混凝土耐久性的主要因素与其提高的措施

艾合提·卡迪尔

摘 要：混凝土耐久性是指混凝土构件在长期使用条件下抵抗各种破坏因素作用而保持其原有性能的性质。近年来，随着混凝土技术的发展，高性能混凝土的研究与应用普遍得到人们的重视，混凝土耐久性的研究则是其核心的研究内容。

关键词：混凝土耐久性； 主要因素； 提高措施

【文章编号】1627-6868（2017）08-0048-02

1.影响混凝土耐久性的主要因素

1.1混凝土的抗渗性

混凝土的抗渗性是指混凝土在压力水的作用下抵抗渗透的能力。如果混凝土的抗渗性不好、溶液性的物质能浸透混凝土、与混凝土的胶结材料发生化学反应而使混凝土的性能劣化。在钢筋混凝土中、由于水分与空气的渗透、会引起钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀导致其体积增大、造成钢筋周围的混凝土保护层的开裂与剥落、使钢筋混凝土结构失去其耐久性。渗透性对混凝土的抗冻性也有重要的影响。因为渗透性决定了混凝土可能为水饱和的程度。渗透性高的混凝土、其内部孔隙为水分充满、在水的冰冻压力作用下、混凝土内部结构更易于产生损伤与破坏。因此可以说、混凝土的抗渗性是其耐久性的第一道防线。混凝土与其微观结构的劣化和侵蚀性介质的传输有关、混凝土的渗透性取决于其自身的微结构和饱和水程度、是决定混凝土性能劣化的关键因素。因此可能通过检测混凝土的渗透性来评估其耐久性。

1.2混凝土的抗冻性

混凝土的抗冻性决定于水泥石的抗冻性和骨料的抗冻性。从冰冻对水泥石和骨料的作用可以看出诸多因素影响混凝土的抗冻性。这些因素包括：水分迁移路径的距离、混凝土的孔结构、混凝土的饱和度、混凝土的抗拉强度以及冷却速度等。提高混凝土的抗冻性可以采用以下措施；

（1）引气：这是因为在水泥石受到冻融作用时、水分迁移所引起的压力、可以由引入的微细气泡得到释放。一般说来、混凝土的抗冻性随着阴气量的增加而增加。而当含气量一定时、气泡尺寸、气泡数量和气泡的间距都会影响混凝土的抗冻性能。

（2）控制水灰比：水泥石内的大孔隙量与水灰比和水化程度有关。一般说来、水灰比小、水化程度高则水泥石中的孔隙越少。由于表面张力的原因、大孔隙内的水比小孔隙内的水更易于結冰、因此、在同等条件下、水灰比大的水泥石内可结冰的水更多、发生冻融破坏的几率更大。

（3）降低饱和度：混凝土的饱和度对冻融破坏有很大的影响、干燥的或部分干燥的混凝土不容易受到冻融破坏。一般存在一个临界饱和度、当混凝土的含水量大于此饱和度、混凝土易受冻破损剥落。在混凝土工程中、通过控制养护条件可以使混凝土的饱和度低于临界饱和度。

1.3 钢筋锈蚀

混凝土中钢筋的锈蚀主要属电化学腐蚀、必须同时具备4个条件才会发生腐蚀。

（1）钢筋表面要有电位差、不同电位的区段之间形成阳极-阴极；

（2）在阴极和阳极之间、电解质溶液的电阻很小；

（3）在阳极：钢筋表面要处于活性状态、容易进行氧化反应。

（4）在阴极：钢筋表面要有足够数量的水分和溶解氧。

混凝土中钢筋的锈蚀受许多因素影响。混凝土的密实度、混凝土保护层的厚度及完好性、内部结构状态及混凝土的液相组成（pH值及CI?含量等）均属于固有地内在影响因素、而周围介质的腐蚀性、周期性的冷热交替作用及冻融循环作用等均属于外界影响因素。混凝土中钢筋锈蚀是多种因素综合作用的结果。因此、防止钢筋锈蚀也必须从多方面入手综合采取措施。

A.合理选材：必须根据钢筋混凝土结构的使用条件合理选用混凝土原材料及钢筋类别。

B.提高混凝土的密实度：首先应从选择混凝土最佳配合比入手、并应尽量降低水灰比。为此应考虑采用各种减水剂、特别是近年来发展起来的高校减水剂。另外、施工中应加强质量管理、改善混凝土的施工操作方法、即在混凝土施工中、应该按规定的时间与数量检查混凝土组成材料的质量与用量、在搅拌地点及浇筑点要检查混凝土拌合物的坍落度或维勃稠度、应当搅拌均匀、浇灌和振捣密实、加强养护、去确保混凝土的密实度，

