影响混凝土耐久性的因素及提高措施

摘 要：工程建设里面混凝土是使用最广泛、用量最大的材料之一。而混凝土的耐久性问题已经成为当今建设领域研究的重要课题,它是节约建设成本的主要手段,也是提高混凝土结构安全性能的关键。本文分析了影响混凝土耐久性的一些因素及改善措施。

关键词：混凝土耐久性；影响因素；措施 

中图分类号： TU37 文献标识码： A

一、混凝土耐久性的概念

混凝土结构耐久性是混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下（指物理作用或化学作用），保持其自身工作能力的性能。混凝土结构在服务年限内是否稳定可靠，在很大程度上取决于其耐久性能否达到设计要求。可见，耐久性是保证混凝土构件在服务年限内可以正常使用的一项基本性能。 

二、影响混凝土耐久性的因素 

1、原材料方面

1.1水泥

是混凝土中最主要的胶凝材料,选择优质的水泥对配制高强混凝土尤为重要。水泥石中的水化物稳定性不足会对耐久性产生不利影响,普通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一个主要因素。

1.2矿物掺合料

不同种类的矿物掺合料其共性是都具有较大的比表面积,其复合胶凝效应可显著提高混凝土强度,改善耐久性。新拌和硬化混凝土的力学性能、耐久性能以及微观结构都得到不同程度的改善,因而,矿物掺合料已成为配制耐久性混凝土不可缺少的重分,一般掺合料的生产成本低于水泥,用于配制混凝土有显著的技术经济效益,主要有粉煤灰、高炉矿渣、天然火山灰以及硅粉等。可以提高混凝土拌和物的工作性,减少用水量。 

2、钢筋腐蚀

混凝土中的高碱性溶液会在钢筋表面形成一层惰性的水化氧化铁薄膜，该惰性薄膜可以阻止钢筋的锈蚀。一般钢筋表面氧化铁薄膜的破坏主要有以下两个原因：一是当水分、氧和氯离子不断渗入到混凝土中时，氯离子与氧离子的作用形成弱酸而破坏氧化铁薄膜，氧化铁薄膜破坏后，铁原子与水和氧气发生化学反应生成铁锈，造成钢筋的锈蚀。钢铁和混凝土虽然有比较接近的线密度，但是铁锈的体积与铁相比可增大数倍，引起混凝土的开裂，使钢筋和混凝土的有效接触面积减少。 二是因混凝土碳化，使钢筋混凝土结构保护层的pH值降低，进而破坏氧化铁薄膜。 

3、混凝土的冻融破坏

渗入到混凝土中的水在温度很低的条件下会结冰引起膨胀，将从内部损伤混凝土的微观结构。经过日积月累的多次冻融过程，最终将引起混凝土剥落酥裂而降低混凝土的强度，降低其耐久性。 

4、施工及维护方面

过于追求施工进度,对混凝土工程的施工质量控制不严,若混凝土的密实性差,周围环境恶劣,氯化物、氧和水分很容易会侵蚀到钢筋表面,引起腐蚀,钢筋锈蚀物使混凝与钢筋产生隔离,久而久之,使混凝土沿钢筋长度劈裂剥落,钢筋,从而大大缩短结构的使用寿命。也不注意对混凝土结构进行必要的养护;在混凝土施工过程中为了满足混凝土施工工作性要求,加大用水量、提高水灰比,因而导致混凝土的孔隙率很高,特别是其中毛细孔占相当大部分,毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其他有害物质进入混凝土内部的通道,引起混凝土耐久性的不足。 

三、施工控制措施探讨 

1、原材料控制 

1.1合理选择水泥的品种

体积庞大的混凝土优先选用粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。要求快硬混凝土优先选用快硬硅酸盐水泥、硅酸盐水泥，不得使用矿渣硅酸盐水泥等，不得使用火山硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。有抗渗要求的混凝土优先选用普通硅酸盐水泥、火山绘制硅酸盐水泥，不宜使用矿渣硅酸盐水泥。有耐磨要求的混凝土，优先选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不宜使用矿渣硅酸盐水泥。 

