浅谈混凝土耐久性分析

【摘 要】本文通过混凝土早期裂缝的成因与预防、外加剂的选用及剂量等方面对混凝土耐久性的影响因素进行浅述。 混凝土在目前基础设施建设中使用量较大，其耐久性对整个基础设施建设起着至关重要的作用，混凝土的高耐久性，会带来良好的经济效益和社会效益。

中

【关键词】耐久性；裂缝；外加剂

中图分类号：TV331文献标识码： A

一、前言

1.随着社会的快节奏高速发展，越来越多的新技术新材料应用到土木工程领域中，在建筑工程领域，尤其以各种新型建材的发展为突出，但随着建筑寿命的逐年增长，由此伴随而来的各种问题也逐渐被人所发现，且亟待解决。本文依据浙江大学某教授关于现代混凝土技术综论所述内容，以及本人在工作中所接触到的各年代建筑所用混凝土的状况，对混凝土在使用过程中各因素对其耐久性的影响进行浅述。

2.混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。同时指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。本文就养护及外加剂两个条件对混凝土耐久性的影响进行浅述。

二、 混凝土早期裂缝

1. 混凝土早期裂缝的形成。

（1）非荷载裂缝控制的设计基础、设计理论缺少系统研究，从而缺乏相应有效的设计措施，是导致混凝土裂缝增多的设计因素。

（2）传统的混凝土浇筑方式和养护措施、超常规的施工进度要求，特别是养护不及时和现场加水问题，振捣不均匀、不充分是导致混凝土裂缝增多的施工因素。

（3）水泥等胶凝材料质量指标的变更、砂石资源短缺引起的质量波动、混凝土强度等级的提高和外加剂的应用，是导致混凝土裂缝增多的直接材料因素。

（4）泵送施工技术的应用，对材料提出的高可泵性，从而要求高流动性、高砂率、高浆骨比和较小的粗集料粒径，是导致混凝土裂缝增多的间接材料因素。

（5）监理单位和质检部门对非荷载裂缝成因及控制措施的事前关注不足，特别是理解上尚存在一定差距，是导致混凝土裂缝增多的管理因素。

2.混凝土早期裂缝的控制与预防。

混凝土早期裂缝的控制的关键为养护。

判断养护是否良好的标准有以下两点。

（1）是否有效控制混凝土表面水分蒸发速率；影响混凝土表面水分蒸发速率的因素有：气温、混凝土体温、相对风速、湿度、太阳辐射热。美国ACI 305建议：对泌水速率介于0.5～1.5Kg/m2/h的普通混凝土，最大允许蒸发速率为1.0Kg/m2/h。但对现代普通混凝土、特别是高强高性能混凝土，W/B小，同时掺有高细度的硅灰、粉煤灰、矿粉等，泌水量小，在较小水分蒸发速率的环境下，比如0.2～0.7Kg/m2/h，塑性收缩裂缝依然有可能出现。

（2）是否在初凝之前开始养护。

a.防治HSPC和泵送混凝土的塑性收缩裂缝，关键要对简单的养护要求和施工工艺有足够的重视，并严格执行。这些要求包括：良好的施工组织以避免先浇注的混凝土得不到及时养护；采用合适的养护方法，比如塑料膜覆盖、喷雾（非浇水）、养护剂；在适当时间重新抹压混凝土表面，控制振平速率和方向等等。

b.对于控制混凝土的早期塑性收缩裂缝来说，对养护的绝对强调是HSPC和泵送混凝土的一个重要特征，转变建设、施工和管理人员的观念，与改善混凝土的性能同样重要，并且更加迫切和有效。

三、 混凝土外加剂

1.化学外加剂对收缩的影响。

（1）减水剂、泵送剂等化学外加剂的应用，对混凝土技术进步起到了革命性作用。而革命性，通常以局部破坏性为代价。化学外加剂生产和研究机构，应该象重视减水剂的减水率一样，重视化学外加剂对混凝土早期收缩（塑性收缩）和总收缩的增大作用。化学外加剂的应用部门（生产和施工）则应视之为“新生儿”。

（2）通过各种收缩试验可知，对掺减水剂的混凝土，早期收缩的影响非常显著。从裂缝产生的时间来分析，1d之内的早期收缩增大，可能是混凝土开裂的关键因素。

2.化学外加剂的选用及用量。

（1）各种化学外加剂的品种繁多，自身性能和适应性各不相同；各地域原材料不同混凝土要求不同、工程部位不同、季节不同等等；外加剂价格和混凝土原材料价格不同。需通过试验选择性价比合理的外加剂生产厂家和品种。

（2）所有外加剂均有一个合理掺量范围，为了提高坍落度，一味提高减水剂掺量，无论是混凝土性能，还是经济性，并不一定合理。在很多时候不如增加用水量和水泥用量。因此需通过试验确定化学添加剂的合理掺量。

3.矿物及其他外加剂。

（1）矿物外加剂指氧化硅、氧化铝和其他有效矿物为主要成分，在混凝土中可以代替部分谁、改善混凝土综合性能，且掺量一般不小于5%的具有火山灰活性的粉体材料。

（2）各种外加剂都有其不同特性，如改善混凝土可泵性、调节强度发展速度、降低水化热、改善耐久性、补偿收缩等等。使用者应根据外加剂的特点，结合使用目的，如节约水泥、改善混凝土性能、降低水化热、补偿收缩等综合指标来考虑，即通过技术经济比较来确定外加剂的品种。

（3）外加剂对混凝土耐久性的影响，目前来说，由于对比周期较短，无法较明确的定量分析，但在从事检测工作的过程中，通过对各时代混凝土的比较，可得出外加剂存在对混凝土耐久性产生不利影响的结论；如笔者曾在2010――2011年间检测杭州新天地工业遗存厂房、浙江省展览馆等上世纪50、60年代的建筑物，与2000年后所建建筑物的混凝土进行比较可知，对于同标号的混凝土，前者强度几乎没有降低，且表面碳化深度较浅，而后者在经历数十年后强度则有较明显损失，且碳化较严重；而同时期建造，但未使用各种外加剂的混凝土，强度损失则不是太明显。

（4）因此，在骨料粒形及级配合理的情况下，是否进行有效及时的养护以及是否使用各种外加剂，对混凝土耐久性会产生较大影响。

结束语：随着环境污染和混凝土的广泛使用，我国广大的施工、设计和相关的主管部门越来越重视混凝土的耐久性问题。混凝土耐久性的重要因素主要包括混凝土抗渗性、抗冻性、化学侵蚀、碱集料反应等。所以在实际的工程中要以工程的实际的情况为依据，采取科学、合理和有效的措施来使混凝土的耐久性得到提高。