耐久性混凝土技术研究

孔德旭++鲍涵++秦泽亮++李晓朋

摘要：本文对耐久性混凝土的施工技术及混凝土裂缝控制技术、混凝土养护措施及季节性施工等内容进行了介绍，为以后同类工程施工提供参考。

Abstract： The durable concrete construction technology， concrete crack control technology， concrete curing measures and seasonal construction are introduced in this paper， which can provide reference for similar engineering construction.

关键词：耐久混凝土；裂缝控制；技术

Key words： durable concrete；crack control；technology

中图分类号：0TU528.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）07-0166-02

0 引言

随着经济的发展，现代建筑不仅要求具有安全性、功能性，在耐久性方面也有较高要求。从现代建筑的角度来看，建筑物必需能够经受住各种各样的侵蚀破坏及各种性能指标。近些年来，混凝土强度不断提升，随之增加的还有混凝土的耐久性。在各种设计规范中，已经把混凝土耐久性作为一项重要技术指标。

1 提高混凝土耐久性的措施

混凝土的外部环境，内部孔结构，原料，密实度和抗渗性是混凝土耐久性能的重要因素。基于此，在实际工程中应针对这些因素采取有效的措施，将混凝土的耐久性提高。

1.1 混凝土裂缝控制技术 由于温差作用的存在，混凝土会不可避免的产生裂缝，混凝土的裂缝主要是由于水泥与水所产生的水化热使得混凝土内外温差过大，从而开裂。要控制混凝土的裂缝可以采用水化热较低的水泥、掺加粉煤灰掺合料等的方法，降低混凝土强度增强过程中混凝土内外温差。

1.1.1 降低水泥的水化热 混凝土膨胀裂缝产生的热量主要因水泥的水化热，因此耐久性混凝土应优先选用中低水化热的水泥；混凝土配合比设计及制备时采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术，以减少混凝土中的水泥用量，从而降低水化热；粗细骨料应选用合适粒径的砂石，施工过程中应根据实际需要尽量选用粒径较大，级配良好的粗骨料。细骨料应选用比表面积小的中粗砂，从而能够改善混凝土的和易性，减少用水量。严格控制混凝土的塌落度，所有混凝土浇筑前均应设置专人进行混凝土坍落度试验，保证混凝土塌落度满足设计要求。

1.1.2 降低入模温度 耐久性混凝土浇筑时应选择适宜的气温，夏季施工时可选择在温度较低的时间段施工，有利于减少温度裂缝。混凝土中应掺加相应的减水剂，可以降低混凝土的水化热，延缓混凝土凝结时间，从而降低入模温度。混凝土浇灌时，可以采取强制通风措施，加速模板内混凝土热量的散发。

1.1.3 严格控制混凝土浇筑过程中的温度 在混凝土浇筑完后终凝前，应及时对其进行必要的洒水覆盖养护，保证其可以缓慢降温，充分发挥其徐变特性，减低温度应力，从而减少开裂。冬季施工时，应采取保温措施，覆盖塑料薄膜和土工布等保温材料，以免发生急剧的温度梯度变化。混凝土的养护时间可以适当延长，拆模时间应根据实际情况合理确定，以使混凝土降温速度降低，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。加强混凝土温度监测，随时掌控混凝土内部温度变化。混凝土的内外温差不得超过25℃，混凝土表面温度与大气温度之差不得大于20℃。当温差超过限值时，应及时调整保温及养护措施，以有效控制有害裂缝的出现。

1.1.4 增強混凝土的抗拉强度 ①控制粗细骨料的含泥量。砂、石含泥量过大，会使混凝土自身的收缩力增强，从而降低混凝土抗拉强度，容易产生裂缝。因此必须严格控制混凝中骨料的含泥量，粗骨料含泥量不得大于1%，细骨料含泥量不得大于3%，降低因骨料含泥量对混凝土抗拉性能的不利影响。②采用二次抹面法、二次振捣法等方法改善混凝土施工工艺，混凝土浇筑完成后及时清除表面积水和最上层浮浆。③加强早期养护，提升混凝土抗拉强度等参数，最大限度避免裂缝出现。

