小議影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性因素和改善措施

1、小議影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性因素和改善措施摘要：介紹了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性的概念，從常見 的混凝土耐久性破壞如凍融破壞、滲透破壞、堿骨料反應(yīng)、 混凝土的碳化和化學(xué)侵蝕這五個方面對混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生耐 久性失效的原因及影響因素進(jìn)行簡單分析和介紹，并提出了 提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的措施。關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu) 耐久性 破壞措施0引言長期以來，混凝土始終是建筑施工中常用的建材之一。 隨著建筑界施工技術(shù)的進(jìn)步和工藝流程的改進(jìn)，混凝土強(qiáng)度 不斷提高。在發(fā)達(dá)國家，60mpaloompa的高強(qiáng)混凝土已廣 泛應(yīng)用于建筑施工中。眾多工程實例表明，混凝土強(qiáng)度的破 壞已不再是引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)病害的主導(dǎo)因素，根本原因在于 結(jié)構(gòu)耐久性差

2、所造成的?，F(xiàn)階段，建筑界對混凝土性能尤其 是耐久性的認(rèn)知程度不斷深化，特別是某些大中型建筑物， 在設(shè)計階段就高度重視混凝土耐久性的研究。1混凝土耐久性的概念混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境 及材料內(nèi)部因素的作用下（指物理作用或化學(xué)作用），保持 其自身工作能力的性能?；炷两Y(jié)構(gòu)在服務(wù)年限內(nèi)是否穩(wěn)定 可靠，在很大程度上取決于其耐久性能否達(dá)到設(shè)計要求?？?見，耐久性是保證混凝土構(gòu)件在服務(wù)年限內(nèi)可以正常使用的 一項基本性能。2混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題的分析2. 1混凝土凍融破壞混凝土凍融破壞是指混凝土在飽 水或潮濕的狀態(tài)下，由于環(huán)境中溫度的正負(fù)變化，導(dǎo)致混凝 土內(nèi)部松弛產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，反復(fù)的

3、凍融循環(huán)造成混凝土由表 及里逐漸剝蝕的破壞現(xiàn)象。引起凍融破壞的因素大致包括以下幾點：水灰比：水 灰比越大，使凝土孔隙率越大，導(dǎo)致混凝土的吸水率增大， 最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)凍融破壞嚴(yán)重?？捉Y(jié)構(gòu)和孔隙特征： 連通毛細(xì)孔易吸水飽和，使混凝土凍害嚴(yán)重。飽水度：若 混凝土的孔隙非完全吸水飽和，冰凍過程產(chǎn)生的壓力促使水 分向孔隙處遷移，從而降低冰凍膨脹應(yīng)力，對混凝土破壞作 用就小?；炷磷陨韽?qiáng)度：在相同的冰凍破壞應(yīng)力作用下, 混凝土強(qiáng)度越低，凍害程度就越高4。2.2混凝土滲透破壞混凝土結(jié)構(gòu)的滲透破壞是指氣 體、液體或者離子等有害介質(zhì)在混凝土中滲透、擴(kuò)散或遷移, 最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受到破壞?；炷两Y(jié)構(gòu)發(fā)生滲透

4、破壞 后，如補救不及時就可能影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。影響混 凝土滲透性的因素主要包括以下幾點：混凝土的水灰比會 影響混凝土孔隙的大小和數(shù)量，進(jìn)而直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的密實性。水灰比越小，混凝土越密實，其抗?jié)B性越好，反之 亦然。由于骨料和水泥漿的界面處易產(chǎn)生裂隙和較大骨料 下方易形成孔穴，因此在水灰比相同時，混凝土骨料的最大 粒徑越大，其抗?jié)B性能越差。蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土，其抗?jié)B 性較潮濕養(yǎng)護(hù)的混凝土要差。水泥的品種、性質(zhì)也影響混 凝土的抗?jié)B性能。2.3堿骨料反應(yīng) 混凝土中的堿與混凝土中的活性骨料 發(fā)生反應(yīng)，生成膨脹性物質(zhì)，導(dǎo)致混凝土發(fā)生膨脹破壞，稱 為堿骨料反應(yīng)。堿骨料反應(yīng)一旦發(fā)生很難阻止，更不易修

5、補 和挽救，被稱為混凝土的“癌癥”。從其發(fā)生的條件出發(fā)， 分析該種破壞的影響因素主要是：活性骨料：引起混凝土 堿骨料反應(yīng)的主要因素是混凝土中含有堿活性的骨料?；?性摻合料：摻用活性摻合料對堿骨料反應(yīng)有明顯的抑制效 果。水分：堿骨料反應(yīng)要有水分，如果沒有水分，反應(yīng)就 會大為減少乃至完全停止。因此，要防止外界水分滲入混凝 土結(jié)構(gòu)中以減輕堿骨料反應(yīng)的危害。2.4混凝土的碳化 混凝土的碳化作用是指空氣中的二 氧化碳?xì)怏w滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)生成 碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過程，這一過程又稱混凝 土的中性化。影響混凝土碳化的因素有很多，但概括其主要因素有兩方面，一方面是材料因素，另一

6、方面是環(huán)境條件因 加劑、生料化學(xué)成分以及礦物組成都有明顯的差異，因此水 泥的活性和混凝土的堿度也不盡相同，對混凝土抗碳化性能 也有顯著的影響。通常水泥所含熟料越多，混凝土抗碳化的 能力越好。不同的骨料品種和粒徑級配不同，其內(nèi)部孔隙結(jié) 構(gòu)差別很大，直接影響混凝土的密實性。其材質(zhì)致密堅實， 級配好的骨料混凝土，其碳化的速度較慢。水灰比的角度， 在水泥用量一定的條件下，增大水灰比，其混凝土的孔隙率 增加，密實度降低，滲透性增大，空氣中的水分及有害物質(zhì) 較多的侵入混凝土內(nèi)部，加快混凝土的碳化。環(huán)境條件： 溫度對混凝土碳化表現(xiàn)在當(dāng)溫度下降較大時，混凝土表面收 縮產(chǎn)生拉力，一旦超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，使得混

