混凝土耐久性探究

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摘要：提高混凝土的耐久性對于當前實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，更好地利用資源、節(jié)約能源和保護環(huán)境，都具有十分重要的意義?；炷凉こ檀蠖嘁笥泻荛L使用期限,因此必須研究混凝土在環(huán)境介質(zhì)的作用下,保持其使用性能的能力,也就是混凝土的耐久性問題。 

關鍵詞：混凝土耐久性措施  abstract: to improve the durability of concrete for the current implementation of the strategy of sustainable development and better use of resources, saving energy and protecting the environment, have great significance. concrete works are mostly requires a long period of use, must be of concrete to maintain its performance in the role of environmental media, the durability of concrete.keywords: concrete; durability; measures  中圖分類號 : tu377文獻標識碼： a 文章編號：    混凝土由于強度和耐久性較好，而且原料易得，造價較低，特別是能耗較低，因而在建筑施工中被廣泛使用。尤其是鋼筋混凝土系統(tǒng)結合了鋼筋的韌性和抗拉拔性能和混凝土的抗壓強度，因而在建筑領域被大規(guī)模應用。近百年來，混凝土強度不斷的提高成為它主要的發(fā)展趨勢。發(fā)達國家越來越多的使用50mpa以上的高強混凝土。但是高強混凝土在強度不斷加大的情況下，也出現(xiàn)了一系列的問題，比如它的耐久性問題。因此，有些遠見卓識的專家考慮到某些工程的需要，在提出高強度的同時，也提出耐久性的要求。  一、混凝土耐久性含義  混凝土耐久性是指混凝土材料在長期使用過程中，抵抗因服役環(huán)境外部因素和材料內(nèi)部原因造成的侵蝕和破壞，而保持其原有性能不變的能力。耐久性是一個綜合性的指標，包括抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性、抗磨性、混凝土硫酸鹽侵蝕、混凝土的酸腐蝕、堿－骨料反應等性能。  二、混凝土的耐久性破壞  混凝土耐久性是影響混凝土使用壽命的首要因素，涉及到混凝土性能的方方面面。造成混凝土不能耐久的原因很多，但大體上可分為以下三種：  物理破壞  由于混凝土內(nèi)骨料和硬化水泥漿體不同的溫度膨脹系數(shù)而引起的破壞。其主要表現(xiàn)為：由溫度變化引起的收縮膨脹裂縫，如凍融循環(huán)、除冰鹽分對混凝土的剝蝕等：  如：凍害破壞影響到水泥石和骨料，其破壞的外觀模式主要有：剝落、龜裂、分層  等，在北方氣候下，混凝土路面、橋面板、擋土墻最易受損。  化學破壞  由于混凝土內(nèi)部材料如水泥、外加劑等和水中的堿與骨料中的活性成分的反應引起的破壞，主要表現(xiàn)為：堿骨料反應、外部侵蝕性離子引起的鋼筋銹蝕、碳化或硫酸鹽侵蝕等；  如：導致混凝土硫酸鹽侵蝕主要是硫酸根離子與混凝土中水泥水化物之間的化學反應，形成有害化合物，而導致混凝土組成和結構的破壞、強度下降、表面剝離等。硫酸根離子的來源主要是海水、有機物環(huán)境(垃圾、生活污水)、工業(yè)廢料、土壤和地下水、水泥熟料等。  （三）機械破壞  道路、水利混凝土等由于沖擊、磨損、流動淡水溶蝕作用、流動氣體的磨蝕、沖蝕等引起的破壞。這樣的例子隨處可見，不再贅述。  三、提高混凝土耐久性的措施  （一）采用高性能混凝土  高性能混凝土與普通混凝土的不同之處是普通混凝土的設計是以強度作為主要控制指標，而高性能混凝土則是以耐久性作為主要控制指標，強度只起從屬的作用。高強度不一定高性能，而高性能必須要求混凝土具有較高的密實度和抗?jié)B能力，因此其強度也不會太低。高性能混凝土在配制上的特點是低水灰比，除了選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水和骨料外，還必須添加優(yōu)質(zhì)混凝土礦物摻和料和新型高效減水劑復合，減少水泥用量，減少混凝土內(nèi)部孔隙率，減少體積收縮，提高強度，提高耐久性。高性能混凝土以較高的抗氯離子滲透性為特征，其優(yōu)異的耐久性和性價比已得到認同。  （二）防止混凝土的碳化  混凝土的碳化，是指混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳、在濕度相宜時發(fā)生化學反應，生成碳酸鈣和水，也稱混凝土的中性化。對于無筋的素混凝土，碳化使得混凝土表面收縮，產(chǎn)生收縮裂縫。