1.1.5 掺加适当的外加剂，以增加混凝土的抗裂性能。

1.2 选择适当的原材料

1.2.1 水泥 水泥是胶结材料，一旦遭受腐蚀，水泥砂浆和混凝土的性能将收到严重影响。因此在不同环境下选择合适的水泥品种对混凝土的耐久性能与节约投资有重要意义。耐久性混凝土应优先选用性能稳定、水化热较低的普通硅酸盐水泥。

1.2.2 粗细骨料 生碱-骨料反应出现的必要条件就是碱、活性骨料和水。其中影响混凝土耐蚀性最大的因素是粗、细骨料的耐蚀性及表面性能，其次是骨料与水泥石接触的面积大小。

耐久性混凝土选用粗细骨料如下：

粗骨料：选用质地坚硬、级配良好、空隙率小的碎石，含泥量小于1%。粒径宜为5～20mm，且分两级储存、运输，5～10mm颗粒质量占（40±5）%，10～20mm颗粒质量占（60±5）%。

细骨料：细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗砂（严禁使用海砂），砂的含泥量应不大于2%，泥块含量应不大于0.1%。砂率宜为35%～45%之间。

1.2.3 拌合及养护用水 混凝土拌合用水应采用不含有害物质的洁净水，严禁使用海水拌制混凝土。

1.2.4 外加剂

①外加剂的选用。由于地下室混凝土结构受海水朝夕侵蚀，且大体积混凝土易开裂等特点，经试配确定地下室耐久性混凝土选择掺加缓凝减水剂、多功能抗侵蚀防腐剂，防腐蚀阻锈剂及复合纤维抗裂剂四种外加剂来改善混凝土性能。

1）缓凝减水剂对水泥有强烈分散作用，能使水泥拌合物流动性和混凝土坍落度大大提高，同时大幅度降低用水量，增强混凝土龄期强度，改善混凝土工作性能。在同一强度时，能节约水泥10%以上。2）多功能抗侵蚀防腐剂掺入混凝土后，能提高混凝土的抗裂性、护筋性、耐侵蚀性、抗冻性、耐磨性以及抗碱-骨料反应性能，从而达到有效提高混凝土结构耐久性，是保证或延长混凝土结构工程的服役年限和寿命的首选耐久性外加剂。3）防腐蚀阻锈剂能够有效抑制混凝土中钢筋或其他预埋金属物锈蚀，使混凝土更加密实，减少裂缝，从而达到很好的防腐阻锈效果，同时可抑制混凝土的碳化，提高混凝土的耐久性。适用于普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，与常用掺合料与常用减水剂有较好的相容性。4）复合纤维抗裂剂是将高效微膨胀抗裂剂、高强阻锈纤维、特效增强剂等多种功能组分复合而成的特效混凝土外加剂；多种功能材料在提高混凝耐久性能方面取长补短，产生超叠加效应，能有效提高混凝土耐久性。

②掺加外加剂注意事项。1）在建筑防腐工程中，外加剂的使用主要是为了提高混凝土的流动性，增强混凝土的密实性，以减少钢筋的锈蚀，从而提高混凝土结构的耐久性。然而若选用的外加剂氯盐含量过高，混凝土结构中的钢筋就会发生碱骨料反应，影响结构质量，基于此，在选择外加剂时必须注意其氯盐含量，合理选择外加剂。2）当外加剂为固体粉料时，可与水泥、砂、石同时搅拌，且适当延长搅拌时间。当外加剂为液体时，应按固体含量计算掺量，并从用水量中扣除外加剂的水量。减水剂的掺入量应根据不同的水泥品种、施工环境温度等条件进行现场试配。

