關于清水混凝土耐久性的相關研究

劉獻通

摘 要：作為混凝土施工控制的關鍵環節，混凝土耐久性試驗對于保證混凝土的使用壽命及質量具有重要作用。文章首先介紹了清水混凝土耐久性試驗，然后探討了清水混凝土耐久性控制措施，以期為相關技術與研究人員提供參考。

關鍵詞：清水混凝土；耐久性；研究

清水混凝土耐久性指的是清水混凝土結構在正常使用周期內避免自身或外界破壞侵蝕影響而保持其外觀及性能不受侵害的能力。在建筑工程建設中，選用外觀耐久性能較高的清水混凝土模板材料及配合比，雖然會增大混凝土土建筑物的成本及施工難度，但由于其使用壽命較長，可大幅度延長建筑物的正常使用年限，減少建筑維護成本，經濟效益相對顯著。

1 清水混凝土耐久性試驗

研究選用對比實驗方法。先是對比某施工單位提供的兩類配合比方案（A1，A2）耐久性指標，找出其差異性；為優化比較清水混凝土的經濟型和耐久性，試驗又選取由相同原料、各自添加粉煤灰或礦渣粉摻和料、使用不同高效減水劑，依照C50標準設計了另外三組混凝土配合比（A3，A4，A5）。不同組清水混凝土的配合比如表1所示，不同配合比下拌合物的和易性均符合泵送標準。[1]（表1）

表1 每組清水混凝土配合比及拌合物流動性

1.1 清水混凝土抗鋼筋銹蝕與抗碳化試驗

（1）試驗方法：先在設定濃度CO2氣體介質下檢測混凝土試件的碳化程度，用于評估混凝土的抗碳化性能；隨后測定靜快速碳化試驗后混凝土內部鋼筋的銹蝕程度。（2）結果分析：研究選用碳化箱加速碳化方法，測定五組混凝土在3個月碳化影響后的碳化深度，并檢測設定條件下混凝土內鋼筋的銹蝕程度，以分析不同配合比混凝土對鋼筋的保護情況。在3個月碳化后，A1碳化深度測定為4.5mm，另外四組則為0mm。通常而言，在溫度、適度及二氧化碳濃度給定條件下，混凝土孔結構與水泥堿度是決定碳化速率的主要因素。高強混凝土內雖添加了煤灰、礦渣粉等摻和料，其堿度稍微降低，但因混凝土密實度較高，水汽與二氧化碳進入漿體內部的難度增加，造成碳化過程難以進行，碳化速度較慢。依據鋼筋重量損失率分析，每組混凝土的鋼筋損失率均保持低于0.15%。這說明各組混凝土的抗鋼筋銹蝕性能與抗碳化性能均比較好。

1.2 清水混凝土抗滲試驗

（1）試驗方法：依據相關標準加工制成標準實驗，養護28d晾干后，將一層融化的密封材料涂抹在其側面，隨后將其放入到螺旋加壓裝置的試件套內。待冷卻后解除其壓力，采用抗滲儀進行試驗。（2）結果分析：經過抗滲試驗后，五組混凝土都未出現透水問題，說明各組混凝土抗滲性能均高于3MPa。另外檢測其滲水高度，發現各組混凝土均具有較低的滲水高度。由此可表明：減水劑的不同可導致混凝土密實度出現差異，進而影響其滲水性能，相比使用萘系減水劑的試件，選用聚羧酸類高效減水劑的試件具有更好的抗滲性能；摻加20%的礦渣粉與粉煤灰不僅能降低水化熱，還可增強混凝土的抗滲性。

1.3 清水混凝土干縮試驗

（1）試驗方法：試驗選用100×100×515mm的試驗，在標準條件下進行養護并測試，1d脫模后測定其初始長度，隨后在不同齡期測量樣品長度，統計收縮率。（2）結果分析：結果顯示選用純硅酸鹽水泥配制的混凝土具有更低的收縮性能。原因為添加摻和料后增大了A3、A4組的早期干燥收縮水平，而選用聚羧酸類高效減水劑的A5收縮反而減小。可表明使用聚羧酸類高效減水劑制成的混凝土可避免干縮裂縫問題。