2、混凝土的拌和用水

混凝土拌和用水所含物质对混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土产生极大害处，因此水质应符合:三种混凝土的PH>=4,;不溶物

3、重视对骨料质量的要求

砂石骨料在混凝土中所占的体积含量很大，对耐磨性要求高的混凝土，选用坚硬、致密和高强度的骨料至关重要。骨料的物理耐久性还反映在其体积的稳定性，随着环境改变，骨料体积变化而导致混凝土破坏属于骨料的不稳定性，用于严寒地区并处于干湿交替冻融循环环境下的混凝土骨料，应进行骨料的坚固和抗冻融试验，坚固性试验的砂石的重量损失率应

4、控制水灰比和水泥用量

水灰比过大会对混凝土的耐久性有直接影响，水分蒸发关系着混凝土孔隙率多少，影响着二氧化碳在孔隙中的扩散程度，影响着混凝土碳化的速度和对钢筋的锈蚀。控制水灰比也为了减少混凝土拌和物凝固后多余的水逸出产生的毛细孔道和孔隙、减小渗透性、防止冻融破坏和破坏结构表面的美观。因此耐久性混凝土结构设计，就要注意控制混凝土材料的水灰比。控制水泥用量是为了保证混凝土的密实性，通常规定不能低于最小用量，但水泥用量过多，会引起收缩和水化热过大而引起开裂，并非有利，从耐久性要求，宜优化混凝土配合比，确定最佳水泥用量和水灰比。 

5、必需的保护层厚度

保护层的作用对保证钢筋不被锈蚀起着至关重要的作用,增加混凝土保护层厚度可显著地推迟腐蚀因子渗透到钢筋表面的时间,也可提高对钢筋锈蚀膨胀的抵抗力。混凝土碳化达到钢筋表面的时间与保护层厚度的平方成正比。所以增大保护层厚度能有效地推迟碳化时间。在施工时为保证钢筋的位置正确以及混凝土保护层必须满足设计要求等。钢筋的垫块,应采用细石混凝土或水泥砂浆制作,有条件时最好采用定型的塑料垫块,不得采用石子作垫块,严禁使用短钢筋作为垫块。 

6、预防侵蚀性介质的腐蚀

侵蚀性介质——氯盐对混凝土结构的影响最严重。施工中可通过限制水灰比，保证最低水泥用量以确保碱度，掺入适量硅灰、粉煤灰和磨细矿渣等优质掺和料等措施来改善混凝土抗氯离子渗透性能。 

7、防止混凝土的冻融破坏

我国北方寒冷地区的混凝土结构常出现冻融现象。可通过降低水灰比、应用引气技术来避免冻融病害发生。引入空气微泡会影响混凝土强度的形成，因此要慎用引气技术。 

8、采用耐腐蚀钢筋在强腐蚀介质中使用的钢筋混凝土结构应考虑使用耐腐蚀钢筋。常用的耐腐蚀钢筋有环氧涂层钢筋、镀锌钢筋及不锈钢钢筋等。9、对钢筋混凝土结构喷刷防腐涂层在在钢筋混凝土结构表面涂刷或喷涂防腐层能防止腐蚀介质渗透到钢筋表面、从而提高结构耐久性。常用的防腐涂层有聚合物水泥砂浆、油漆、沥青、环氧树脂等有机防护材料、以及近年来发展起来的无机防腐抗渗材料等。

10、注重养护

对新浇混凝土的早期养护工作尤为重要。加强混凝土养护工作,要从养护方法、时间和材料等方面下工夫,以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩、裂缝。主要是控制好构件的湿润养护,对于大体积混凝土,有条件时宜采用蓄水或流水养护,养护时间为14～28天。 

结束语

目前，世界范围对混凝土耐久性的研究在深入。相信随着工程建设的飞速发展，提高混凝土耐久性的措施也将不断完善，更好地为工程建设提供有力的保障，提高混凝土耐久性是发展混凝土的必然趋势。 

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. 2011. 2 

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