1.2.5 掺和料 适当掺加粉煤灰可以在不影响混凝土强度的情况下，减少水泥用量，以降低混凝土水化热，防止混凝土裂缝产生。

2 混凝土的测温与养护

2.1 混凝土的养护 在混凝土浇筑完成后终凝前，应及时对混凝土进行浇水养护。混凝土养护时除了要注意浇水保湿外还应注意控制混凝土的内外温差。在湿养护的同时，采取保温和散热相结合的措施，尽量缩短混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度之间的温差。

条件允许的情况下，夏季施工采取蓄水法进行保温养护，冬季施工采取覆盖土工布及塑料薄膜法进行保温养护。

混凝土养护温度控制的原则是：①升温不宜过早和过高；②降温不宜过快，降温幅度每天不得大于2℃；③混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间以及混凝土表面和大气之间的温差要注意控制。大体积混凝土里表温差不得大于25℃，混凝土表面温度与大气温度之差不得大于20℃。

2.2 混凝土测温 大体积混凝土必须设专人负责进行测温。在混凝土浇筑后，混凝土的内外温差、降温速率及环境温度的监测，每昼夜不应少于4次，入模温度的监测，每台班不得少于2次。

混凝土内监测点的布置，需能够真实反映混凝土结构内最高温升、内外温差、降温速率及环境温度。测温点的布置应沿混凝土厚度方向，混凝土的表面、底面和中部必须设置测温点，其余测点可按实际需要自行布置，测点间距不应超过600mm。混凝土的表面温度，为混凝土表面下5公分处的温度，混凝土底面的温度，为混凝土底面上5公分处的温度。

混凝土终凝后，开始测温，3d内每2h测一次，3d后每6h测一次。测温数据要求准确、真实。在混凝土升、降温过程中，控制混凝土结构的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃，混凝土结构的降温速率不宜大于2.0℃/d，混凝土结构表面与大气温差不宜大于20℃。同时满足以上3点时结束温度监测。测试过程中宜及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线，发现温控数值异常应及时采取加盖保温材料、增长养护时间及增加养护次数等措施来降低混凝土内外温差，直到满足设计及规范要求。

2.3 混凝土的拆模 混凝土拆模应以同条件试块强度评定满足设计及规范要求为准，还需考虑温度等其他环境因素。拆模时混凝土表面温度不宜太高，以免与大气温差过大导致开裂，更不能在刚拆模混凝土表面浇注冷水进行养护。最好不要在大风或气温急剧变化时拆模；最好不要在构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃时拆模；最好不要在混凝土结构内部开始降温前以及混凝土结构内部温度最高时拆模。在炎热和大风干燥的季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。

2.4 夏季混凝土施工 高温季节下进行混凝土的拌和、浇筑和养护施工，会使混凝土的施工质量和耐热性能受到影响。温度过高会使坍落度损失过快，使混凝土流动性及和易性能下降。因此，高温季节混凝土施工时，应采取相应措施以降低混凝土拌和物的出机温度。

①粗细骨料可采用遮蔭或围盖的方法降低其温度，也可采用冰水拌合骨料的方式制备混凝土。②混凝土浇筑前应对模板、钢筋及其它表面和喷雾状水冷却至30℃以下，以降低混凝土的入模温度。③避开白天温度较高的时间段进行混凝土灌注。

3 结束语

近年来，随着人们对混凝土耐久性认识的日益提高，在各种设计规程中，均把耐久性列为混凝土的一项重要指标，尤其在一些大中型建筑物中。对建筑业来说，建筑物必须经久耐用，而且能满足其在服务期内的各项性能要求。混凝土是大宗的建筑材料，提高混凝土耐久性具有非常重要的理论意义和经济价值。本文从混凝土裂缝控制技术、保温与养护等方面对耐久型混凝土施工进行了研究，为以后类似工程的施工提供了宝贵经验。

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