混凝土材料特性对耐久性能影响分析

刘 博

(佛山市公路桥梁工程监测站有限公司， 广东 佛山 528041)

0 引言

混凝土是一种复杂的复合材料，主要成分是水泥化合物及骨料。对混凝土早期的研究主要是在材料的宏观方面，并把混凝土进行理想化，将多项的非均质的材料当做均匀连续体进行研究。因此主要是对材料的表面性质进行的研究，而实际上，对材料性能起决定作用的是材料的微观结构。比如，材料的刚度和强度等等性能直接决定材料的耐久性，因此，在进行设计时，一定要充分考虑混凝土材料的微观结构及性能。由于混凝土耐久性不足所产生的问题是混凝土在使用过程中最应该注意的问题，所以要分别从宏观角度和微观角度对混凝土的结构进行研究分析，并通过改善结构提高混凝土材料的耐久性。

1 影响混凝土耐久性的主要因素

混凝土材料是建筑工程中的基本材料，优异的性能能提高建筑工程的质量。良好的耐久性不仅能提高材料的抗腐蚀性，稳定建筑的体积；而且能提高建筑的整体质量，提高建筑企业的社会地位。通过分析研究，影响混凝土材料耐久性的因素主要有以下几点：

1.1 混凝土碱集料反应的影响

由于混凝土中含有碱性物质，加上环境中含有的碱会在混凝土固化后发生缓慢作用从而引起混凝土的碱集料反应，导致混凝土中的成分因吸收水分，体积发生膨胀，导致混凝土材料发生从内而外的开裂，影响建筑工程的质量。

1.2 混凝土冻融破坏的影响

混凝土在施工的过程中对工作性有要求，需要的水量大，水灰之间的比例较高，因此也就导致混凝土的孔隙率较高，尤其是毛细孔，更是占相当大部分的比例。由于毛细孔是水分、气体及各种侵蚀介质交换的通道，各种有害物质的侵入会导致混凝土耐久性的不足。同时，由于混凝土中的水化物不稳定易分解也会影响材料的耐久性。除此之外，在材料中还有很多的石灰，处于游离态，导致混凝土材料的强度降低，易被腐蚀介质侵蚀，影响稳定性。

1.3 混凝土化学侵蚀的影响

由于混凝土材料是暴露在空气中和有腐蚀介质的环境中，因此，不可避免的与环境中的一些成分发生化学反应，导致材料变质。目前，混凝土材料受到的化学侵蚀主要有以下几种：（1）淡水腐蚀。这主要是针对暴露在淡水部分的混凝土，由于淡水的冲击，对混凝土的刚性造成影响，并且会溶解混凝土中的部分材料，增大混凝土材料的孔隙率，减少材料的稳定性；（2）一般酸性水腐蚀。当混凝土所处的环境含有一些酸类时，混凝土不仅会受到化学溶解的作用，而且还会受到溶析的作用，加快材料的服饰速率；（3）碳酸腐蚀。空气中的二氧化碳溶于水形成碳酸，在与混凝土接触时，会与混凝土中的碱性物质发生中和反应，从而降低混凝土的稳定性，影响材料的密度；（4）硫酸盐腐蚀。可溶性的硫酸盐中的硫酸根能深入到混凝土材料内部，与其中的组分发生反应，造成混凝土的体积膨胀从而导致材料开裂，形成破坏；

1.4 混凝土碳化的影响

混凝土中的一些成分会与空气中的二氧化碳、二氧化硫等其他物质发生反应导致混凝土碳化从而影响混凝土的性能。虽然，混凝土的碳化作用导致空隙和部分毛细管被堵塞，增强了混凝土的硬度，但是，也大大的降低了混凝土的碱性，破坏了表面的致密膜因而导致材料表面容易生锈而发生腐蚀。

2 提高混凝土耐久性的有效对策

2.1 在混凝土材料中掺入高效减水剂

合理设计混凝土材料，在材料选择上一定要综合考虑混凝土的强度和施工的工作性要求，并尽可能的降低用水量，达到减少水化热的目的，并避免建筑工程产生裂缝。通过在混凝土中合理掺入减水剂，能大大降低混凝土中的孔隙率，提升混凝土的耐久性。

2.2 在混凝土材料中掺入高效活性矿物料

由于混凝土中水化物不稳定，导致混凝土的稳定性也不足，影响混凝土的耐久性，因此，可以在混凝土中加入高效的活性矿物质，改变水泥石的组成，能够有效的消除混凝土中的游离石灰，使混凝土中的结构更加紧密，提高了混凝土材料的耐久性。而且活性矿物料的加入还可以改善混凝土的界面结构，从而优化界面性能。

2.3 减少混凝土结构的自破坏因素

混凝土结构的破坏除了环境因素的影响，自身的一些因素也能影响混凝土的耐久性。比如，混凝土内部的化学收缩反应可以引起材料的开裂；水化热反应释放的热量也会引起材料出现裂缝等。因此，为了提高混凝土材料的耐久性，必须消除或减少自身因素的破坏作用，在原料选择上注意不利物质的含量，并加强各个环节的控制作用，同时注意避免收缩或高温引起的裂缝产生。

2.4 加强混凝土的强度

虽然混凝土的强度与耐久性不是同一方面的性能，但是却密切相关。在混凝土材料中，随着水灰比的降低，孔隙率会同时降低，因而导致混凝土的强度增加。孔隙率降低的同时会引起混凝土的抗渗性提高，因而提高材料的耐久性。通过在混 凝土中掺入高效减水剂和活性矿物材料，不仅可以增加混凝土的致密性，而且也大大地消除了混凝土中游离的氧化钙含量，能够大幅度的提高混凝土的强度，而强度又影响材料的耐久性，强度的提高导致耐久性也增强，同时对环境的抵抗破 坏的能力也增强。

3 结束语

综上所述，随着我国经济的发展和科技力量的不断进步，我国建筑事业的发展也新上了一个台阶，尤其是随着建筑规模的不断增大，对混凝土材料的应用越来越广泛，因而对混凝土的性能要求也越来越严格。为了保证混凝土材料的耐久性，确保工程施工的质量，必须加强重视混凝土材料的特性。通过在混凝土材料中掺入减水剂和活性物质，降低混凝土的孔隙率，消除混凝土中的游离石灰，提高混凝土材料的强度和耐久性，从而提高工程的质量，以期为工程建设事业的持续、健康发展提供可靠保障。

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