C.增加保护层的厚度：适当增加混凝土保护层厚度、避免保护层开裂、能防止在使用其内碳化到钢筋表面、并能阻止腐蚀介质渗透到钢筋表面、这是保护钢筋免遭锈蚀的重要措施。

D.采用耐腐蚀钢筋：在强腐蚀介质中使用的钢筋混凝土结构应考虑使用耐腐蚀钢筋。常用的耐腐蚀钢筋有环氧涂层钢筋、镀锌钢筋及不锈钢钢筋等。

E.对钢筋混凝土结构喷刷防腐涂层：在在钢筋混凝土结构表面涂刷或喷涂防腐层能防止腐蚀介质渗透到钢筋表面、从而提高结构耐久性。常用的防腐涂层有聚合物水泥砂浆、油漆、沥青、环氧树脂等有机防护材料、以及近年来发展起来的无机防腐抗渗材料等。

F.采用特种混凝土：常用的特种混凝土有聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍混凝土及水玻璃耐酸混凝土等。这些混凝土在强腐蚀介质中也有很高的抗腐蚀性能、因而能防止钢筋生锈。但这些特种混凝土主要还是作为耐腐蚀、抗渗混凝土、以作防护层为主。

G.采用钢筋祖秀剂：为防止氧盐对钢筋的腐蚀、常采用钢筋祖秀剂。特别是在沿海地区采用海砂或掺有氧盐防冻剂的混凝土中、阻锈剂是不可缺少的。常用的阻锈剂有阳极型阻锈剂、阴极型阻锈剂、吸附性阻锈剂、复合型阻锈剂。

2.提高混凝土耐久性的技术措施

为了提高混凝土的耐久性、目前一些重要的工程中已开始采用高性能混凝土。相对于普通混凝土而言、高性能混凝土具有更低的水灰比。此外、通过掺入不同品中、不同细度及不同掺量的外加剂、取代混凝土中部分水泥后、会使混凝土的密实度高、体积稳定性好、强度也高、故耐久性也更好。这些都是高性能混凝土的特点。提高材料的耐久性具有重要的经济意义和实际意义。应用耐久性好得材料、虽会提高原材料的价格、施工的难度也可能会增加、但因材料的使用寿命长、建筑物的有效使用寿命也相应延长、降低了使用过程中各项维修费用、利用率高、收益大、最终使整体建筑的综合费用下降、可以获得明显的综合经济效益。提高混凝土耐久性的技术措施、可从以下四个主要方面入手：

2.1合理选用水泥

水泥从化学性质来看、有地呈酸性、有的抗碱性腐蚀强。合理选用水泥、可以避免人为的中和反应、这对于混凝土的抗腐蚀性能有利。

2.2控制混凝土的水灰比和水泥用量

配制混凝土尽量使用较小的水灰比、可以确保混凝土凝结、硬化后孔隙率小，在可能的条件下多加些水泥、会显得混凝土水泥浆较多、这两点式保证混凝土成型密实度的关键。为此、在混凝土施工规范中、国家规定了混凝土的最大水灰比和最小水泥用量。其含义是要求配制混凝土时所用水灰比应不超过表中规定的最大水灰比；所用水泥数量、应不少于表中规定的最小水泥用量。

2.3加强振捣、提高混凝土构件的密实度

对浇模后的混凝土进行最佳捣固、是提高混凝土密实度的重要工序。混凝土密实度高了、不仅强度高、孔隙率少、透水的通路也相应地减少、水不容易进入混凝土内、抗渗性、抗冻性和抗蚀性能就提高了、混凝土的耐久性也就好了。

2.4在混凝土表面加保护层

地下混凝土结构作外墙防水层加以保护、使其不受地下水和土壤的侵蚀；地上混凝土结构外墙作装修、如抹灰、刷涂料、黏贴材料（贴瓷砖、锦砖、面砖、花岗石板材、水磨石板材等）、还可以作水刷石、干黏石、剁假石以及拉毛等、使混凝土结构可不直接受曝晒、不直接受风、雨、雪的侵蚀、不受大气中有害气体的腐蚀、从而提高耐久性。endprint