混凝土耐久性提高及施工措施

　　摘要：混凝土的耐久性是混凝土质量的重要指标，对混凝土结构的寿命有着重要影响。本文分析了影响混凝土耐久性的因素，及采取的施工措施增强混凝土的耐久性。
　　关键词：混凝土，耐久性，影响因素，措施
　　1引言
　　混凝土的耐久性的研究是一个重要的问题，特别是沿海及环境侵蚀性严重的地区的混凝土结构，由于环境条件对混凝土的腐蚀及钢筋的锈蚀而造成结构的早期损坏，已成为工程中的重要问题，混凝土的耐久性失效给世界各国造成了巨大的经济损失。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失。可见，混凝土结构的耐久性直接关系着国民经济的顺利发展以及人民生命和财产的安全。为保证结构的安全和正常运营，使其在建设、运营、维修等整个周期的费用最低，必须对影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素进行研究，以便采取相应的措施，提高建筑物结构的耐久性和使用功能。混凝土结构的耐久性已成为世界性技术问题，人们对工程重大基础性设施的耐久性也越来越重视。
　　2混凝土的耐久性
　　2.1耐久性的概念
　　混凝土的耐久性是指结构或构件在预定环境作用下，在预期的使用寿命内能够完成预定的功能，即保证结构的安全性和正常使用性能而不必花费高额费用进行维修，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。影响钢筋混凝土结构耐久性的因素很多，一般情况下，人们无法改变外界自然环境的作用，但是人们可以通过选择合适的材料及配合比，优化设计方案，适当加大保护层厚度，采用经济合理的保护措施等使结构达到人们所期望的年限。
　　2.2耐久性的影响因素
　　（1）混凝土的防水性及密实性，当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀9%，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产生拉应力。损伤混凝土内部微观结构，只有当经过反复多次的冻融循环以后，损伤逐步积累不断扩大，发展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，最后甚至完全丧失。
　　钢筋锈蚀。钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要原因，钢筋的生锈过程实际上是电化学过程，其生成铁锈的体积大于钢筋的体积，在钢筋周围的混凝土中产生拉应力，如果混凝土的保护层不足以抵抗这种拉应力，就会沿着钢筋形成一条裂缝。随着钢筋锈蚀过程的增加，最后导致混凝土保护层的剥落。
　　（2）混凝土碳化。混凝土碳化又称为混凝土的中性化，碳化本身对混凝土没有破坏作用，碳化过程是空气中CO2溶解于水中后进入混凝土内部，消耗水泥水化产物Ca(OH)2，生成碳酸钙的过程。由于Ca(OH)2的持续消耗，于是混凝土碱性降低，使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜遭到破坏，在一定条件下使钢筋产生锈蚀。
　　（3）碱—集料反应。碱—集料反应主要是指混凝土中的氢氧根离子与集料中的活性二氧化硅发生化学反应，生成含有碱金属的硅凝胶。它具有强烈的吸水膨胀能力，使混凝土发生不均匀膨胀，造成裂缝、强度和弹性模量下降，开始时在混凝土表面形成不规则的细小裂缝，由表向内发展，影响混凝土耐久性。