1.4 清水混凝土抗凍試驗

（1）選定凍結溫度為-15～-20℃，凍結時間在4h以上。凍結后的試件即刻放入15～20℃的水槽內進行4h的融化。試驗共進行400次循環凍融過程。（2）結果分析：結果顯示各組混凝土時間平均重量隨凍融次數的增加而略微升高。原因為該清水混凝土輕度較高，其具有較密實的微觀結構和較低的孔隙率，使得混凝土水滲透系數相對較小。在試驗次數增加時，水分緩慢滲入到試件內會稍增大試件重量。

2 清水混凝土耐久性控制措施

2.1 做好原料控制

（1）調整水灰比：過高的水灰比會直接影響混凝土的耐久性，因為水灰比會影響混凝土的孔隙率、混凝土鋼筋的銹蝕程度和混凝土碳化速率、空氣內腐蝕性物質在孔隙內的擴散程度等。控制恰當的水灰比還可保證成型后的混凝土滲透性較低，凍融破壞程度較小，避免結構發生破壞。所以建筑工程中單方混凝土膠結材料的總量應控制在550kg/m3以內。（2）選用恰當骨料：清水混凝土配制使用的骨料，應確保具有較低的堿活性、穩定的化學性質，級配優良，質量堅硬，且滿足色澤要求。（3）不同種類的減水劑可對清水混凝土的耐久性產生不同程度的影響。相比萘系減水劑，聚羧酸類高效減水劑具有更優良的作用效果。（4）添加礦渣、粉煤灰等礦物摻和料可深度增強清水混凝土的耐久性。實際配制過程中可依據相應使用環境條件選用恰當的礦物摻和料。（5）清水混凝土的配制應依照添加活性摻和料、選用高效減水劑、優化配合比參數等設計原則。利用水泥水化產物的改善、水灰比與孔隙率的降低、水泥石與集料界面的增強和密實度的提高來實現高耐久性與高性能。（6）種類不同的水泥可不同程度影響混凝土結構強度、抗滲性、耐凍性與耐腐蝕性。實際配制中應盡量選用含堿量較低和水化熱低的水泥，如火山灰水泥和普通硅酸鹽水泥，或選用具有摻和料的硅酸鹽水泥。

2.2 施工管理

（1）充分振搗：混凝土振搗可大幅度增強混凝土的密實性，減小混凝土滲透性。在混凝土澆筑時應重點確保混凝土保護層穩定，所以在澆筑前應仔細檢查保護層位置放置的精確性和墊塊尺寸的正確性。（2）做好保護層：增大混凝土保護層厚度可有效延緩腐蝕因子侵入到鋼筋表面的試件，其能改善對鋼筋銹蝕膨脹的抵抗力。鋼筋墊塊，應選用水泥砂漿或細石混凝土進行制備，部分情況下應盡量選用定型的塑料墊塊，應避免使用石子或短鋼筋制作墊塊。

2.3 加強養護

新澆清水混凝土應注重做好早期養護工作，且應從養護材料、時間及方法等方面綜合考慮，以確保混凝土早期盡量少地出現裂縫。重點應控制構件的濕潤養護，若為大體積混凝土，應選用流水或蓄水養護，養護時間應控制在14～28d。

3 結束語

清水混凝土的耐久性將直接關系著建筑結構的穩定性和安全性，因此，相關人員應加強有關清水混凝土耐久性的研究，總結耐久性影響因素及控制措施，以逐步提升混凝土制備水平。

參考文獻

[1]曹峰，計昕昶，岳景亮.關于混凝土耐久性若干問題的討論[J].林業科技情報，2013，5（35）：57-58.