碳化使混凝土的碳度降低，同時，增加混凝土孔隙溶液中氫離子數(shù)量，使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。從而引起鋼筋生銹，導致混凝土開裂形成順筋裂縫。從而加速了碳化和鋼筋的銹蝕。防止混凝土碳化的方法有：選用早強硅酸鹽水泥或強度等級為c50級以上，極限抗壓強度大于62.5n/m㎡的性能混凝土，因為當混凝土的抗壓強度大于62.5n/m㎡時，可不考慮混凝土的碳化。另外，在施工中可采用高壓蒸汽養(yǎng)護，這是因為混凝土中的砂子在高溫條件下被活化，與混凝土發(fā)生化學反應，形成了強度大、結晶高、抗碳化性能好的水化硅酸鈣。  （三）抗堿-集料反應  堿—骨料反應是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材料和水中的堿與骨料中的活性成分的反應，在混凝土澆筑成型后若干年（數(shù)年至二三十年）逐漸反應，反應生成物吸水膨脹使混凝土失去設計性能。由于其無法補救，因而被成為混凝土的“癌癥”。對這種反應，可以針對性地加以控制。  1.控制集料中的活性二氧化硅含量  摻入高效活性礦物摻料。從而達到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石結構更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。此外，還能改善集料與水泥石的界面結構和界面區(qū)性能。  2.控制外界水分，降低水灰比  當外界沒有可供吸取的水分時，將不會出現(xiàn)明顯的有害膨脹，低水灰比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延緩堿-集料反應物吸水膨脹的速度。許多研究表明，當水灰比降低到0.38以下時，消除毛細管孔隙的目標便可以實現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下。  （四）防止混凝土的凍融破壞  由于混凝土是多孔的復合材料，所以外部的水分可以通過毛細作用進入這些孔隙。當溫度降至冰點以下時，孔隙中的水凍結膨脹，體積大約可增加9％。持續(xù)凍融的結果導致混凝土開裂，甚至崩裂。一般來說，混凝土在飽水狀態(tài)下抵抗凍融破壞的能力是由混凝土的組成、密實度、配合比及養(yǎng)護條件決定的。所以，要防止混凝土的冰融破壞，除了采用吸水率較低的集料，加強排水以免混凝土結構被水飽和之外，還要注意引氣量，一般引氣量以4％~8％為宜。  （五）提高混凝土的抗?jié)B性  對許多建筑材料來說，水是它們生產(chǎn)過程的重要原料之一，同時也是它們破壞過程的主要介質(zhì)。水也是多數(shù)結構混凝土出現(xiàn)耐久性問題的核心。不僅物理劣化過程與水有關；同時作為傳輸侵蝕性離子的介質(zhì)，水又是其化學劣化過程的一個根源。混凝土的抗?jié)B性是反映混凝土耐久性的一個重要指標。工程實踐證明：采用適宜的原材料及良好的生產(chǎn)、澆筑與養(yǎng)護操作，當水泥用量為300～350kg/m3、水灰比0.45～0.55，制備出28d抗壓強度為35～40mpa的混凝土，在大多數(shù)環(huán)境條件下可以呈現(xiàn)足夠低的滲透性和良好的耐久性能。  （六）優(yōu)化設計、精選材料、加強施工管理  更新設計觀念，正確認識混凝土強度與耐久性之間的關系，選擇適當?shù)膹姸?，做到耐久性與強度兼顧；嚴格控制水灰比和水泥用量，在保證拌和物具有良好工作性的前提下來滿足流動性要求。根據(jù)工程所處的環(huán)境合理選擇水泥品種，選用質(zhì)量良好、技術條件合格的砂和石骨料，提高其粒形和級配品質(zhì)參數(shù)；在施工階段，要嚴格控制水灰比、用水量、水泥用量，合理選用引氣劑，充分振搗和養(yǎng)護，防止過早拆除模板和支撐，加強施工管理，減少人為錯誤。  四、結語  總之，混凝土結構在耐久性上的種種不足，如果不引起我們足夠重視，必將給我國經(jīng)濟帶來巨大損失，并對生產(chǎn)、生活造成長期困擾。提高混凝土結構的耐久性是我國工程建設走向可持續(xù)發(fā)展的必需，若提高混凝土的壽命到現(xiàn)在的幾倍以上，則相應資源、能源、資金和環(huán)境污染等就減少幾倍，因此提高混凝土的耐久性對可持續(xù)發(fā)展是一項關鍵的措施。“工程質(zhì)量，百年大計”混凝土耐久性是影響工程使用壽命的主要問題，我們在施工中要應針對影響混凝土耐久性的主要因素，結合工程具體情況采取具體措施。  參考文獻：  1. 劉玉娟、文靜、王海蕾：《淺談混凝土耐久性》，《科技信息》，2012年07期。  2. 游寶坤、陳旭峰、李乃珍：《關于混凝土耐久性值得關注的問題》，《商品混凝土》，2009年11期。  3. 張云蓮、楊先文：《粉煤灰對混凝土耐久性的作用效果》，《粉煤灰》，2001年05期。  4. 王發(fā)啟,周憲鳳：《影響混凝土構件耐久性的原因與對策》，《黑河科技》，2001年01期。  5. 鐘少瑜：《談混凝土耐久性及提高措施》，《無錫職業(yè)技術學院學報》，2004年03期。