提高混凝土耐久性及施工措施的研究

摘要：耐久性是混凝土结构的重要指标之一，混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力，关系着结构物的使用寿命。文章分析了混凝土结构的耐久性问题，探讨了耐久性的提高方法及施工措施。

关键词：混凝土；耐久性；防腐措施；集料反应；施工措施

由于与钢筋良好的结合性、整体性及可模性，混凝土在现代工程中的应用越来越广泛。但由于受水质、温度等特定环境和使用条件的影响，混凝土易出现炭化、裂缝、钢筋锈蚀等耐久性不良的通病，导致建筑物过早损坏，危及建筑物的整体或局部安全，缩短使用年限。

一、关于混凝土耐久性的认识

混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内，在正常护下，必须保持适合于使用，而不需要进行维修加固，即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下，仍能保持原有性能的能力。混凝土耐久性主要包括以下几方面：一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下，经受多次抵抗冻融循环作用，能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区，尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土，要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中，有可能遭受化学侵蚀而破坏。四是碱集料反应。如前分析，不论是上述哪一种因素主导着混凝土的劣化过程，其共同点是混凝土内有充足的水分和其他有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性，满足耐久性要求，必须降低混凝土的孔隙率，特别是降低毛细管孔隙率，即混凝土必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝，从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。

二、提高混凝土耐久性及防腐措施

（一）原材料的选择

集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反应造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度；大量研究表明了掺粉煤灰，矿渣，硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔结构，填充内部空隙，提高密实度，因而掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施，即近年来发展的高性能混凝土。

（二）掺入高效减水剂

在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减少水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷，在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。

（三）混凝土工程施工应考虑结构耐久性

混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的收缩裂缝，施工裂缝，温度裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的表面工序，并加强养护，以减少混凝土裂缝。混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝，施工裂缝至关重要，应加强施工质量管理，特殊季节施工的混凝土结构，尚应采取特殊措施。

（四）掺入高效活性矿物掺料

普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。

三、耐久性混凝土施工措施

为满足结构耐久性要求，要求混凝土满足：抗渗等级不低于P8；水胶比不大于0.4；钢筋混凝土中钢筋的净保护层厚度不小于30mm；浇注在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧固件、连接件等铁杆与混凝土中的钢筋隔离，并采取对该杆进行除锈及防锈的措施，以消除其可能锈蚀对构件承载力的影响；实测混凝土中的氯离子含量不超过胶凝材料中的0.1%，56d龄期时氯离子渗透值小于1200库仑。

（一）原材料质量控制

选用P.042.5以上的抗水性好、泌水性小、水化热低、并具有抗侵蚀性的水泥，不使用过期结块和不同品种标号复合的水泥；选用良好级配的砂石料，石子粒径小于40mm，含泥量不大于1%，砂子采用中粗砂，含泥量小于3%；选用拌合用水除符合《混凝土拌合用水标准》的有关规定外，在掺用引气剂时严格控制引气量；掺用优质粉煤灰或其他优质活性混合材料。

（二）混凝土配合比设计

根据工程要求、所处环境、原材料情况、施工方法通过试验选定混凝土的配合比，最大水胶比0.4。

（三）混凝土拌和运输

混凝土采用搅拌站拌合。砼各组成材料的计量按重量计，各种材料的称量允许偏差：水泥、水、外加剂、掺合料为1%，砂石骨料为2%。施工中自动计量设备，并及时测定骨料的含水率，每工作班至少一次，当含水率有显著变化时，增加测定次数，依据测定结果及时调整用水量和骨料用量，保证配合比的准确性。根据搅拌机类型和混凝土的坍落度现场确定最佳搅拌时间，但不得少于90s。各种计量器具定期进行检定。

采用混凝土输送搅拌车运输混凝土。运输途中，搅拌筒保持慢速转动，保证混凝土不产生离析。若出现坍落度损失过大，防碍卸料和泵送时，采取往搅拌筒内加入一定量的水和水泥（与配合比相同水灰比）的措施，直到坍落度符合要求。避免往筒内直接加水的做法。

混凝土采用输送泵泵送入模。泵送混凝土之前先适量的水润湿泵的料斗、活塞及输送管的内壁等与混凝土直接接触的部位，再泵送0.5m3水泥浆或水泥砂浆。用的水、水泥浆和水泥砂浆分散布料，避免集中浇注在任一部位。在高温季节对泵管用湿麻袋包裹，并经常喷洒冷水降温。在寒冷季节对泵管包裹保温。严格控制混凝土入机质量，在料斗上设置金属格栅，防止大粒径骨料或其他异物进入。泵送速度先慢后快，逐步加速。泵送过程中受料斗内混凝土料面超过搅拌轴线，以防吸入空气。泵送结束后，及时清理料斗及管道。混凝土泵送工作坚持信息化施工，加强供料、运输、泵送及浇注工作面上操作人员之间的联系、协调，使施工进度正常，出现问题能及时处理。

（四）混凝土的浇注与养护

混凝土入模后，采用插入式振动器振捣密实。在浇注过程中，经常检查模板、钢筋、支撑、预留预埋件的位置是否正确，如发现情况有异，迅速处理。振捣器在每一振点的延续时间以混凝土不再明显沉落，表面出现浮浆为度，不漏振，也不过振。混凝土浇注时水平、分层、连续进行。混凝土拆模后立即进行洒水养护，洒水频率必须保证混凝土表面保持湿润。