混凝土耐久性与孔结构影响因素的研究

毛语桐　董立忠

摘 要：混凝土作为工程建筑中的重要原材料，其耐久性与工程质量直接相关。在实际施工过程中，为提升混凝土的抗冻性能，通常会选择引气或掺加矿物盐的方式，人为制造混凝土内部孔结构。人为制造混凝土孔结构能够有效提升混凝土材料的抗冻性，也会对整体结构的耐久性性和抗渗性产生一定的影响。本文从混凝土耐久性的影响因素出发，结合混凝土耐久性与孔结构之间的关系，探索混凝土性能改善的有效策略。

关键词：混凝土;耐久性;孔结构;影响因素;研究

0 引言

近年来，随着我国经济的发展，建筑行业也迎来了前所未有的发展机遇。混凝土作为工程建筑的主体，其耐久性是决定建筑使用寿命的关键。提升混凝土结构的稳定性和耐久性已经成为建筑行业亟待共同面对的问题。混凝土在内部空间结构上是由若干分布不均的孔结构构成的，通过添加复合材料能够有效改善混凝土的内部结构，使孔结构分布更加均匀，提升内部结构的致密性，从而实现混凝土整体耐久度的提升。

1 混凝土耐久性的相关概念

1.1 混凝土耐久性的定义

混凝土是由水泥、砂、石、水等建筑用料，按照一定比例进行搅拌而形成，是一种常见的高强度建筑材料。其耐久性主要表现为混凝土主体的结构稳定性和耐磨损情况。提升混凝土耐久性是延长建筑使用寿命的关键。在城市建设过程中，不乏存在大量建筑出现漏水、墙体开裂，甚至垮塌等现象，这些都是由于混凝土结构在长期的侵蚀作用下发生结构破坏的结果。混凝土结构在长期的温度变化、雨水侵蚀等外力作用下，表面逐渐脆化。

1.2 混凝土耐久性的影响因素

（1）冻融作用。冻融作用顾名思义，是指自然界中的水渗透进入混凝土结构内部后，由于外界温度的急剧下降，导致混凝土内部出现冻结，外界温度上升后，内部结构出现消融。尤其是在冬季，混凝土结构在反复冻结和消融过程中很容易造成内部应力的变化，从而加剧混凝土结构的老化。一方面，混凝土结构在寒冷的天气下，整个主体因温度较低而收缩，另一方面，内部结构中的水在凝固后发生膨胀，从而导致内部孔结构受损，扩大冰冻造成的损伤。

（2）化学物质的侵蚀。近年来，环境污染进一步加剧，以酸雨和土地盐渍化为例，酸雨主要呈弱酸性，酸性物质同混凝土结构接触将会产生氧化还原反应生成无机盐，从而改变混凝土化学成分。加剧其表面的剥落。以土地盐渍化为代表的碱性腐蚀物能够影响混凝土的胶结力。提升混凝土的耐久性则需要提升混凝土内部孔结构的致密性，从而提升整体结构的抗渗透水平，避免酸性或碱性物质的侵蚀。

（3）浇筑裂缝。混凝土结构设计过程中为进一步提升整体强度，通常会在结构中添加大量的钢筋作为支撑。一方面，混凝土结构中的钢筋在长期锈蚀的过程中，会产生大量的2价铁离子或3价铁离子，同时还会产生大量的氢氧化物。另一方面，混凝土的渗透性不佳也会加剧钢筋表面的腐蚀情况。混凝土在浇筑完成后，硬化过程中会产生大量的热量，从而在钢筋周围因为压力差异造成裂缝。

2 混凝土中孔结构与耐久性之间的关系

混凝土整体的稳定性依赖于内部孔结构的稳定，孔结构的大小和分布情况与混凝土整体质量息息相关。混凝土孔结构直径越小，内部空间就越紧凑，孔径之间的致密性更强，分布更为密集，这时混凝土的抗渗透能力就越强。混凝土孔结构直径越大，造成的内部空腔就越严重，发生渗透的概率就越大。同样，孔结构数量的多少对结构间能够承受的应力大小产生直接影响，从而导致混凝土在外界受力和长期侵蚀下产生各种质量问题。通过引气或掺加矿物盐等形式能够有效改善混凝土内部孔结构的分布状况，同时调整内部孔结构的大小，形成内部空间结构的均匀受力。

3 提升混凝土耐久性的有效策略

3.1 合理控制混凝土内部孔结構数量和大小

在日常施工过程中，承建单位提升施工速度，普遍选择在混凝土中加入过量的水，这样一来，混凝土流动性更强，能够减少震动的工序。然而混凝土内部孔径也因为水灰比的扩大而增加。混凝土内部孔结构是影响混凝土整体结构耐久性的关键因素，通过合理控制混凝土水灰配比，科学控制混凝土结构内部的孔结构分布情况，降低毛细管空隙的出现频率。内部孔结构数量越多，孔结构直径越大，造成的渗水和腐蚀现象越严重。降低水灰比就能够有效控制混凝土中空隙的分布情况，从而提升整体结构的稳定性。同时含水量较低的混凝土在浇筑过程中，施工团队也会进行反复震动，使混凝土之间的间隙明显缩小，降低空洞的发生率。

3.2 根据工程需要选择适当的水泥

常见的水泥类型有硅酸盐水泥、硫酸盐水泥和磷酸盐水泥等。根据水化发热情况又可以分为中热水泥和低热水泥。水泥作为混凝土结构的粘合剂，其化学成分和质量稳定性是混凝土耐久性的重要决定因素。在实际使用过程中，也应当根据施工区域土壤酸碱度、降水酸碱度进行选择。例如某地区土地盐碱化严重，这是应当选用高抗硫酸盐水泥，避免因水泥选择不当而发生人为化学反应。

3.3 做好混凝土表面的保护工作

对混凝土表面进行防水处理，使用特殊涂层或外墙涂料对混凝土结构直接同空气或土壤接触的区域进行保护，避免酸性或碱性物质侵蚀混凝土结构表面。通过粉刷外墙涂料或使用外墙瓷砖能够有效避免混凝土结构直接裸露在阳光和雨水中，从而达到养护混凝土墙面的目的。在顶层加装遮阳网或隔热层也能起到很好的保护效果，降低雨水渗透进去混凝土内部孔结构的机率。

3.4 规范操作，避免人为造成的空洞

实际施工过程中，不乏存在一些施工不规范的现象。没有选择规范的振捣器进行振捣，或没有对混凝土结构进行充分的振捣。这也是造成混凝土内部孔结构密集，直径大的关键。通过规范现场施工流程，完善现场监管体系，能够有效提升混凝土结构的稳定性和耐久性。

4 结束语

不断降低孔结构数量和直径是提升混凝土结构耐久性的关键，也是避免混凝土收到外界侵蚀的有效措施，同时通过合理使用引气和掺加无机盐等形式，能够促进混凝土内部孔结构的优化。

参考文献：

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通讯作者： 董立忠