混凝土耐久性與孔結構影響因素的研究

毛語桐　董立忠

摘 要：混凝土作為工程建筑中的重要原材料，其耐久性與工程質量直接相關。在實際施工過程中，為提升混凝土的抗凍性能，通常會選擇引氣或摻加礦物鹽的方式，人為制造混凝土內部孔結構。人為制造混凝土孔結構能夠有效提升混凝土材料的抗凍性，也會對整體結構的耐久性性和抗滲性產生一定的影響。本文從混凝土耐久性的影響因素出發，結合混凝土耐久性與孔結構之間的關系，探索混凝土性能改善的有效策略。

關鍵詞：混凝土;耐久性;孔結構;影響因素;研究

0 引言

近年來，隨著我國經濟的發展，建筑行業也迎來了前所未有的發展機遇。混凝土作為工程建筑的主體，其耐久性是決定建筑使用壽命的關鍵。提升混凝土結構的穩定性和耐久性已經成為建筑行業亟待共同面對的問題。混凝土在內部空間結構上是由若干分布不均的孔結構構成的，通過添加復合材料能夠有效改善混凝土的內部結構，使孔結構分布更加均勻，提升內部結構的致密性，從而實現混凝土整體耐久度的提升。

1 混凝土耐久性的相關概念

1.1 混凝土耐久性的定義

混凝土是由水泥、砂、石、水等建筑用料，按照一定比例進行攪拌而形成，是一種常見的高強度建筑材料。其耐久性主要表現為混凝土主體的結構穩定性和耐磨損情況。提升混凝土耐久性是延長建筑使用壽命的關鍵。在城市建設過程中，不乏存在大量建筑出現漏水、墻體開裂，甚至垮塌等現象，這些都是由于混凝土結構在長期的侵蝕作用下發生結構破壞的結果。混凝土結構在長期的溫度變化、雨水侵蝕等外力作用下，表面逐漸脆化。

1.2 混凝土耐久性的影響因素

（1）凍融作用。凍融作用顧名思義，是指自然界中的水滲透進入混凝土結構內部后，由于外界溫度的急劇下降，導致混凝土內部出現凍結，外界溫度上升后，內部結構出現消融。尤其是在冬季，混凝土結構在反復凍結和消融過程中很容易造成內部應力的變化，從而加劇混凝土結構的老化。一方面，混凝土結構在寒冷的天氣下，整個主體因溫度較低而收縮，另一方面，內部結構中的水在凝固后發生膨脹，從而導致內部孔結構受損，擴大冰凍造成的損傷。

（2）化學物質的侵蝕。近年來，環境污染進一步加劇，以酸雨和土地鹽漬化為例，酸雨主要呈弱酸性，酸性物質同混凝土結構接觸將會產生氧化還原反應生成無機鹽，從而改變混凝土化學成分。加劇其表面的剝落。以土地鹽漬化為代表的堿性腐蝕物能夠影響混凝土的膠結力。提升混凝土的耐久性則需要提升混凝土內部孔結構的致密性，從而提升整體結構的抗滲透水平，避免酸性或堿性物質的侵蝕。

（3）澆筑裂縫。混凝土結構設計過程中為進一步提升整體強度，通常會在結構中添加大量的鋼筋作為支撐。一方面，混凝土結構中的鋼筋在長期銹蝕的過程中，會產生大量的2價鐵離子或3價鐵離子，同時還會產生大量的氫氧化物。另一方面，混凝土的滲透性不佳也會加劇鋼筋表面的腐蝕情況。混凝土在澆筑完成后，硬化過程中會產生大量的熱量，從而在鋼筋周圍因為壓力差異造成裂縫。

2 混凝土中孔結構與耐久性之間的關系

混凝土整體的穩定性依賴于內部孔結構的穩定，孔結構的大小和分布情況與混凝土整體質量息息相關。混凝土孔結構直徑越小，內部空間就越緊湊，孔徑之間的致密性更強，分布更為密集，這時混凝土的抗滲透能力就越強。混凝土孔結構直徑越大，造成的內部空腔就越嚴重，發生滲透的概率就越大。同樣，孔結構數量的多少對結構間能夠承受的應力大小產生直接影響，從而導致混凝土在外界受力和長期侵蝕下產生各種質量問題。通過引氣或摻加礦物鹽等形式能夠有效改善混凝土內部孔結構的分布狀況，同時調整內部孔結構的大小，形成內部空間結構的均勻受力。

3 提升混凝土耐久性的有效策略

3.1 合理控制混凝土內部孔結構數量和大小

在日常施工過程中，承建單位提升施工速度，普遍選擇在混凝土中加入過量的水，這樣一來，混凝土流動性更強，能夠減少震動的工序。然而混凝土內部孔徑也因為水灰比的擴大而增加。混凝土內部孔結構是影響混凝土整體結構耐久性的關鍵因素，通過合理控制混凝土水灰配比，科學控制混凝土結構內部的孔結構分布情況，降低毛細管空隙的出現頻率。內部孔結構數量越多，孔結構直徑越大，造成的滲水和腐蝕現象越嚴重。降低水灰比就能夠有效控制混凝土中空隙的分布情況，從而提升整體結構的穩定性。同時含水量較低的混凝土在澆筑過程中，施工團隊也會進行反復震動，使混凝土之間的間隙明顯縮小，降低空洞的發生率。

3.2 根據工程需要選擇適當的水泥

常見的水泥類型有硅酸鹽水泥、硫酸鹽水泥和磷酸鹽水泥等。根據水化發熱情況又可以分為中熱水泥和低熱水泥。水泥作為混凝土結構的粘合劑，其化學成分和質量穩定性是混凝土耐久性的重要決定因素。在實際使用過程中，也應當根據施工區域土壤酸堿度、降水酸堿度進行選擇。例如某地區土地鹽堿化嚴重，這是應當選用高抗硫酸鹽水泥，避免因水泥選擇不當而發生人為化學反應。

3.3 做好混凝土表面的保護工作

對混凝土表面進行防水處理，使用特殊涂層或外墻涂料對混凝土結構直接同空氣或土壤接觸的區域進行保護，避免酸性或堿性物質侵蝕混凝土結構表面。通過粉刷外墻涂料或使用外墻瓷磚能夠有效避免混凝土結構直接裸露在陽光和雨水中，從而達到養護混凝土墻面的目的。在頂層加裝遮陽網或隔熱層也能起到很好的保護效果，降低雨水滲透進去混凝土內部孔結構的機率。

3.4 規范操作，避免人為造成的空洞

實際施工過程中，不乏存在一些施工不規范的現象。沒有選擇規范的振搗器進行振搗，或沒有對混凝土結構進行充分的振搗。這也是造成混凝土內部孔結構密集，直徑大的關鍵。通過規范現場施工流程，完善現場監管體系，能夠有效提升混凝土結構的穩定性和耐久性。

4 結束語

不斷降低孔結構數量和直徑是提升混凝土結構耐久性的關鍵，也是避免混凝土收到外界侵蝕的有效措施，同時通過合理使用引氣和摻加無機鹽等形式，能夠促進混凝土內部孔結構的優化。

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通訊作者： 董立忠