淺談混凝土結構的耐久性

閆 靈

(河北省衡水市桃城區交通局公路管理站)

長期以來，混凝土作為土建工程中的用途最廣，用量最大的建筑材料，然而混凝土結構在承受大量荷載的基礎上，還要不斷遭受所處環境下各種劣化因子的侵蝕作用，近年來混凝土耐久性破壞有日趨嚴重的傾向，越來越多的工程事例證明，多種破壞因素的綜合作用，是造成混凝土結構提前破壞，混凝土質量迅速嚴重劣化的重要原因，研究混凝土結構的耐久性問題已成為當今混凝土工程中的一項重大課題。

1 混凝土耐久性的概念

混凝土的耐久性是指在正常維護的條件下，在設計使用期間，在指定的工作環境中保證結構滿足規定的功能要求，即長期保持強度和外觀完整性，以及保證使用性和安全性的能力。主要表現在抗滲性、抗凍性、耐水性、耐火性、耐磨性、抗化學腐蝕性、碳化與鋼筋腐蝕性等性能。結構因為耐久性不足而失效，或為繼續正常使用而付出高昂的維護代價。混凝土耐久性常按破壞作用(因素)分類。例如ACI 最近提出的“耐久混凝土指南”分為五類:凍融循環，侵蝕性化學腐蝕，磨損，鋼筋銹蝕，與集料間的化學反應。

2 提高混凝土結構耐久性的有效途徑

(1)優化設計、精選材料。首先應從設計方面提高混凝土結構的耐久性，這就要求工程設計人員嚴格按照現行設計規范，針對主要破壞因素并結合工程實際進行耐久性設計。更新設計觀念，正確認識混凝土強度與耐久性之間的關系，改變長期以來的“混凝土強度越高越好”的傳統觀念，選擇適當的強度，做到耐久性與強度兼顧;改變“水泥用量越多，混凝土強度越高”的思想，合理的設計混凝土的配合比。集料的選擇應考慮其堿活性、耐蝕性和吸水性，要保持集料的清潔，對于石粉含量過高的石料要進行處理。選用低水化熱和含堿量偏低的水泥，盡量避免使用早強水泥、細度過細的水泥。

(2)加強施工管理。嚴格控制混凝土的拌和時間，不可過長或過短，經常檢查拌和物的均勻性、坍落度等技術指標。混凝土的運輸能力應適應混凝土澆筑施工速度和凝結速度的需要，使澆筑工作不間斷，且混凝土能夠保持均勻性和規定的坍落度。如若混凝土運至澆筑施工地點發生離析、嚴重泌水或坍落度不合格，應進行二次攪拌。對于澆筑的混凝土，應根據構件情況、環境、水泥及添加劑的使用情況，按照規程要求仔細養護，經常保持新澆筑混凝土表面濕潤，可采用養護液，覆蓋養護材料等措施，以減少水分蒸發，避免出現裂縫。

(3)預防鋼筋銹蝕和防止混凝土凍融。預防鋼筋銹蝕可以從鋼筋和混凝土兩個方面著手，一方面采用鋼筋阻銹劑或者采用防腐蝕鋼筋(如環氧涂層鋼筋);另一方面是提高混凝土的密實性，避免混凝土開裂，只要能夠防止水、二氧化碳、氯離子和氧氣等侵入鋼筋內部，就能有效的避免和減少鋼筋銹蝕。混凝土的抗凍性能與混凝土內部的孔結構和氣泡含量多少密切相關。目前采用加氣排水的辦法來降低混凝土的飽水度，同時在混凝土中摻加優質引氣型高效減水劑，能大幅度減小水灰比，從而保證混凝土的強度。

3 關于混凝土結構耐久性的新思路

大多數人都認為:增加混凝土的密實度、強度，改善混凝土中水泥石的孔結構和水泥石與集料之間的界面結構，就可以提高混凝土的耐久性，也可以抵抗耐久性病害綜合癥。這從材料學的角度分析是可行的，但是施工應用的勻質性與有效性仍存在問題。

越來越多的工程事例證明，多種破壞因素的綜合作用，是造成混凝土結構提前破壞的重要原因。從環境對混凝土劣化外力來分析，不管是單一因子作用或多種因子綜合的劣化作用，都離不開水的作用。碳化作用需要水，氯離子擴散滲透需要水，硫酸鹽腐蝕需要水，堿—集料反應需要水，凍融循環的破壞作用更需要水。因此水是影響混凝土耐久性的最關鍵因素。如能把水源斷開，混凝土就可以到達超高耐久性。若開發一種防止滲透吸水的外加劑，涂刷在結構表面，能滲透進入混凝土內部，使混凝土表面憎水，而且耐久性優異。這種新型材料的理念是使混凝土斷開水源，水分既不能從外面滲透到里面，也不能被材料吸收，從而使混凝土達到超高耐久性。同時，一些摻加以硅灰為代表的高活性細填料，能有效地改善界面結構，并提高混凝土的密實度與強度，顯著增加對破壞作用的抵抗力，有效改善混凝土的性能，即近年來發展的高性能混凝土。

4 結束語

混凝土結構的耐久性問題是世界公認的難題。水是各種劣化因子進入混凝土的媒體，因此，切斷水源，阻止水分向結構內部的滲透擴散，阻止各種病害的產生是提高耐久性的關鍵技術。隨著科技的發展以及一些高性能混凝土的誕生，相信混凝土結構的耐久性問題會得到有效的解決。

［1］馮乃謙，邢鋒. 混凝土與混凝土結構的耐久性［M］. 北京:機械工業出版社，2009.390 －643.

［2］王鐵成.混凝土結構基本構件設計原理［M］. 北京:中國建材工業出版社，2004.174.