淺談混凝土耐久性的相關(guān)問題

何亮

摘 要：混凝土的耐久性是指混凝土在使用條件下抵抗各種外界破壞因素的影響，仍然長期保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。影響混凝土耐久性的因素很多，不同因素對混凝土的破壞不同。本文主要對混凝土碳化、凍融、鋼筋銹蝕等方面做了簡單論述，及簡述影響因素。

關(guān)鍵詞：混凝土；建筑技術(shù)；耐久性

1 引言

長期以來，混凝土作為建筑工程中用途最廣，用量最大的材料之一，在發(fā)展中，其強(qiáng)度不斷提高。但是，在提出高強(qiáng)度時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題也被人們所關(guān)注。提高混凝土耐久性，延長工程使用壽命，盡量減少維修重建費(fèi)用是建筑行業(yè)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的關(guān)鍵。近年來，在各種設(shè)計(jì)規(guī)程中，均把耐久性列為混凝土的一項(xiàng)重要指標(biāo)，尤其在一些大中型建筑物中，更加重視混凝土的耐久性問題。對建筑業(yè)來說，建筑物必須經(jīng)久耐用，而且能滿足其在服務(wù)期內(nèi)的各項(xiàng)性能要求。所謂混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，是指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而能保持其安全、使用功能和外觀要求的能力。

2 凍融對混凝土的影響及保護(hù)措施

2.1 凍融對混凝土破壞原理

混凝土凍融破壞形成了較為完整的基礎(chǔ)理論。混凝土是由水泥砂漿和粗骨料組成的毛細(xì)孔多孔體。在拌制混凝土?xí)r，為得到必要的和易性，加入的拌和用水總要多于水泥的水化水，這部分多余的水便以游離水的形式滯留于混凝土中形成連通的毛細(xì)孔，并占有一定的體積，另外，還有一些水泥水化后形成的膠凝孔。毛細(xì)孔的自由水就是導(dǎo)致混凝土遭受凍害的主要因素，因?yàn)樗隼鋬鼋Y(jié)成冰后會發(fā)生體積膨脹，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。

2.2 提高混凝土抗凍融的措施

（1）引氣劑。提高混凝土抗凍耐久性的重要措施是在混凝土拌合物中摻人一定量的引氣劑。引氣劑是具有增水作用的表面活性物質(zhì)，它可以明顯的降低混凝土拌合水的表面張力和表面能，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的微小穩(wěn)定的封閉氣泡。氣泡切斷了部分毛細(xì)管通路能使混凝土結(jié)冰時(shí)產(chǎn)生的膨脹壓力得到緩解，不使混凝土遭到破壞。

（2）減水劑。減水劑的應(yīng)用也成為混凝土不可缺少的組份，使用減水劑可以大幅度降低混凝土的水灰比（水膠比），提高混凝土的強(qiáng)度和致密性，使混凝土抵抗凍融破壞的能力提高.從而提高混凝土的抗凍耐久性。

3 混凝土的碳化

3.1 混凝土的碳化

混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學(xué)腐蝕。空氣中CO2氣滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，又稱作中性化。

3.2 混凝土碳化破壞的防治

對于混凝土的碳化破壞，我們在施工中總結(jié)出了一系列治理措施：一是，在施工中應(yīng)根據(jù)建筑物所處的地理位置、周圍環(huán)境，選擇合適的水泥品種；二是，分析骨料的性質(zhì)，如抗酸性骨料與水、水泥的作用對混凝土的碳化有一定的延緩作用；三是，要選好配合比，適量的外加劑，高質(zhì)量的原材料，以確保混凝土的密實(shí)性。

4 鋼筋銹蝕

混凝土在一種或多種外界作用下，材料的耐久性能發(fā)生衰退，逐漸降低了對其內(nèi)部鋼筋的保護(hù)作用。鋼筋銹蝕也是引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降的重要因素。

4.1 銹蝕影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素

（1）銹蝕對鋼筋性能的影響。銹蝕會導(dǎo)致鋼筋截面積減小，并且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中，鋼筋發(fā)生不均勻銹蝕，使鋼筋的表面凸凸不平，形成很多銹坑，鋼筋受力以后會在缺口處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使銹蝕鋼筋的強(qiáng)度降低，伸長率降低。

（2）銹蝕對混凝土性能的影響。銹蝕對混凝土的影響主要是鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層脹裂。鋼筋銹蝕生成的產(chǎn)物體積是原鋼筋體積的2-6倍，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生很大的體積膨脹力，致使混凝土保護(hù)層脹裂、整體脫落，結(jié)構(gòu)的承載力下降。

（3）銹蝕對鋼筋與混凝土之間粘結(jié)性能的影響。鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)作用主要分為：鋼筋和水泥之間的化學(xué)膠結(jié)力、鋼筋和混凝土接觸面上的摩擦力，對于變形鋼筋還存在肋紋與混凝土之間的機(jī)械咬合力。因此鋼筋的銹蝕會使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能降低。

