浅谈建筑混凝土耐久性

马书辰

河北省新乐市住房和城乡建设局（050700）

浅谈建筑混凝土耐久性

马书辰

河北省新乐市住房和城乡建设局（050700）

混凝土是当今最重要的结构工程材料之一，其质量直接关系到结构的正常使用与安全。这里主要论述建筑混凝土材料的性能及耐久性措施。

建筑工程；混凝土；性能分析

随着建设规模的不断扩大及人们对建筑工程质量重要性的认识，混凝土性能不仅仅是追求混凝土的强度，混凝土的耐久性问题越来越受到人们的重视。所谓结构耐久性，就是结构及其构件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其原有性能的能力。

1 常见的混凝土性能劣化

1.1 钢筋锈蚀

1）钢筋在混凝土的高碱性环境中不会锈蚀，能在表面形成氧化的钝化膜，隔绝水分、氧气与金属的接触。空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部并与混凝土中的氢氧化钙反应生成的碳酸钙（碳化），降低混凝土碱度，当碳化从混凝土表面逐渐向里发展到钢筋表面位置，钝化膜破坏。2）锈蚀发展阶段:从脱钝开始持续锈蚀到其可接受的劣化程度的时间。碳化产物会增加混凝土的密度性，在潮湿条件下，碳化到一定程度后还会停止发展，保护层厚的钢筋很难被锈蚀。碳化引起钢筋脱钝后，如无氯盐存在，锈蚀发展速度非常快，在氧气与水分参与下，氯盐促使钢筋锈蚀本身并不消耗，因此氯盐引起锈蚀远比碳化锈蚀严重。

1.2 混凝土的冻融破坏

混凝土中的毛细孔隙受冻后膨胀，如混凝土的饱水程度高，毛细孔隙内存在的气体少，就会产生很大压力，造成混凝土损伤，开裂并剥落。

1.3 混凝土的化学腐蚀

1）硫酸盐能与水泥水化产物中的氢氧化钙和水化铝酸三钙作用,分别生成硫酸钙和钙矾石，均造成体积膨胀，使混凝土开裂破坏——化学破坏。2）喷射混凝土中高含量的硫酸钠盐速凝剂也可能造成腐蚀。硫酸盐的破坏主要发生在频繁干湿交替的环境，如一端置于地下而另一端伸出地面的构件靠近地表部分。

1.4 混凝土的碱-骨料反应

自身化学腐蚀，混凝土使用了含有活性矿物成分的砂石骨料,遇水后与混凝土中的碱发生化学反应，形成某种胶凝体，体积膨胀，可使混凝土发生胀裂破坏。

1.5 由于水泥强度的不断提高和施工进度加快，实际混凝土耐久性质量大幅度下降

1）有些水泥厂为了提高水泥强度，熟料磨得越来越细，因此降低了混凝土抗裂性。2）由于施工速度过快，混凝土不能充分养护，阻碍了水泥的充分水化反应，降低了混凝土的密实度，使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩短。同时，由于混凝土过早加载受载，破坏了混凝土内部结构，造成混凝土早期开裂。

2 提高混凝土耐久性措施

混凝土和钢筋的劣化过程，都需要有水的参与或以水作为媒介。为阻止水、氧气、二氧化碳等气体和盐、酸等有害分子或离子侵入混凝土内部,最根本的措施就是:1）增加混凝土自身的密实性和抗裂性；2）确保钢筋的混凝土保护层厚度，延缓有害物质到达钢筋位置的时间。

2.1 改善混凝土结构的耐久性设计

1）明确设计使用年限:对不同使用年限，规定不同要求。2）细化环境类别与作用等级。3）规定构造要求:规定保护层厚度（与强度等级挂钩）；防排水要求；裂缝控制等。4）混凝土结构的耐久性能要求:①规定混凝土的最低强度等级;②规定量大水胶比（不能用最小用水量代替）;③限定范围的混凝土原材料（品种、用量、质量）,限定范围的胶凝材料和化学外加剂（引气剂），骨料的最大粒径；④限定有害化学成分（氯离子、SO3、碱）的最大含量，保证所需的耐久性质量。

2.2 增加混凝土密实性

1）低水胶比能改善混凝土浆体及其与骨料间的界面微结构，降低混凝土内的毛细孔隙率。2）掺加粉煤灰等矿物掺和料能降低水化热和减少拌合水,改善水化产物的微结构并有利于防裂。

通过火山灰反应，能进一步改善浆体及骨料界面结构，并增加单纯凝土后期强度大掺量粉煤灰混凝土对氯离子的吸附作用，并能抑制碱-骨料反应。

2.3 混凝土的抗渗性（抗侵入性）

混凝土的抗渗性,即混凝土阻挡外部分子、离子或流体传输到混凝土内部的能力。

1）增加抗氯盐引起钢筋锈蚀的混凝土保护层厚度。2）开发防腐蚀措施:环氧涂层钢筋、混凝土防腐面层、阻锈剂、阴极保护等。

2.4 冻融环境

限制粉煤灰掺量和粉煤灰中的烧矢量，掺入适量引气剂，改善混凝土内部微结构。

2.5 氯盐环境

限制单独使用硅酸盐水泥混凝土，采用低水胶比的大掺量矿物掺加和料混凝土（加少量硅灰），特别是粉煤灰。

2.6 化学腐蚀环境

使用低C3A的水泥及较大掺量矿物掺和料混凝土。

2.7 预应力体系的耐久性

在干湿交替的一般环境和氯盐环境中，应采取多重防护措施（灌浆、连续密封的高密度塑料波形管等）。

环境非常严重时再用环氧涂层钢绞线、阻锈剂等。

环境极端严重时，宜采用能定期检测和更换的无黏结预应力体系。

2.8 碱-骨料反应

1）严格控制材料品种、质量；2）采用低含碱量水泥，大掺量矿料粉。

2.9 提高施工质量

1）严格控制进场材料质量，使材料各项工作指标符合要求。2）严格按配合比施工，并根据材料变化及时调整。3）认真浇筑和养护，保证混凝土的密实性和各项性能达到要求。4）做好成品保护工作。5）尊重客观规律，按合理施工周期施工。

2.10 使用阶段的定期维护与检测

工程竣工后,用户应定期进行维护和检测，根据环境条件及构件的变化，及时检测混凝土，并根据具体情况进行加固处理，保证混凝土的耐久性。