；采用外加剂，减水剂减少水量，外加剂提高混凝土流动性抗冻性；掺入混合材料，提高混凝土抗侵蚀能力；对钢筋采取保护措施，增加混凝土保护层厚度，其目的为了提高混凝土耐久性。

2.3 施工工艺对混凝土耐久性的影响

冬季搅拌混凝土前，用加热水将原材料预热，达到合适的温度以便入模；及时将入模的混凝土均匀振捣，且不得过振或者漏振，不宜超过三十秒；利用混凝土二次搅拌法施工，其和易性和强度都得到提高；搅拌时，先是砂，水泥和外加剂进行搅拌，再加用水量均匀拌合，最后石子进行搅拌；对于大体积工程，在浇筑振捣时严格按照规定制度，加强施工质量管理，避免混凝土收缩和施工裂缝的产生，提高混凝土密实度。

2.4 化学腐蚀对混凝土耐久性的影响

钢筋混凝土在碱性环境下，可以避免氯离子对它的腐蚀，但是如果碱性环境一旦破坏，氯离子通过细孔进入到混凝土内部，就会同钢筋发生反应，钢筋发生钝化，破坏混凝土结构，造成混凝土与钢筋产生一定应力，两者之间的裂纹加大，造成钢筋萎缩，结构强度变差，钢筋混凝土耐久性降低；钢筋同氯离子反应生成一定的氢气，造成混凝土内部存在缺陷，产生压力，这会造成钢筋发生脆性断裂。硫酸根离子的存在也会对混凝土的耐久性产生影响。硫酸根离子同水泥中氢氧化钙发生反应，生成硫酸钙，及石膏。随着时间延长，石膏会同水泥水化的产物水化硫酸钙发生反应，生成我们常见的钙矾石，及水化硫铝酸钙，它的存在会导致水泥石产生2.5倍的体积膨胀，降低混凝土强度，结构遭到严重破坏。强碱对混凝土的的腐蚀，是氢氧化钠会同水泥石中间的水化铝酸钙发生反应，生成没有粘结力的水化铝酸钠，它也是一种膨胀物，造成混凝土结构发生变化。

2.5 其他因素对混凝土耐久性的影响

抗压强度是衡量混凝土力学性能的重要指标。提高水泥强度等级和水泥掺量，才能达到混凝土的高强度，但是，高强度水泥必然导致水泥高反应，高放热，从而引起混凝土严重收缩，产生应力和裂纹，降低混凝土的密实度，其混凝土的耐久性也就出现了问题。

3 总结

总之，用高性能混凝土代替普通混凝土，将会大大提高混凝土的耐久性，而且有利于环境的可持续发展.其实到目前为止，高性能混凝土的报道还比较少，对于混凝土抗压强度超过80MPa的各方面规定还不够完善，对于如何检测高性能混凝土的耐久性，以及高性能混凝土的耐久性相关的国家规定的细则也很少。

[1]刘玉娟,文静,王海蕾. 浅谈混凝土耐久性[J]. 科技信息,2012, 24(7):21.

[2]冯乃谦.混凝土及混凝土结构物的耐久性[J]. 施工技术,1995,(7):35-37.

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1007-6344（2015）08-0026-01