混凝土結構耐久性影響因素

李 峰

（克州誠鑫建設工程有限公司 845350）

混凝土結構耐久性影響因素

李 峰

（克州誠鑫建設工程有限公司 845350）

現代建筑絕大部分采用的都是混凝土結構，因為混凝土結構具有可模性良好、整體性強、抗震性佳等諸多的優點。但正是由于混凝土結構在建筑中被廣泛使用，所以我們更應該關注其耐久性，原因非常簡單，如果混凝土結構的耐久性不佳，不僅會增加混凝土結構的使用維護成本，還可能給人們的安全帶來危害，后果非常之嚴重。本文首先分析了可能會影響混凝土結構耐久性的各種因素，并對其產生原因進行了探討，最后主要對如何提高混凝土結構的耐久性提出了部分探討性意見，以期能夠降低混凝土結構的使用維護成本，保障混凝土結構的使用安全。

混凝土結構；耐久性；影響因素；原因；措施

混凝土結構的綜合性能非常高，明顯優于其他的建筑結構形式，所以在目前的各種建筑建設當中，混凝土結構都被廣泛的應用。耐久性是所有建筑都必須要考慮的一個問題，在混凝土結構的建筑中也是如此，因為這既關系著建筑在使用過程當中的維護成本，更關系著人的安全。

1 影響混凝土結構耐久性的各種因素分析

1.1 凍融破壞對混凝土結構的耐久性影響

“凍融破壞”所指的是混凝土在飽水狀態下，因凍融循環而產生的一種破壞，這種破壞將對混凝土結構的那就行造成較大的影響。凍融破壞大多數都出現在非常嚴寒的地區，而且被破壞的混凝土結構通常都與水有長時間接觸。

1.2 堿集料反應

混凝土結構的組成較為復雜，它不僅包括水泥、砂石，還包括水以及其他的外加劑，根據需求的不同，這些材料的使用與配比也不盡相同。以上的種種物質在一起，就可以組成混凝土結構，它結實耐用，但同樣也會受到其他化學反應的影響，而降低耐久性。“堿集料反應”第一次被發現的時間是在20世紀40年代，當時有很多的研究人員對這種反應進行了研究。簡單來說堿集料反應會產生堿—硅酸凝膠等物質，這些物質一旦遇見水就會發生膨脹，如果這種膨脹發生在混凝土結構的內部，就必然會對混凝土結構造成嚴重的破壞，從而大大降低混凝土結構的耐久性。

1.3 鋼筋銹蝕

鋼筋是混凝土結構的骨架，它在混凝土結構當中主要起支撐作用，可以承載結構的內部拉力，保持結構的穩定性。在大多數的情況下，混凝土硬化后其內部都是堿性的，這就相當于為鋼筋提供了一層有效的保護，可以防止鋼筋發生銹蝕。但是在其他一些情況之下，混凝土結構內部的鋼筋同樣可能會發生銹蝕，例如鋼筋兩端的電位有差別，這會引起鋼筋電化學反應，最終致使鋼筋銹蝕。另外，鋼筋的保護膜破損，也會導致鋼筋銹蝕，鋼筋本身有一層鈍化膜，其主要的作用就是防止銹蝕發生，但是如果有氯離子侵蝕或是pH值不足9，這一層鈍化膜就會被破壞，這樣一來鋼筋就非常容易出現銹蝕。在鋼筋發生銹蝕之后，其受力能力就會大大的降低，與混凝土結構內部的粘結力也會明顯減少，而且在鋼筋銹蝕之后，會發生一定的膨脹，這可能使混凝土出現裂縫，這些情況都會大大降低混凝土結構的耐久性。

1.4 混凝土裂縫

混凝土會出現裂縫這個問題一直以來就存在，這是一種較為普遍的現象，尤其是在高層地下室剪力墻以及大面積梁板結構中，混凝土出現裂縫的情況最為常見，這會顯著減低混凝土結構的耐久性。各種材料的配比不當、施工措施不當、養護不當等諸多的因素都可能會造成混凝土結構出現裂縫。在混凝土出現裂縫后，不僅其受力承壓性能會大大的降低，其抗滲能力同樣會降低，這會讓水與空氣更容易與鋼筋產生接觸，使鋼筋銹蝕，最終導致混凝土結構的耐久性降低。

1.5 混凝土碳化

混凝土結構在其發生硬化的過程當中會產生氫氧化鈣，本來鋼筋在堿性的混凝土結構內部中會出現鈍化膜，這可以防止鋼筋銹蝕。但是空氣當中的二氧化碳滲入混凝土結構內部后，會和氫氧化鈣產生反應，并生成碳酸，這時混凝土結構就會開始逐漸變為中性，也就是所謂的碳化。當混凝土結構的碳化深度超過鋼筋保護層的厚度，鋼筋鈍化膜的保護作用就會被減弱甚至是完全消除，這樣一來鋼筋就非常容易發生銹蝕，受力能力大大降低，與混凝土結構內部的粘結力減少，并在結構內部發生膨脹，破壞整個混凝土結構，降低混凝土結構的耐久性。

2 導致混凝土結構耐久性被破壞的原因分析

前面分析了影響混凝土結構耐久性的各種因素，那么有哪些原因會導致這些因素出現，并破壞混凝土結構的耐久性呢？通過歸納主要包括以下三點，其分別是材料原因、施工原因以及自然原因。

