提高混凝土耐久性的相關因素

王廠 董浩

摘 要：在工程建設中，混凝土具有用量大、用途廣等特點，對于混凝土結構，它的耐久性是施工質量以及安全的重要保障。從近幾年的混凝土結構設計以及施工過程來看，考慮的最多的是承載力，很多時候卻忽略了耐久性，最終對工程使用年限也造成了很大的影響和浪費。文章結合我國混凝土施工，對影響混凝土的耐久性因素進行了簡要的探討。

關鍵詞：混凝土；耐久性；因素

隨著城市化建設力度加快，混凝土以價格低廉、性能優越在基礎設施中成為了首選的施工材料。而耐久性與強度作為混凝土的兩個重要指標，在施工與設計中，受各種因素影響，對混凝土耐久性的重視力度明顯缺乏。針對這種情況，為了促進混凝土施工持續發展，必須在環境保護與基礎設施上，提高混凝土施工的耐久性。通常人們將耐久性歸類為結構使用時間以及壽命，實質上它是混凝土不同的指標設計有無增幅的性能，通過從結構形式、原材料、細節構造、工藝措施等方面進行綜合對比，從施工、設計與維修上提升施工質量。

1 混凝土耐久性含義

混凝土耐久性是在規定年限以及各種環境下，不需要任何額外費用，就能保障正常使用與安全性。在《混凝土結構設計規范》中，它明確指出混凝土結構設計必須使用極限狀態法。但是從實際工作情況來看，只有正常使用與承載能力兩個極限狀態，耐久性被列入了正常使用狀態，并且以構造為主。將工程使用周期與混凝土耐久性聯系，作為使用期間內部功能正常使用的保障，它不僅體現在混凝土耐久性上，還表現在適用性上，所以提升混凝土耐久性，能幫助國家節省資源、增強使用年限。

從對混凝土造成破壞以及損壞的原因來看，包括內部缺陷、外部環境以及混凝土材料。外部條件有日曬、風雨、干濕、寒暑等氣象環境，以及極端溫度的磨蝕、化學介質的影響等；內部缺陷包括混凝土滲透以及堿骨料影響等，在組成料中，不同的水泥石熱與骨料會造成不同的體積變化。因為外觀環境是客觀的，根本不能改變，所以必須從提高混凝土的耐久性出發，盡量控制混凝土的內部缺陷，保障組成材料的完整性，這樣才能提升混凝土施工質量、性能，降低和減少內部缺陷，拉長混凝土的應用年限。

2 影響混凝土耐久性的因素

2.1 環境因素。從混凝土澆筑過程來看：澆筑成型的結構或少或多的存在不同的質量缺陷，具體如：砂斑、麻面以及常年的濕度、溫度、日曬風吹等變化，或者水侵蝕都會影響混凝土的保護層，進而引發鋼筋銹蝕，在鋼筋膨脹的環境下，造成混凝土剝落與開裂。

2.2 使用條件。從施工經驗來看，混凝土內部的裂縫與微裂縫作為不可避免的現象，在荷載的影響下，原裂縫會不斷加深、加長、加寬。如果在設計中，鋼筋配置不夠科學，那么很容易在結構受力的情況下出現新的裂縫。在裂縫過多時，它會讓氧氣、水、酸等有害物質損害加大，尤其是氯離子，它具有很強的擴散與滲透能力，所以會加大鋼筋銹蝕程度，在銹蝕加劇膨脹的過程中，讓混凝土構件功能、強度逐步減小。

2.3 混凝土內在因素。（1）自身缺陷。隨著科學技術以及物質生活水平的提高，現代混凝土施工已經逐漸向輕巧型轉移，通常以較密鋼筋、高強度混凝土以及良好的預應力作為追求目標。而細窄結構、密實的鋼筋，不僅會增加施工難度，還會影響混凝土密實性，嚴重時甚至影響耐久性。而在混凝土養護、施工時，受各種因素影響，也不可避免的會存在多種裂縫，甚至讓有害介質滲透到結構內部，造成鋼筋腐蝕。（2）混凝土碳化。從混凝土配合比（如表1）與施工經驗來看：鋼筋銹蝕與混凝土碳化作為影響混凝土耐久性的綜合性因素，混凝土碳化是大氣中的二氧化碳在混凝土毛細孔疏散的過程中，將氣體擴散到孔隙液與毛細孔溶解的反應，最后生成其他物質與碳酸鹽。從總體來看：混凝土碳化可以分成兩步，首先是二氧化碳擴散到孔隙中；其次是二氧化碳和混凝土的堿性物質反應。因為混凝土具有高堿性，所以很容易在鋼筋表層生成氧化膜，保護鋼筋。而大氣中的酸性氣體或者二氧化碳都能降低混凝土堿度與中性化，所以當混凝土的保護層碳化到鋼筋表層時，就會影響鋼筋氧化膜。

表1 混凝土配合比示意圖

3 提高混凝土耐久性的方法

3.1 利用高性能的混凝土。從高性能的混凝土特征來看：它具有流動性、工作性、高抗滲等特點，并且在成型時不離析、不分層，容易充滿。自密實與泵送混凝土具有良好的自密實性與可能性，并且使用時間長，特別是特護工程，對結構設計起控制作用的一般不是混凝土強度，而是耐久性，它能夠讓混凝土可靠安全的工作50-100年或者以上。另外，高性能的混凝土還具有良好的穩定性，可以延緩外界對其造成的侵蝕。

3.2 減小混凝土碳化。從對混凝土碳化造成影響的因素來看，主要包括：二氧化碳濃度、水灰比、水泥品種、環境濕度等。由于二氧化碳的碳化速度比較快，在50-75%的環境下碳化速度比較快，而水灰比越小碳化速度就會越慢。因此，在實際工作中，為了有效降低碳化程度，必須使用科學的保護層，減緩碳化進程，并且結合工程所處環境與條件，正確選用水泥品種；一般情況下，我們會要求使用減水劑來調整混凝土和易性，從而提高密實度。

3.3 做好鋼筋防銹措施。從大量實際研究成果來看：混凝土碳化并沒有氧化物鋼筋銹蝕的多，在較高的環境下氯離子依然能夠影響保護膜，讓鋼筋銹蝕，進而影響耐久性。針對這種情況，我們應該主動為鋼筋加上噴鍍、電鍍等耐腐蝕的金屬，或者通過涂刷涂料對其保護；通過選擇恰當的骨料、減小水灰比、充分養護、添加引氣劑等方式改善孔隙結構，杜絕連通孔，這也是避免外界介質滲透的有效方法。另外，在混凝土表層進行保護層涂刷，也能避免氯離子、二氧化碳侵入。

3.4 做好混凝土抗凍工作。在混凝土施工中，為了提高耐久性，不僅要做好抗碳化能力，減小集料反應，還必須加入適量的引氣減水劑與引氣劑，讓混凝土內部始終保持一定的氣泡與空氣含量。從大量實踐結果來看：高引氣的混凝土并不一定抗凍，中低引氣性混凝土則具有一定的空氣含量與氣泡，所以具有良好的抗凍性。因此，在施工中，使用科學的設計與優質的抗凍骨料非常重要。

4 結語

混凝土結構作為一項涉及材料、環境、施工、設計等多項因素的問題，為了提高混凝土耐久性，必須從影響混凝土耐久性的因素出發，加強結構設計以及材料選擇，用良好的維護與管理，保障混凝土結構耐久性，這樣才能推進建筑單位可持續發展。

參考文獻

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