4.2 防止鋼筋銹蝕的技術(shù)措施

提高結(jié)構(gòu)耐久性的措施，防止鋼筋腐蝕的措施有多種，主要分為兩大類：

（1）防止鋼筋銹蝕的內(nèi)部措施。內(nèi)部措施主要是提高混凝土及其鋼筋自身的防護(hù)能力：①提高混凝土的防護(hù)能力，在混凝土澆筑時(shí)選用優(yōu)良的水泥品種，重視對骨料質(zhì)量的要求，控制水灰比和水泥用量以及選用性能良好的外加劑，從而提高混凝土的密實(shí)度，降低混凝土的孔隙率。保證有足夠的混凝土保護(hù)層厚度。②提高鋼筋的防護(hù)能力，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需用的鋼筋要有嚴(yán)格地質(zhì)量控制，同時(shí)對有較惡劣的環(huán)境中的混凝土應(yīng)采用特種鋼筋。

（2）防止鋼筋銹蝕的外部措施。外部措施主要主要包括混凝土外涂層、鋼筋涂層保護(hù)。①混凝土外涂層。滲透性涂層在混凝土表面涂覆后，可與混凝土組分起化學(xué)作用并堵塞孔隙，或自行聚合形成連續(xù)性憎水膜。滲透性涂層材料可深入混凝土內(nèi)部3～5mm，形成一個(gè)特殊的防護(hù)層，從而保護(hù)鋼筋免受腐蝕。②環(huán)氧涂層鋼筋。環(huán)氧粉末的獨(dú)特性能與靜電噴涂工藝技術(shù)的發(fā)展，能保證涂層與基體鋼筋的良好黏結(jié)，抗拉、抗彎和短半徑180～彎曲仍不出現(xiàn)裂縫的性能，能阻止腐蝕介質(zhì)如水、氧、氯氣等化學(xué)成分與鋼筋接觸，有效地保護(hù)了鋼筋。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋銹蝕會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性，銹蝕對鋼筋力學(xué)性能、混凝土保護(hù)層以及鋼筋與混凝土間粘結(jié)強(qiáng)度的影響是影響混凝土結(jié)構(gòu)的主要原因。提高混凝土及其鋼筋自身的防護(hù)能力以及對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂裝陰極保護(hù)等是防止鋼筋銹蝕提高結(jié)構(gòu)耐久性的重要措施。

5 抗?jié)B

5.1 混凝土抗?jié)B的意義

所謂混凝土的抗?jié)B性，是指混凝土材料抵抗壓力水滲透的能力，它是決定混凝土耐久性最基本的因素。也就是說水或者直接導(dǎo)致膨脹和開裂，或者作為侵蝕介質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)去混凝土內(nèi)部的載體。所以，混凝土的抗?jié)B性對于混凝土的耐久性具有重大的意義。

5.2 提高混凝土抗?jié)B性能因素的分析

影響混凝土抗?jié)B性的根本因素是孔隙率和孔隙特征。混凝土的孔隙率越低，連通孔越少，抗?jié)B性越好。為了最大程度的降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的抗?jié)B性，主要的措施是降低水灰比，旋轉(zhuǎn)好的骨料級配，充分振搗和養(yǎng)護(hù)，摻用引氣劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰摻和料等方法來實(shí)現(xiàn)。

5.3 提高混凝土抗?jié)B性能的措施

（1）骨料級配。不論是連續(xù)級配還是間斷級配，所得到的密實(shí)度很高的混凝土只能使砂石增加到一定程度后減少水沿骨料之間空隙滲透的可能性，增加了有效阻水截面。因此，要使混凝土有良好的抗?jié)B性能，主要應(yīng)控制混凝土中砂漿的數(shù)量和質(zhì)量，控制混凝土結(jié)構(gòu)的形成，改善混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部構(gòu)造。

（2）引氣劑的摻用。引氣劑的使用可以讓微小氣泡切斷了許多毛細(xì)孔的通道，含氣量超過6%的時(shí)候，會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)強(qiáng)度的急劇降低。引氣劑的摻入，在混凝土中會引入大量均勻分布，相互獨(dú)立的類球形微小氣泡。摻入引氣劑可以減少單位用水量，從而增加了混凝土的密實(shí)性。提高了混凝土的耐久性。

（3）粉煤灰的摻用。由于粉煤灰在混凝土中能發(fā)揮其形態(tài)效應(yīng)，微集料效應(yīng)和活性效應(yīng)，提高混凝土的密實(shí)度，細(xì)化孔隙，從而提高混凝土的抗?jié)B性。因此我們在工程中通過加入適量的粉煤灰來提高混凝土的抗?jié)B性，而且節(jié)約了水泥的用量，節(jié)省成本。

6 結(jié)語

當(dāng)然，還有其他很多的影響混凝土的耐久性及保護(hù)措施，影響混凝土的耐久性能還有電通量、氯離子滲透、及混凝土的制造的工藝、原料的品質(zhì)密切相關(guān)，因此我們需要從各個(gè)方面綜合考慮，本文僅僅是介紹了幾個(gè)主要的方面。