提高混凝土耐久性的原理与实践

朱浩亮

（深圳市利建混凝土有限公司横岗分公司， 广东 深圳 518114）

混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。混凝土耐久性与很多因素有关，在很大程度上取决于施工过程中的质量控制和质量保证，以及结构使用过程中的正确维修与检测。

1 混凝土耐久性的主要内容及作用机理

混凝土的耐久性是指混凝土所处环境和使用条件下经久耐用的性能。混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化作用、抗碱骨料反应、抗冲磨性等都是耐久性研究的主要内容。混凝土的抗渗性是指其抵抗有压水渗透作用的能力。混凝土渗水主要源于其内部存在渗水通道。这些渗水通道除产生于振捣不密实外，主要是水泥浆多余水分蒸发及泌水而形成的孔隙和微裂缝。

混凝土的抗冻性是指混凝土在吸水饱和状态下能经受多次冻融作用而不破坏，也不严重降低强度的性能。混凝土低温破坏的根本原因是其内部孔隙水的冻融循环。水结冰时的体积膨胀，对孔壁形成挤压力，当水压大于混凝土的抗拉强度极限时，毛细孔壁产生裂隙，混凝土构件强度不断降低直至完全破坏。混凝土的碱骨料反应是指在混凝土内部水泥凝结体中的碱性氧化物含量较高时，在有水的条件下，它会与骨料中的活性SiO2 发生化学反应，生成碱-硅酸盐凝胶，吸水后会产生体积膨胀导致混凝土开裂破坏的现象。

2 提高混凝土耐久性的主要措施

虽然混凝土在遭受水压力、冰冻、碳化等作用时的破坏过程各不相同，但对提高混凝土的耐久性措施却有很多共同之处。可从材料、结构和施工三个层次提高混凝土耐久性。

2.1 材料层次

材料层次的研究是混凝土结构耐久性最基础的部分。混凝土配合比设计时，各国规范都制定了强度和耐久性方面的双重标准。材料层次上可从以下三方面措施提高混凝土耐久性。

1） 严格控制水灰比和水泥用量，在混凝土配合比设计中，除了按强度要求确定混凝土的水灰比和水泥用量外，还应受国家和各行业规范规定的满足耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量的控制；2） 把好组成材料的质量关，根据工程所处环境及对混凝土耐久性要求的特点，合理选择水泥品种，严格控制砂、石材料的有害杂质含量，选择级配良好的骨料；3） 适当掺用减水剂和引气剂，适当掺用减水剂和引气剂，改善混凝土和易性和空隙结构，提高其密实度，是提高混凝土抗渗性和抗冻性的有力措施。

2.2 结构层次

混凝土结构体系的耐久性包括两部分：对未建混凝土结构进行耐久性设计和对服役混凝土结构进行耐久性评估。

1） 耐久性设计，环境作用下的混凝土结构耐久性设计应考虑多个方面的因素，包括设计使用年限，结构所处环境对钢筋和混凝土的腐蚀作用，减轻或延迟材料劣化的结构构造措施，保证结构耐久性的施工质量控制以及使用年限内的定期维修与检测等。在混凝土结构耐久性设计时应综合安全性、实用性和可修复性三大功能对进行结构设计；2） 耐久性评估，通常使用的钢筋混凝土结构耐久性的评估方法有：外观调查评估法、专家经验评估法、基于设计规范的方法、现场荷载试验法、层次分析法、基于可靠度理论的方法。我国2010 年12 月实行的TB10005-2010《铁路混凝土结构耐久性设计规范》比较全面地对混凝土原材料、裂缝宽度限值、设计使用年限、构造设计、保护层厚度、掺合料以及施工工艺等作了明确规定，对指导和规范我国混凝土桥梁耐久性评估产生了积极的意义。

2.3 施工层次

施工因素，如浇筑条件、养护条件和模板工程等是影响耐久性的一个重要方面。好的施工条件对改善和提高混凝土结构的使用寿命具有非常现实的意义。

1） 混凝土的浇筑，混凝土结构及构件以整体浇筑，不宜留施工缝。当必须有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。保护层厚度对混凝土的耐久性也有重要影响。若保护层厚度过小，会缩短钢筋的脱钝时间；如果保护层过厚，构件表面则容易出现较大的收缩裂缝和温度裂缝。在混凝土浇筑过程中，应特别注意振捣的密实性问题，加强混凝土施工工人的专业性学习，规范操作流程，防止过振和漏振情况，使混凝土密实性得到保证，从而保证构件的耐久性；2） 加强施工养护，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，浇水养护不得少于7d，对于掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d。即使在工期等方面原因的约束下，也应保证混凝土结构有足够的养护时间，不能随意改变。混凝土的早期养护极其重要，有条件的可使用喷洒养护剂的方法，特别竖向结构的养护问题应重点关注；

3 结语

综上所述，提高混凝土耐久性，主要是从结构设计、材料组织、精心施工三个方面着手，共同努力，才能有效地提高混凝土的耐久性。同时针对当前钢筋混凝土结构耐久性不足的现状，也来还可以通过添加阻锈剂、对钢筋进行涂层、对高性能混凝土涂装涂层、电化学防护法等方法可进一步提高高性能混凝土的耐久性。