2.1 材料原因

混凝土是由各種原材料配比而成，所以材料的質量與混凝土結構的耐久性緊緊相關。一般情況下混凝土的原材料包括水、石、砂、水泥以及其他各種外加劑，其中任何一種材料的質量、屬性、配比不符合工程需求，就都會破壞混凝土結構的耐久性。例如水泥的品種不符合施工需求，砂、石集料的粒徑、級配、含泥量控制不當等等，都會使混凝土結構在使用過程當中快速的老化或損壞，還有如果水泥和外加劑的適應不好，混凝土結構就會出現微細的泌水通道，降低結構的抗滲性能，另外如果材料的堿與氯離子含量超過施工需求，混凝土結構的耐久性也會大大降低。

2.2 施工原因

從施工的流程來看，雖然混凝土結構施工較為簡單，但是其每一道工序的技術含量都較高，而且對細節的控制非常嚴格，任何一道工序出錯，都會影響到混凝土結構的質量與耐久性，例如配比、攪拌、運輸、澆筑和振搗以及養護等等。例如在混凝土澆筑和振搗施工中如果對澆筑速度和振搗頻率控制不當，就會造成混凝土內部結構中出現孔洞和局部缺陷，混凝土澆筑后不養護或養護不好將會影響混凝土的強度增長，也會產生裂縫[1]。

2.3 自然原因

混凝土結構始終暴露在自然環境當中，所以自然環境的各種活動與變化，可能會破壞結構的耐久性，例如空氣溫度、濕度等等，都可能使混凝土結構提前老化或遭到破壞，降低耐久性。

3 提高混凝土結構耐久性的措施

為了降低混凝土結構在使用過程當中的維護成本，保障使用安全，必須要采取對應的措施來提高結構的耐久性，在實際的工程施工當中，可以采取以下幾點措施來提高混凝土結構的耐久性：

3.1 合理使用礦物摻合料

在混凝土當中合理的使用礦物摻合料，可以顯著改善混凝土結構的性能，使其耐久性得到提升。例如礦渣微粉、粉煤灰等，這些摻合料都能夠使混凝土的強度得到提升，加大混凝土結構的密實度，增強混凝土的抗腐蝕性，控制結構氯離子擴散，使鋼筋得到更好的保護，從而提高混凝土結構的耐久性。

3.2 加強施工控制

施工對混凝土結構耐久性的影響非常大，必須要通過加強對混凝土的施工控制，來提高混凝土結構的耐久性。首先，在施工中應當根據環境條件和設計使用壽命來確定水泥品種、混凝土的低強度等級、最小保護層厚度、最大水膠比，這是確保混凝土符合工程需求的基本措施，也可以提高結構的耐久性；其次，要對骨料的級配與加工進行改善，盡可能降低骨料孔隙率使骨料與水泥的接觸面積更大，確保混凝土結構的均勻性。最后混凝土的振搗要均勻、密實，后期還要根據實際的環境條件情況，對混凝土結構做好養護工作。

3.3 應用引氣劑

鑒于混凝土結構出現的凍融病害，要對混凝土添加適量的引氣劑，提高其抗凍融性，引氣劑的添加會增加混凝土結構中的微氣泡，這些微氣泡能阻斷混凝土內部的毛細孔，提高混凝土的抗滲能力，消除凍融過程中出現的內部膨脹力，從而提高其混凝土的結構完整性。但是引氣劑含量過高會在一定程度上降低混凝土的強度，因此要結合工程需求來選擇引氣劑的添加類型和添加量[2]。

3.4 嚴格控制原材料

水泥的各項指標要提標要符合國家標準要求，安定性一定要合格。水泥中堿含量高時如果配制混凝土的骨料具有堿活性就可能產生堿骨料反應，因此若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中的堿含量不應大于0.6%或由買賣雙方協商確定。另外水泥中氯離子的含量不應大于0.06%。粗骨料要優先選擇花崗巖碎石，粗骨料要符合連續級配。細骨料應采用河砂，嚴禁使用氯離子含量超標的海砂。砂的含泥量也應符合標準要求，因為砂的含泥量高容易產生裂縫，強度會降低。應采用非活性集料以防止堿-集料反應的發生。另外還要注意外加劑中的氯離子含量和總堿量的控制[3]。通過對各種材料的質量控制將混凝土中的氯離子、堿含量控制在標準要求范內。抑制堿-集料反應常用的化學外加劑是使用鋰鹽，通過大量的研究表明鋰鹽能有效的抑制堿-集料反應，這種方法不必改變施工條件，甚至可以改善混凝土的其他性能[4]。

4 結語

混凝土結構的耐久性既關系著建筑在使用過程當中的維護成本，更關系著人的安全，因此我們要對影響混凝土結構耐久性的各種因素與原因進行分析探討，并采取對應的措施提高凝土結構的耐久性，以降低結構使用維護成本，保障使用安全。

[1]李海波，趙麗，張國興.施工期混凝土材料特性對其結構耐久性能影響研究[J].施工技術，2014，03：48～50.

[2]梁巖，羅小勇.耐久性損傷鋼筋混凝土結構抗震性能研究進展[J].地震工程與工程振動，2014，02：113～119.

[3]張雅娜，劉興旺，杜瑤，劉燕.基于模糊可拓層次分析法的混凝土結構耐久性評估[J].河北農業大學學報，2014，01：102～105.

[4]鄒洪波，羅小勇，湯敏捷.南方在役鋼筋混凝土結構耐久性問題調查與研究[J].建筑結構，2014，14：39～43.

TU755

A

1673-0038（2015）37-0126-02

2015-8-27