浅议混凝土的耐久性

武桂芝　高传彬

【摘 要】混凝土耐久性是混凝土在长期使用中抵抗各种环境作用而不破坏，且能保持原有性质的能力，它是综合性指标，直接影响混凝土的使用寿命，怎样提高混凝土的耐久性在混凝土的结构设计中需引起重视。

【关键词】耐久性；改善；措施

混凝土的耐久性是指混凝土在周围介质不利因素持久作用下仍保持性能良好的能力。它是一项综合性质，通常包括抗渗、抗冻、抗碳化、抗侵蚀、抗碱-骨料反应等方面的性能。

在一般的混凝土设计中，通常会忽视环境对结构的影响，很多混凝土结构还没有达到它的设计使用年限，就出现了钢筋锈蚀、混凝土劣化剥落等影响结构性能及外观的破坏现象，需要大量投资进行修复甚至拆除重建。一次混凝土的耐久性也应该和混凝土的强度一样作为混凝土结构设计的一项重要内容。

1 混凝土的抗渗性

1.1 混凝土抗渗性的含义

抗渗性是指混凝土在压力水的作用下不渗水的能力，用抗渗等级P（水工混凝土用W）来表示。分为P4、P6、P8、P10、P12等5级，相应表示混凝土能抵抗0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.2MPa的压力水，而不渗水。

1.2 改善混凝土抗渗性的措施

混凝土内部结构的不密实形成的联通的孔隙是混凝土渗水的内因。联通的孔隙主要有混凝土硬化前水分蒸发和泌水后留下的毛细管道，另外，混凝土施工中振捣不密实及硬化后因干燥引起的收缩、热胀等变形造成的裂隙也形成渗水通道。

因此，要提高混凝土的抗渗性，可以采取使混凝土的更密实和减少连通孔隙的措施。具体方法有：

1）掺加引气剂，减少联通孔隙；

2）掺减水剂，继而减少混凝土拌合用水，这样就减少因蒸发和泌水引起的联通孔隙；

3）选择致密、干净、级配良好的骨料，使水泥更好的胶结骨料，使混凝土结构更密实；

4）精心施工、加强养护。

2 混凝土的抗冻性

2.1 抗冻性的含义

混凝土的抗冻性是指混凝土在含水饱和情况下，在反复冻结和融化作用下，仍较好的保持原有性能的能力。常用抗冻等级F来表示。快冻发的混凝土抗冻等级共分为F50、F100、F150、F200、F250、F300、F350、F400>F400 九个等级。其中50、100、150…表示混凝土能承受的最多冻融次数。

2.2 抗冻性提高的方法

怎样使混凝土硬化后更密实或减少联通的孔隙提高混凝土抗冻性的关键，尤其要防止混凝土早起受冻。具体方法有：

1）提高混凝土密实度 。如在混凝土中加减水剂、选干净、级配良好的砂石、精心施工、加强早起养护等。

2）掺引气剂。引气剂可以增加混凝土不连通的气泡，可以减少混凝土联通孔隙，又可通过气泡收缩减少冻融破坏。

3）掺防冻剂。尤其要防止混凝土早期受冻。

4）提高水泥强度等级。用高标号的水泥、降低水灰比等。

3 混凝土的抗侵蚀性

3.1 抗侵蚀性的含义

当混凝土所处环境的水中含有一些盐或酸时，混凝土中的化学成分如氢氧化钙（混凝土所用水泥的水化产物）便会和上述物质发生化学反应，生成可溶物质或松软的物质，继而使混凝土结构破坏，强度降低。

3.2 使混凝土抗侵蚀性改善的方法

1）选择含碱底的水泥品种，如抗硫酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥等。

2）使混凝土更密实度、内部联通的孔隙减少。具体方法混凝土抗渗性。

用于地下及海水环境下的工程，即恶劣环境中的混凝土，对抗侵蚀性有着更高的要求。

4 混凝土的碳化

4.1 混凝土碳化的含义

混凝土中的碱（氢氧化钙）在潮湿的环境下会和空气中的二氧化碳和水一起发生化学反应，有碳酸钙生成。，发生这个反应的后果一是体积收缩，使混凝土产生裂缝，二是使混凝土碱度Ca（OH）2降低。这样混凝土中的钢筋在潮湿空气的作用下，钢筋开始生锈，钢筋生锈引起膨胀，引起混凝土表面强度和内部强度的差异，故在用回弹仪进行混凝土强度检验时，应进行碳化修正，否则易造成混凝土结构强度值的误判。

4.2 提高混凝土抗碳化的措施

碳化的速度受许多因素影响：

1）硅酸盐水泥水化产物中氢氧化钙多，碳化速度慢；水泥中混合材料掺量越多，碳化速度越快。

2）水灰比。降低水灰比，可以提高混凝土越密实，降低碳化速度。

3）环境因素。环境因素主要指空气中二氧化碳的浓度及空气的相对湿度，二氧化碳浓度增高碳化速度加快，在相对湿度达到50%～70%情况下，碳化速度最快，在相对湿度达到100%，或相对湿度在25%以下时碳化将停止进行。

所以合理选择水泥品种、降低水灰比、加减水剂、保证混凝土保护层的质量和厚度；充分湿养护是提高混凝土抗碳化的主要措施。

5 碱-骨料反应

5.1 碱-骨料反应的含义

碱-骨料反应是指在有水的条件下，水泥中过量的碱性氧化物（氧化钠和氧化钾）与骨料中的活性二氧化硅之间发生的反应。

碱-骨料反应的速度很慢，一般在混凝土浇筑成型后几年逐渐开始，反应生成的碱-硅酸凝胶，能从周围介质中吸收水分而产生3倍以上体积膨胀，严重影响混凝土的耐久性。

5.2 抑制碱-骨料反应的措施

碱-骨料反必须具备的条件及抑制措施

1）水泥中含有较高的碱量，总碱量（按Na2O+0.658K2O计）大于0.6%时，才会发生碱-骨料反应，掺混合材料可使水泥碱度降低，可优先选用。

2）骨料中含有活性二氧化硅并超过一定数量，它们常存在于流纹岩、安山岩、凝灰岩等天然岩石中。为此选非活性骨料。

3）存在水分。在干燥状态下不会造成危害。

总之混凝土的耐久性受多方因素的影响，综合以上分析，使混凝土耐久性调高的措施可以归结一下几个方面：严格控制水灰比，保证足够的水泥用量；合理选择水泥品种；适当控制混凝土的水灰比及水泥用量；选用合格的砂、石骨料，并尽量采用合理砂率；掺引气剂、减水剂等外加剂；掺入高效的活性矿物掺料，大量研究表明了掺粉煤灰、矿渣、硅粉等掺合料能有效填充内部孔隙，改善孔隙结构，提高密度，还能抑制碱-骨料反应；在混凝土施工中，应搅拌均匀、振捣密实、加强养护，增加混凝土密实度，提高混凝土质量。

【参考文献】

[1]武桂芝.建筑材料[M].郑州：黄河水利水电出版社，2009.

[2]陈桂萍.建筑材料与检测[M].大连：大连理工大学出版社，2014.

[责任编辑：汤静]