钢筋混凝土耐久性影响因素与改善措施分析

2018-02-16李凯东

居业 2018年11期

李凯东

(中化石油福建有限公司，福建厦门 361000)

目前我国的很多工程是采用钢筋混凝土结构，如大型公共建筑，民用建筑，水利沟渠与大坝，交通道路，桥梁等，人们希望这些建筑能够使用的时间足够长。但是存在着很多的问题，如施工原材料质量不达标，施工技术不完善，管理混乱等，导致了其不能如人所愿，长时间服务于人类。还有一种原因是钢筋混凝土的耐久性问题，导致了其在进入老龄化阶段结构不稳定。目前，在人们的生活中，会经常见到危房，道路，桥梁等出现严重的损坏，需要进行维修或者直接报废，这是钢筋混凝土耐久性不够的表现。因此，很多国内外的学者都在研究钢筋混凝土的耐久性，希望通过提高其耐久性，保证建筑物的稳定与安全。

1 影响钢筋混凝土耐久性的因素

1.1 混凝土冻融

混凝土施工需要的配料是水泥，骨料，水及外加剂进行混合，在低温环境下施工，容易发生混凝土冻融，产生内部裂缝或强度降低。其产生裂缝原因之一，是混凝土水化产生的热量引起内外较大温差产生的较大拉应力，另一个原因是搅拌过程中的水分在温度降低至冰点的时候变成冰，从而形成冰涨应力，导致混凝土内产生微小裂缝。

1.2 钢筋混凝土腐蚀作用

当空气中的二氧化碳渗入混凝土内部，就会与混凝土中的碱性物质发生反应，使混凝土的pH值降低，其对混凝土本身的耐久性一般没有影响，甚至有时候会增加其耐久性。但是，其炭化对钢筋具有较为明显的负面作用，会对钢筋表面的致密钝化保护膜进行破坏，从而加速了钢筋的腐蚀过程，最终降低钢筋混凝土整体的性能和耐久性。另外，混凝土炭化引起的收缩变形，可能会对混凝土结构产生直接的破坏。

混凝土采用的原料水泥在制备的过程中就会存在一定的硫酸根离子和氯离子，部分外加剂也会提供一些，这两种离子对钢筋混凝土结构都具有一定的腐蚀性。硫酸根离子会直接影响混凝土，降低整个结构的耐久性；氯离子则主要是通过渗透进结构内，与炭化作用类似，破坏钢筋表面的钝化膜，从而侵蚀钢筋，降低其性能，另外，在钢筋失去保护膜后，氯离子会在其表面形成电化学反应，加速钢筋的腐蚀。

1.3 碱液与骨料反应

钢筋混凝土中的碱液与骨料发生反应主要是指在潮湿环境下，用于制备混凝土的具备较高活性骨料，与在混凝土孔隙内由水泥熟料与外加剂形成的碱液进行反应，骨料具备较高活性的原因是其中的高活性碳酸盐、硅酸盐、氧化硅等物质。潮湿环境是其反应的必要条件，干燥条件下无法提供用于反应物膨胀的水分。

2 耐久性改善措施

2.1 防止冻融破坏

在混凝土搅拌混合的时候，通过调节配合比、掺加引气剂等方式来减少混凝土内的水分，预防冻融。另外，在混凝土浇筑施工的时候，可以通过控制料将温度、层间施工间歇时间和增加保温措施来防止冻融。

2.2 预防或降低混凝土腐蚀

增加钢筋混凝土抗炭化的能力，可以从混凝土自身和改变二氧化碳渗透途径两个方面来进行。混凝土自身可以通过调节配合比，如增大水泥用量，高效复合减水剂等来改善混凝土的性能，从而减缓混凝土炭化速度。关于二氧化碳渗透途径，主要是通过外界的阻隔措施，来减缓其渗透，从而提高抗炭化能力。

提高对腐蚀性离子的抗侵蚀能力，如氯离子侵蚀可以通过调节水灰比增加pH值和掺加粉煤灰，矿渣等优质的掺合料，并减低水泥用量；硫酸根离子侵蚀可以通过采用具有硫酸盐抗性的水泥制备混凝土，即可提高抗侵蚀能力。

钢筋抗腐蚀能力提高可以通过涂覆耐腐蚀涂层，增加隔离层，涂刷防锈剂三个方式来实现，涂覆耐腐蚀层可以直接抵抗氯离子的侵蚀，隔离层可以改善多孔性不足，防锈剂可以防止侵蚀后出现电化学反应，降低腐蚀速度。

2.3 控制碱液与骨料反应

碱液与骨料反应控制可以通过控制混凝土中总碱含量和掺加矿物掺合料来实现，如美国采用水泥含碱量0.6%为预防碱液与骨料反应的界限值，但是在我国，当水泥含碱量低于0.4%仍然发生反应，这就证明了混凝土中的碱含量不是仅由水泥提供，在搅拌水，外加剂中也会提供，因此，需要对混凝土中所有材料的碱含量总和进行控制。