　　（4）环境因素。环境中的盐在干湿交替的条件下侵入混凝土微孔中并聚集、饱和而析出结晶，在混凝土内部产生很大的结晶压力，使混凝土开裂、破坏。某些地下水或工业废水中含有游离态的酸,这些酸能够和混凝土中的氢氧化钙发生反应,生成相应的钙盐。所生成的钙盐或易溶于水,或松软无胶结力,或在水泥石的孔隙内结晶,体积膨胀,产生破坏作用。在海水、地下水及盐沼地矿物水中，常含有镁盐和硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙发生反应，生成溶于水的氯化镁和松软无胶结力的氢氧化镁。石膏则产生硫酸盐侵蚀，都将破坏混凝土的结构。
　　3施工措施
　　3.1耐久性检测方法
　　（1）渗透法检测渗透性。氯离子在混凝土内部的分布情况可以反应混凝土的渗透性，氯离子渗透法主要是在试样两侧存在氯离子浓度差，氯离子仅从试件的一个侧表面向内部渗透，用饱和的Ca(OH)2溶液来模拟孔化学成分。经过一定时间后，取下试件，烘干，在靠近氯离子溶液的一侧向内部切片，分析各片的氯离子含量，从而得到氯离子渗透方向和氯离子含量分布情况，从而得到混凝土渗透性的优劣。
　　（2）直流电量法检测导电性。该法是目前最通用的方法，实验前先将试件在真空中饱水，侧面密封安装到实验箱上，每隔30min记录一次电流，持续6h以上，以通过的总电量来评定氯离子渗透性。
　　3.2提高耐久性的施工措施
　　（1）规划设计中要考虑耐久性。建筑物所处的环境与规划有关，应尽量选择环境好的地方做建筑。设计观念也要有所转变，以往的设计侧重于承载力计算，而忽视耐久性设计，虽然有些条文是属于“概念设计”，但是设计时要严格遵守
　　控制材料使用。材料是耐久性使用的基础，为避免碱骨料反应，宜使用低碱含量的水泥和非碱活性骨料，为避免钢筋锈蚀，对混凝土中氯离子的含量也应加以控制。
　　（2）优化混凝土配合比设计。在优化混凝土配合比设计中选择品质优良的外加剂是关键，特别要注意外加剂和水泥的相容性，同一种外加剂对不同品种的水泥效果可能截然不同。在保证混凝土拌和物流动性的同时，尽可能降低用水量，使混凝土的总孔隙特别是毛细管孔隙率大幅降低。
　　（3）增强表层保护。加大保护层厚度，在环境较差的海水环境下梁柱的保护层厚度如果小于50mm则对耐久性的影响十分显著。混凝土的腐蚀经常是从面层或保护层开始的，对混凝土面层保护的好就可以阻挡氯离子或其他有害介质的侵入。可在混凝土表面涂保护层，可以有很好的抗渗性和憎水性，在港口等高腐蚀环境中，可以在混凝土表面镶砌耐腐蚀性高的花岗岩。
　　（4）添加剂的使用。混凝土的抗冻性是混凝土耐久性的重要标志，使用引气剂可以有效的增强混凝土在冻融环境下的耐久性，但是由于引气剂会降低混凝土的强度，所以要控制合适的量。为了防止钢筋的锈蚀，可在其中掺入钢筋阻锈剂。
　　（5）施工时应特别注意，一定要设法保持钢筋的准确位置。浇筑时无变形，模型接缝处不能漏浆。浇筑时要注意避免材料分离以及气候影响，一定要振捣密实。在浇注时模板一定要达到规定的强度。如发生表面有小量蜂窝及麻面应及时抹好，以避免影响质量上的耐久性。
　　4结语
　　由于我国经济建设的发展，混凝土已越来越广泛地被使用。提高混凝土的施工质量，延长其使用寿命可以节约投资，避免给国家财产和人民生命财产带来损失；提高混凝土结构的耐久性，可以保证混凝土结构功能的实现，提高结构的使用寿命；对于工程经济来讲可以降低结构在服役期内的维修费用，带来明显的经济效益。因此提高混凝土的耐久性势在必行。混凝土结构的耐久性问题十分复杂，在具体设计和施工中必须引起足够的重视。耐久性设计的基本原则是根据结构或构件所处的环境及腐蚀程度，科学的选择一道或多道防线来抵御环境腐蚀作用，保证结构或构件达到预期的使用寿命。鉴于混凝土耐久性设计的重要性，在具体设计和施工中必须引起足够的重视，以免引起不必要的损失。
　　
　　参考文献：
　　[1]李军．混凝土耐久性研究[J]．山西水利，2009，(05)
　　[2]孙茂元．影响混凝土耐久性的因素[J]．商品混凝土，2009，(09)
　　[3]张钰林．影响混凝土耐久性的因素及防治措施[J]．山西建筑，2009，(19)