混凝土耐久性及其相关质量通病的分析和探讨

摘要：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。影响结构耐久性的因素很多，混凝土质量及其钢筋混凝土保护层是内在因素,环境类别与作用等级则是外在因素，各种不同的原因会引起不同的结果。

关键词：混凝土 耐久性 根本原因 影响因素 措施

中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：

前言

由于混凝土原材料的复杂多变,施工条件的波动,混凝土结构本身的复杂与不断发展,环境条件的多样性和复合作用等,造成混凝土耐久性研究的高度复杂性。只有针对环境条件从配合比设计、材料选择、施工管理、检测预测等方面采取综合措施,才能从根本上提高混凝土的耐久性

一、混凝土耐久性现状

基础设施建设一直以来是我国经济快速发展的主要动力之一，水泥混凝土结构在基础设施建设中被大量地应用。我国由于经济社会的快速发展，集中建设了大量的混凝土工程，混凝土工程的标准、规范与理念虽然在不断地更新，但设计、施工的精细化程度不高，混凝土结构物的劣化速度过快，混凝土耐久性问题越来越被社会各界关注。混凝土工程一旦耐久性下降出现损坏，将带来巨大的资金浪费，一方面建设投资的效果会大打折扣，投资得不到应有的回报，另一方面维修和改造又会花费巨额资金，拆除废弃的混凝土处置困难，严重影响环境。深入研究混凝土的耐久性以及与耐久性相关的质量通病，纠正工程施工中的不当做法，不断地提高精细化施工水平，降低混凝土的劣化速度，有效地提高混凝土工程的耐久性具有重要的现实意义。

二、混凝土的性能对其耐久性的影响

1强度与耐久性

混凝土强度(抗压)是混凝土最重要的力学性能指标,直接影响其应用,提高混凝土的强度一直是人们所追求的目标。从理论上讲,混凝土的强度越高其结构越致密,抵抗外部环境作用的能力越强,耐久性越好。但事实上并非如此。因为要实现高强就必须加大水泥用量、提高水泥标号,从而引起水化反应剧烈,水化放热多而快,混凝土自身收缩、干燥收缩、温度收缩作用强烈,由此产生的拉应力足以导致混凝土开裂、混凝土结构一旦出现裂缝(纹) ,就为冻融、化学侵蚀及碱骨料反应等劣化作用敞开了方便之门,耐久性降低在所难免。

2流动性与耐久性

混凝土拌和物的大流动性需要较大的用灰量和用水量,而这正是混凝土收缩裂缝产生的一个重要原因;虽然减水剂的使用可以保证在水灰比不变或有所降低的前提下流动性得到改善,但拌和物的均质性和稳定性却明显变差,在运输、浇捣过程及成型后都容易出现离析、沉降、泌水现象,从而在骨料和水泥浆的界面,以及钢筋与混凝土的界面形成薄弱的过渡区,混凝土硬化后,形成大量孔隙和微裂缝。这是导致混凝土结构耐久性降低的根本原因。因此,从提高混凝土的耐久性考虑,不宜过分增加拌和物的流动性,应根据工程特点全面考虑,注重拌和物的工作性,流动性的大小要服从于体积稳定性和均质性。

3延伸性与耐久性

混凝土的延伸性与徐变、变形模量和抗拉强度三者存在密切关系,徐变大,变形模量小,抗拉强度高的混凝土延伸性较好,裂缝的开展得以延迟和减小,并具有一定的愈能力,混凝土的耐久性好。混凝土随着强度的提高,徐变松驰作用急剧减小、变形模量增大。因此尽管混凝土的抗拉强度伴随抗压强度的提高有所提高,但延伸性却大大降低,开裂的时间反而提前。裂缝开展的宽度增加,耐久性变差了。综上所述,水泥生产工艺的改进、混凝土施工技术的发展,对混凝土的性能产生了显著的影响,客观上造成了混凝土拌和物体积稳定性下降,均质性变差,硬化后变形能力降低;结构本身存在着隐患,混凝土硬化期间的变形受约束而得不到徐变松驰的缓解,导致比以往大得多的拉应力,二者共同作用造成混凝土裂缝不断地扩展与连通,再加上混凝土结构自身的孔隙缺陷,在外界环境的作用下过早劣化即耐久性下降就成为必然。

三、提高混凝土耐久性的措施

1预防钢筋的锈蚀：常用的方法有环氧涂层钢筋，采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。此外，在混凝土表面涂层也是简便有效的方法，但涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。还可掺加高效减水剂，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，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细孔隙率大幅度降低。还可研究新技术，开发新产品，如耐锈钢筋、阻锈钢筋等。

2避免或减轻碱集料反应：混凝土碱集料反应危害很大，一旦发生很难修复。当混凝土使用有碱活性反应的骨料时，必须从配合比出发，严格控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性。此外，外加剂特别是早强剂带来高含量的碱，为预防碱集料反应，在设计上应对外掺剂的使用提出要求。

3加强施工管理，严格控制施工配合比，搅拌必须均匀，振捣必须到位，要严格遵守养护制度，可以用表面养护剂来改善养护条件，提高保水性，加速表面硬化。混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增强表面密实度，也可采用表面浸渍和表面涂覆的手段来降低混凝土表面渗透性。

4防止混凝土的冻融破坏：混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性，引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小水灰比，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。

5拌合及养护用水：混凝土拌合及养护用水，应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小，拌合水应检查其杂质情况，防止影响砂浆及混凝土生成时杂质，影响其耐久性。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，除了对水泥石有腐蚀作用外，对钢筋的腐蚀也有影响，因此在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水拌制和养护。

6针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。当采取有效的表面防护措施时，混凝土保护层厚度可适当减少。混凝土结构及构件可以整体浇筑，不宜留施工缝。如必须有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。

7混凝土结构的设计使用年限是建立在预定的维修与使用条件下的。因此，耐久性设计需要明确结构使用阶段的维修、检测要求，包括设置必要的检测通道，预留检测维修的空间和装置等，对于重要工程，需预置耐久性监测和预警系统。

8对于严重环境作用下的混凝土工程，为确保使用寿命，除进行施工建造前的结构耐久性设计外，尚应根据竣工后实测的混凝土耐久性能和保护层厚度进行结构耐久性的再设计，以便发现问题及时采取措施；在结构的使用年限内，尚需根据实测的材料劣化数据对结构的剩余使用寿命做出判断并针对问题继续进行再设计，必要时追加防腐措施或适时修理。

结束语

混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明，几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的，只是有些裂缝很细，甚至肉眼看不见，一般对结构的使用无大的危害，可允许其存在；有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下，不断产生和扩展引起混凝土碳化，保护层剥落，钢筋腐蚀，使混凝土的强度和刚度受到削弱，耐久性降低，严重时甚至发生垮塌事故，危害结构的正常使用，必须加以控制。

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