混凝土耐久性的影响因素及提高耐久性的主要措施

【摘要】：混凝土耐久性对于建筑工程质量保证具有非常实际的意义，因此，分析混凝土耐久性的影响因素及提高耐久性的主要措施能够给予混凝土耐久性问题研究提供重要的参考。本文主要从两个方面对课题展开分析，首先从影响混凝土耐久性的四个方面进行了分析，分别讨论了材料、环境等各方面因素的具体影响形式。随后在此基础上，分析了提高耐久性的技术措施。文章最后指出，要提高混凝土的耐久性必须加强混凝土制作过程中的管理，减少人为因素的影响。

【关键词】：混凝土耐久性，建筑工程，抗压强度，水胶比

中图分类号： TU198 文献标识码： A 文章编号：

1 引言

混凝土是建筑工程主要施工材料，其耐久性对于工程质量具有重要的意义。混凝土耐久性是多层次的工程概念，它包括混凝土材料的抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀等性能。混凝土耐久性问题一直是工程材料界关注的重点，无论是从工程施工层面还是材料本质研究层面，混凝土耐久性问题的研究都具有十分重要的研究价值。混凝土性能劣化是耐久性减弱的重要标志，劣化的混凝土在材料本质上会发生组分改变、质量损失等，在表观则会表现出体积膨胀、表面脱落等，这些问题对于实际的建筑工程施工非常不利。

2 混凝土耐久性的影响因素

2.1 材料因素

材料问题是影响混凝土耐久性的重要因素，在很多“豆腐渣”工程中，由于材料问题而导致的混凝土损坏占绝大多数。钢筋混凝土主要由混凝土和钢筋组成，而这两种材料的质量对于混凝土耐久性的影响是显著的。第一，混凝土原材料的品质。混凝土原材料主要包括骨料、水泥等，而如果骨料的品质以及水泥的标号等达不到混凝土的要求，那么在后期的使用过程中，混凝土的结构抗压性等会受到严重的影响，从而使得混凝土结构遭到破坏；第二，钢筋质量。钢筋是整体钢筋混凝土结构的骨架，如果其质量存在问题，对于后期混凝土整体结构的抗压性能等会产生严重影响，导致整体混凝土对于外界的抵抗力产生影响。

2.2 设计因素

设计因素是混凝土耐久性的另一重要因素，设计的微小变化对于整体的混凝土性能会产生很大的影响，进而影响混凝土耐久性。针对混凝土的设计过程和内容，影响耐久性的问题主要存在于三个方面。第一，混凝土强度设计。混凝土强度的设计是建立在实际工程应用的基础上进行科学计算得到的，在实际的混凝土强度设计中，处于经济等问题的考虑会适度降低混凝土的设计强度，这对于实际的混凝土的耐久性应用非常不利；第二，骨料配比的选择。骨料在混凝土工作过程中起到传递应力、抑制收缩的目的，例如选择骨料粒径过大，则会在混凝土内部产生很多空隙，导致其抗压强度降低；第三，水灰比的设计。水灰比是混凝土强度的主要作用，不同的水灰比对混凝土强度影响较大。一般而言，随着水灰比的增加混凝土的强度逐渐降低。因此，在设计过程中如果选择过大的水灰比，对于混凝土的耐久性将是致命的打击。

2.3 制作工艺因素

制作工艺也是影响混凝土耐久性的重要因素，因为制作过程中的一系列环节都能导致混凝土内部结构产生变化，从而导致混凝土整体性能降低。例如，在混凝土拌制过程中如果不均匀就会导致混凝土内部骨料分配不均匀，导致局部的承载能力降低，影响混凝土的耐久性。又如在混凝土内部钢筋的捆扎、焊接等存在问题，则会在混凝土使用过程中造成结构失稳，承载力降低，导致整体的破坏。

2.4 环境因素

在很大程度上，环境因素对于混凝土耐久性的影响是最直接的，而对于环境因素的防止在混凝土防护中也是最困难的。影响混凝土耐久性的环境因素可以分为三类。第一，温度。温度对于混凝土的影响是最为显著的，高温作用下混凝土膨胀以及低温作用下混凝土收缩而产生的温度应力，对于混凝土内部结构的整体性将产生破坏，除此之外温度作用下混凝土内部组分会产生一系列的变化，这也是混凝土遭受温度破坏的另一个方面；第二，水。环境中的雨水、河水等对于混凝土的影响较为明显。一方面水会对混凝土直接产生冲刷作用，另一方面混凝土在水的作用下内部结构产生变化，降低承载能力；第三，外界化学物质。环境中的化学物质会与混凝土内部成分产生作用，例如，氯离子将会与钢材产生化学反应降低钢材的支撑能力，从而降低混凝土结构的强度和刚度，影响混凝土的耐久性。

3 提高耐久性的技术措施

3.1 减少水及水泥浆的用量

在混凝土的制作过程中，减少水及水泥浆的用量对于提高混凝土的耐久性具有较为明显的效果。一方面，通过减少水的比例，可以削弱由于凝固过程中混凝土体积收缩带来的应力以及水化热增加的负面影响；另一方面，降低水的含量能够有效提高混凝土的抗渗性以及氯离子的扩散能力。在实际的工程施工过程中，可以通过四个途径来达到减少水及水泥浆的用量的目的：选用良好级配和粒形的粗骨料、添加高效减水剂、添加低需水量比的矿物掺和料以及 降低水固比（W/S）和浆骨比。

3.2 选择合理的胶凝材料体系

合理的胶结材料体系能够加快混凝土的凝固，并且能够有效的提高混凝土结构的体积稳定性和抵抗化学侵蚀的能力，降低内部缺陷，提高密实性。当前阶段，水泥是主要的胶凝材料体系，但是这并不意味着水泥是唯一的胶凝材料。随着材料科学的发展，粉煤灰、磨细矿粉已经越来越多的用在混凝土制作过程中。实践证明，当水胶比较低时，大掺量矿物细粉掺合料配制的混凝土各方面品质优良，符合建筑工程的要求。

3.3 控制混凝土总碱含量和氯离子含量

实践证明，碱含量和氯离子含量对于混凝土的耐久性影响非常明显，因此，控制二者的含量对于混凝土整体耐久性具有非常实际的意义。对于控制混凝土组成材料中的碱含量，《混凝土结构耐久性设计规范》中规定：对骨料无活性且处于干燥环境条件下的混凝土构件，含碱量不应超过3.5 kg/m3；对于设计使用年限为100年的结构物，宜限制混凝土的含碱量不超过3 kg/m3；对于骨料无活性但处于潮湿环境（相对湿度≥75%）条件下的混凝土构件，含碱量不超过3 kg/m3。对于氯离子含量，也给出了明确的要求。GB50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》中规定见下表：

表1 混凝土中氯离子的最大含量（水溶值）

注：对于重要桥梁等基础设施，各种环境下钢筋混凝土的氯离子含量均不超过0.08%

4 结语

除了文章所给出的一系列技术措施之外，要提高混凝土的耐久性还必须从管理层面开展任务，例如加强混凝土制作过程中的施工规范，加强混凝土的后期养护等。当然，要提高混凝土的耐久性必须减少人为因素的影响，例如加强混凝土骨料、钢筋的购买管理，保证原材料的质量。

参考文献

[1] 王子英，张盼吉. 高性能混凝土的耐久性[J]. 山西建筑，2008,2

[2] 韩清春. 钢筋腐蚀与混凝土的耐久性[J]. 山西建筑，2009,19