淺議混凝土的耐久性

武桂芝　高傳彬

【摘 要】混凝土耐久性是混凝土在長期使用中抵抗各種環境作用而不破壞，且能保持原有性質的能力，它是綜合性指標，直接影響混凝土的使用壽命，怎樣提高混凝土的耐久性在混凝土的結構設計中需引起重視。

【關鍵詞】耐久性；改善；措施

混凝土的耐久性是指混凝土在周圍介質不利因素持久作用下仍保持性能良好的能力。它是一項綜合性質，通常包括抗滲、抗凍、抗碳化、抗侵蝕、抗堿-骨料反應等方面的性能。

在一般的混凝土設計中，通常會忽視環境對結構的影響，很多混凝土結構還沒有達到它的設計使用年限，就出現了鋼筋銹蝕、混凝土劣化剝落等影響結構性能及外觀的破壞現象，需要大量投資進行修復甚至拆除重建。一次混凝土的耐久性也應該和混凝土的強度一樣作為混凝土結構設計的一項重要內容。

1 混凝土的抗滲性

1.1 混凝土抗滲性的含義

抗滲性是指混凝土在壓力水的作用下不滲水的能力，用抗滲等級P（水工混凝土用W）來表示。分為P4、P6、P8、P10、P12等5級，相應表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的壓力水，而不滲水。

1.2 改善混凝土抗滲性的措施

混凝土內部結構的不密實形成的聯通的孔隙是混凝土滲水的內因。聯通的孔隙主要有混凝土硬化前水分蒸發和泌水后留下的毛細管道，另外，混凝土施工中振搗不密實及硬化后因干燥引起的收縮、熱脹等變形造成的裂隙也形成滲水通道。

因此，要提高混凝土的抗滲性，可以采取使混凝土的更密實和減少連通孔隙的措施。具體方法有：

1）摻加引氣劑，減少聯通孔隙；

2）摻減水劑，繼而減少混凝土拌合用水，這樣就減少因蒸發和泌水引起的聯通孔隙；

3）選擇致密、干凈、級配良好的骨料，使水泥更好的膠結骨料，使混凝土結構更密實；

4）精心施工、加強養護。

2 混凝土的抗凍性

2.1 抗凍性的含義

混凝土的抗凍性是指混凝土在含水飽和情況下，在反復凍結和融化作用下，仍較好的保持原有性能的能力。常用抗凍等級F來表示。快凍發的混凝土抗凍等級共分為F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400>F400 九個等級。其中50、100、150…表示混凝土能承受的最多凍融次數。

2.2 抗凍性提高的方法

怎樣使混凝土硬化后更密實或減少聯通的孔隙提高混凝土抗凍性的關鍵，尤其要防止混凝土早起受凍。具體方法有：

1）提高混凝土密實度 。如在混凝土中加減水劑、選干凈、級配良好的砂石、精心施工、加強早起養護等。

2）摻引氣劑。引氣劑可以增加混凝土不連通的氣泡，可以減少混凝土聯通孔隙，又可通過氣泡收縮減少凍融破壞。

3）摻防凍劑。尤其要防止混凝土早期受凍。

4）提高水泥強度等級。用高標號的水泥、降低水灰比等。

3 混凝土的抗侵蝕性

3.1 抗侵蝕性的含義

當混凝土所處環境的水中含有一些鹽或酸時，混凝土中的化學成分如氫氧化鈣（混凝土所用水泥的水化產物）便會和上述物質發生化學反應，生成可溶物質或松軟的物質，繼而使混凝土結構破壞，強度降低。

3.2 使混凝土抗侵蝕性改善的方法

1）選擇含堿底的水泥品種，如抗硫酸鹽水泥、礦渣水泥、粉煤灰水泥等。

2）使混凝土更密實度、內部聯通的孔隙減少。具體方法混凝土抗滲性。

用于地下及海水環境下的工程，即惡劣環境中的混凝土，對抗侵蝕性有著更高的要求。

4 混凝土的碳化

4.1 混凝土碳化的含義

混凝土中的堿（氫氧化鈣）在潮濕的環境下會和空氣中的二氧化碳和水一起發生化學反應，有碳酸鈣生成。，發生這個反應的后果一是體積收縮，使混凝土產生裂縫，二是使混凝土堿度Ca（OH）2降低。這樣混凝土中的鋼筋在潮濕空氣的作用下，鋼筋開始生銹，鋼筋生銹引起膨脹，引起混凝土表面強度和內部強度的差異，故在用回彈儀進行混凝土強度檢驗時，應進行碳化修正，否則易造成混凝土結構強度值的誤判。

4.2 提高混凝土抗碳化的措施

碳化的速度受許多因素影響：

1）硅酸鹽水泥水化產物中氫氧化鈣多，碳化速度慢；水泥中混合材料摻量越多，碳化速度越快。

2）水灰比。降低水灰比，可以提高混凝土越密實，降低碳化速度。

3）環境因素。環境因素主要指空氣中二氧化碳的濃度及空氣的相對濕度，二氧化碳濃度增高碳化速度加快，在相對濕度達到50%～70%情況下，碳化速度最快，在相對濕度達到100%，或相對濕度在25%以下時碳化將停止進行。

所以合理選擇水泥品種、降低水灰比、加減水劑、保證混凝土保護層的質量和厚度；充分濕養護是提高混凝土抗碳化的主要措施。

5 堿-骨料反應

5.1 堿-骨料反應的含義

堿-骨料反應是指在有水的條件下，水泥中過量的堿性氧化物（氧化鈉和氧化鉀）與骨料中的活性二氧化硅之間發生的反應。

堿-骨料反應的速度很慢，一般在混凝土澆筑成型后幾年逐漸開始，反應生成的堿-硅酸凝膠，能從周圍介質中吸收水分而產生3倍以上體積膨脹，嚴重影響混凝土的耐久性。

5.2 抑制堿-骨料反應的措施

堿-骨料反必須具備的條件及抑制措施

1）水泥中含有較高的堿量，總堿量（按Na2O+0.658K2O計）大于0.6%時，才會發生堿-骨料反應，摻混合材料可使水泥堿度降低，可優先選用。

2）骨料中含有活性二氧化硅并超過一定數量，它們常存在于流紋巖、安山巖、凝灰巖等天然巖石中。為此選非活性骨料。

3）存在水分。在干燥狀態下不會造成危害。

總之混凝土的耐久性受多方因素的影響，綜合以上分析，使混凝土耐久性調高的措施可以歸結一下幾個方面：嚴格控制水灰比，保證足夠的水泥用量；合理選擇水泥品種；適當控制混凝土的水灰比及水泥用量；選用合格的砂、石骨料，并盡量采用合理砂率；摻引氣劑、減水劑等外加劑；摻入高效的活性礦物摻料，大量研究表明了摻粉煤灰、礦渣、硅粉等摻合料能有效填充內部孔隙，改善孔隙結構，提高密度，還能抑制堿-骨料反應；在混凝土施工中，應攪拌均勻、振搗密實、加強養護，增加混凝土密實度，提高混凝土質量。

【參考文獻】

[1]武桂芝.建筑材料[M].鄭州：黃河水利水電出版社，2009.

[2]陳桂萍.建筑材料與檢測[M].大連：大連理工大學出版社，2014.

[責任編輯：湯靜]