浅谈混凝土结构的耐久性

2012-08-15闫灵

黑龙江交通科技 2012年4期

闫灵

(河北省衡水市桃城区交通局公路管理站)

长期以来，混凝土作为土建工程中的用途最广，用量最大的建筑材料，然而混凝土结构在承受大量荷载的基础上，还要不断遭受所处环境下各种劣化因子的侵蚀作用，近年来混凝土耐久性破坏有日趋严重的倾向，越来越多的工程事例证明，多种破坏因素的综合作用，是造成混凝土结构提前破坏，混凝土质量迅速严重劣化的重要原因，研究混凝土结构的耐久性问题已成为当今混凝土工程中的一项重大课题。

1 混凝土耐久性的概念

混凝土的耐久性是指在正常维护的条件下，在设计使用期间，在指定的工作环境中保证结构满足规定的功能要求，即长期保持强度和外观完整性，以及保证使用性和安全性的能力。主要表现在抗渗性、抗冻性、耐水性、耐火性、耐磨性、抗化学腐蚀性、碳化与钢筋腐蚀性等性能。结构因为耐久性不足而失效，或为继续正常使用而付出高昂的维护代价。混凝土耐久性常按破坏作用(因素)分类。例如ACI 最近提出的“耐久混凝土指南”分为五类:冻融循环，侵蚀性化学腐蚀，磨损，钢筋锈蚀，与集料间的化学反应。

2 提高混凝土结构耐久性的有效途径

(1)优化设计、精选材料。首先应从设计方面提高混凝土结构的耐久性，这就要求工程设计人员严格按照现行设计规范，针对主要破坏因素并结合工程实际进行耐久性设计。更新设计观念，正确认识混凝土强度与耐久性之间的关系，改变长期以来的“混凝土强度越高越好”的传统观念，选择适当的强度，做到耐久性与强度兼顾;改变“水泥用量越多，混凝土强度越高”的思想，合理的设计混凝土的配合比。集料的选择应考虑其碱活性、耐蚀性和吸水性，要保持集料的清洁，对于石粉含量过高的石料要进行处理。选用低水化热和含碱量偏低的水泥，尽量避免使用早强水泥、细度过细的水泥。

(2)加强施工管理。严格控制混凝土的拌和时间，不可过长或过短，经常检查拌和物的均匀性、坍落度等技术指标。混凝土的运输能力应适应混凝土浇筑施工速度和凝结速度的需要，使浇筑工作不间断，且混凝土能够保持均匀性和规定的坍落度。如若混凝土运至浇筑施工地点发生离析、严重泌水或坍落度不合格，应进行二次搅拌。对于浇筑的混凝土，应根据构件情况、环境、水泥及添加剂的使用情况，按照规程要求仔细养护，经常保持新浇筑混凝土表面湿润，可采用养护液，覆盖养护材料等措施，以减少水分蒸发，避免出现裂缝。

(3)预防钢筋锈蚀和防止混凝土冻融。预防钢筋锈蚀可以从钢筋和混凝土两个方面着手，一方面采用钢筋阻锈剂或者采用防腐蚀钢筋(如环氧涂层钢筋);另一方面是提高混凝土的密实性，避免混凝土开裂，只要能够防止水、二氧化碳、氯离子和氧气等侵入钢筋内部，就能有效的避免和减少钢筋锈蚀。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。目前采用加气排水的办法来降低混凝土的饱水度，同时在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，能大幅度减小水灰比，从而保证混凝土的强度。

3 关于混凝土结构耐久性的新思路

大多数人都认为:增加混凝土的密实度、强度，改善混凝土中水泥石的孔结构和水泥石与集料之间的界面结构，就可以提高混凝土的耐久性，也可以抵抗耐久性病害综合症。这从材料学的角度分析是可行的，但是施工应用的匀质性与有效性仍存在问题。

越来越多的工程事例证明，多种破坏因素的综合作用，是造成混凝土结构提前破坏的重要原因。从环境对混凝土劣化外力来分析，不管是单一因子作用或多种因子综合的劣化作用，都离不开水的作用。碳化作用需要水，氯离子扩散渗透需要水，硫酸盐腐蚀需要水，碱—集料反应需要水，冻融循环的破坏作用更需要水。因此水是影响混凝土耐久性的最关键因素。如能把水源断开，混凝土就可以到达超高耐久性。若开发一种防止渗透吸水的外加剂，涂刷在结构表面，能渗透进入混凝土内部，使混凝土表面憎水，而且耐久性优异。这种新型材料的理念是使混凝土断开水源，水分既不能从外面渗透到里面，也不能被材料吸收，从而使混凝土达到超高耐久性。同时，一些掺加以硅灰为代表的高活性细填料，能有效地改善界面结构，并提高混凝土的密实度与强度，显著增加对破坏作用的抵抗力，有效改善混凝土的性能，即近年来发展的高性能混凝土。