浅谈混凝土结构耐久性研究

焦建营 渠立朋

【摘要】混凝土结构的耐久性是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。本文通过对混凝土结构耐久性的检测方法，影响其使用的主要因素以及提高混凝土结构耐久性的主要技术措施，细致入微的阐述了当今社会混凝土在施工中存在的问题和防治措施。

【关键词】混凝土；检测方法；主要因素；技术措施

混凝土结构的耐久性设计主要根据结构的环境类别和设计使用年限进行，同时还要考虑对混凝土材料的基本要求。在我国，采用满足耐久性规定的方法进行耐久性设计，实质上是针对影响耐久性能的主要因素提出相应的对策。下面我们就从混凝土结构耐久性的检测方法，形成的主要因素，提高耐久性的技术措施以及混凝土结构耐久性设计等几个与混凝土结构的耐久性密切相关的问题进行分析探讨。

一、混凝土缺陷检测方法

1、雷达法

雷达法是利用频率为100～1200MHz的电磁波扫描混凝土构件表面，当混凝土构件存在孔洞、裂缝、分层等缺陷时，雷达扫描波形图会发生改变，根据雷达扫描波形图，即可分析混凝土的缺陷。

2、红外线热谱法

红外线热谱法又称红外扫描，是通过测量和记录混凝土结构热发射来分析判断混凝土构件缺陷的方法。当混凝土中存在裂缝或不连续时，扫描仪上将显示完好和有缺陷混凝土热发射的差异。

二、影响混凝土结构耐久性的主要因素

1、混凝土的材质

混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。这些材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的质量（包括密实度和强度等），好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基础。如若使用不合规格的材料，将导致混凝土收缩徐变量大大增加，初始裂缝大量产生，这对混凝土结构安全将是一严重隐患。

2、混凝土的冻融破坏

当结构处于冰点以下环境时，混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落，严重时可以露出石子。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。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。影响混凝土抗冻性的因素，除了孔结构和含气量外，还包括：混凝土的饱和度，水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等。

3、混凝土的碱-集料反应

混凝土的碱-集料反应，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。国内外因碱-集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校的事件并不在少数。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水分，避免碱-集料反应的方法可采用：尽量避免采用活性集料；限制混凝土的碱含量；掺用混合材。

4、钢筋的锈蚀

钢筋的锈蚀表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。混凝土碳化和中性化主要是由于混凝土的密实度即抗渗性不足，酸性气体渗入混凝土内与氢氧化钙作用；其二，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用；其三，钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂；其四，钢筋的氢脆现象，即预应力筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂，钢筋在腐蚀过程中会产生少量氢气，当钢筋内部存在缺陷，会产生很大压力，出现鼓泡现象，使钢筋脆化。

三、提高混凝土结构耐久性的主要技术措施

1、原材料选择

1。1水泥

水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择应结合具体情况如工程特点、所处环境条件和施工条件等，注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小、水化热低、干缩性小、耐热性、抗水性、抗腐蚀性、抗冻性能好的水泥。

1。2集料

集料的选择应考虑其碱活性、耐蚀性和吸水率应限制粘土、淤泥、粉屑、硫酸盐、硫化物、有机物及其他杂质等含量。同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性提高混凝土密实度。

1。3外加剂

混凝土外加劑包括减水剂、引气剂、膨胀剂、缓凝剂等。高效减水剂的使用既可以为工程施工带来方便，又可以提高硬化后混凝土的强度和密实度；使用高效引气剂以使混凝土中产生孔径小、间隔均匀闭气孔，提高混凝土的耐冻融性、对有害物质渗入的阻隔性和对有害应力的缓冲性等；而使用膨胀剂可以减少混凝土的收缩，提高混凝土的抗渗性，减少裂纹；对于大体积混凝土使用缓凝剂可以延迟水泥水化放热高峰的时间，降低混凝土的极限温升，避免混凝土出现温度裂缝等。正确和合理的使用外加剂对混凝土耐久性十分重要。如使用不当，会酿成事故。在选择外加剂时，应根据工程需要，结合现场的材料情况，按照有关标准要求，通过试验选择外加剂品种，并确定最佳掺量。

1。4矿物掺和料

使用矿物掺合料主要包括使用磨细粒化高炉矿渣、硅灰、沸石粉、粉煤灰、火山灰、磨细石灰石粉、磨细石英砂粉等。矿物掺合料加入到混凝土中后主要能够产生填充效用，形态效应，从而改菩混凝土的结构，改菩混凝土的耐久性。大量研究表明矿物掺合料能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔结构，填充内部空隙，提高密实度。高掺量混凝土还能抑制碱集料反应，因而掺混合材是提高混凝土耐久性的有效措施。

2、控制施工质量

控制施工质量主要从混凝土结构保护层的厚度控制、混凝土结构各种孔隙的控制以及水灰比控制等几个方面进行。针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度。如一类环境（室内正常环境），设计使用年限为100年的结构混凝土应保护层厚度应按规范的规定增加40%；混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝。可以通过掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率大幅度降低。

3、结构的日常维护

结构在使用阶段，应注意检测，维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此，建立检测和评估体系，及时发现，及时修理，确保混凝土结构的正常使用。在使用中，应尽量避免结构承受超重荷载、接触腐蚀性物质，并尽量减少冻融环境的影响。同时在结构建成后定期检查，在结构破坏超过一定的界限后，就需要详查破坏原因并评估是否需要维修或加固。

四、结语

混凝土结构的耐久性是一个涉及环境、材料、设计、施工等多种因素的复杂问题，破坏绝非是某一孤立原因造成的，多是与其他综合不利因素有关。要解决好这个问题需要进行多方面的工作。钢筋混凝土结构耐久性应由正确的结构设计、材料选择以及严格的施工质量来保证，同时应注意对其在使用阶段实行必要的管理和维护。只有这样，才能保证和提高混凝土结构的耐久性，才能保证我国建筑事业的可持续发展。

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