7、凝土表面 開裂，為二氧化碳和水分滲入創(chuàng)造條件，加速混凝土碳化； 另外，溫度高時，二氧化碳在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)較大，為其 余氫氧化鈣反應(yīng)提供了有利條件，陽光的照射加速了其反應(yīng) 的碳化速度。另外，影響混凝土碳化程度的因素還有養(yǎng)護(hù)方 法和齡期，混凝土強(qiáng)度，相對濕度，c02濃度等等。素。材料方不同型號、規(guī)格的水泥，其混合材量、外2.5化學(xué)侵蝕一些侵蝕性介質(zhì)，比如酸、堿、硫酸鹽、 壓力動水等，侵入混凝土，可能會造成混凝土的化學(xué)腐蝕。 化學(xué)腐蝕主要有三類，分別為溶出性侵蝕、溶解性侵蝕和膨 脹性侵蝕。溶出性侵蝕：有的混凝土抗?jié)B性能差，密實度低, 在一定壓力的流動水中，水化產(chǎn)物ca (oh) 2會持續(xù)溶出， 并

8、逐漸流失，這會嚴(yán)重破壞水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣的穩(wěn)定 性，進(jìn)而影響混凝土強(qiáng)度的形成。溶解性侵蝕：酸、堿侵蝕 是溶解性侵蝕的兩個特征。在環(huán)境水的ph值低于6. 5的條 件下會發(fā)生酸侵蝕；水泥水化時會生成堿性物質(zhì)，因此混凝 土中呈堿性，在堿濃度低于15%、溫度達(dá)不到5(tc的條件下, 混凝土結(jié)構(gòu)堿腐蝕現(xiàn)象不明顯，但若是高濃度的堿溶液或熔 融狀堿，結(jié)構(gòu)發(fā)生堿腐蝕的作用就十分明顯。膨脹性侵蝕： 硫酸鹽和混凝土的水化產(chǎn)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土膨脹， 屬典型的膨脹性侵蝕。3提高混凝土耐久性的措施3. 1提高混凝土抗碳化能力碳化會降低混凝土堿度， 使鋼筋脫鈍、銹蝕，破壞混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。為提高混凝 土質(zhì)量，

9、應(yīng)盡量防止或延緩混凝土碳化。增加保護(hù)層厚度無 疑是最直觀、最有效的方法。混凝土配合比也是影響混凝土 碳化速率的主要因素。適當(dāng)降低水灰比，保證水泥用量充足, 摻加適量減水劑，都是延緩混凝土碳化速率的有效方式。此 外，提高混凝土密實性、增強(qiáng)抗?jié)B性、對混凝土采用覆蓋面 層等措施，可延緩或阻止c02向混凝土內(nèi)部滲透的速度，從 而增強(qiáng)混凝土抵御碳化的能力。3.2防止混凝土的凍融破壞 我國北方寒冷地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)凍融現(xiàn) 象?？赏ㄟ^降低水灰比、應(yīng)用引氣技術(shù)來避免凍融病害發(fā)生。 引入空氣微泡會影響混凝土強(qiáng)度的形成，因此要慎用引氣技 術(shù)。3. 3預(yù)防侵蝕性介質(zhì)的腐蝕侵蝕性介質(zhì) 氯鹽對混 凝土結(jié)構(gòu)的影響最嚴(yán)

10、重。施工中可通過限制水灰比，保證最 低水泥用量以確保堿度，摻入適量硅灰、粉煤灰和磨細(xì)礦渣 等優(yōu)質(zhì)摻和料等措施來改善混凝土抗氯離子滲透性能。3.4必需的保護(hù)層厚度設(shè)置保護(hù)層能夠防止鋼筋銹 蝕。增加混凝土保護(hù)層厚度能夠延緩腐蝕因子向鋼筋表面滲 透的時間，增強(qiáng)鋼筋的抗銹蝕能力。在施工階段，必須用細(xì) 石混凝土或水泥砂漿制作鋼筋墊塊，嚴(yán)禁使用短鋼筋作為墊 塊。3.5原材料控制首先要保證原材料配比符合設(shè)計要 求。進(jìn)場的原材料先登記送檢；堆置集料場地必須經(jīng)硬化、 分倉后再堆置；根據(jù)設(shè)計要求，粗集料一律分級計量、采購 及儲運，標(biāo)明集料的檢驗狀態(tài)；膠凝材料和外加劑儲存罐要 用棉被包裹并搭設(shè)遮陽篷妥善存放。集料一

11、律先篩洗再使 用，以減少集料的含泥量，優(yōu)化集料級配。集料要用鋼結(jié)構(gòu) 雨棚覆蓋保護(hù)，以平衡集料溫度及含水量。4結(jié)論混凝土結(jié)構(gòu)的密實度是影響其耐久性的主要因素。高性 能混凝土所采用低水灰比及各種摻合料，以降低混凝土中水 泥石結(jié)構(gòu)致密、骨料顆粒與基體界面的孔隙率，提高混合料 的粘結(jié)性能和抗?jié)B性能。施工中，要嚴(yán)格控制水灰比，根據(jù) 設(shè)計要求摻加適量的摻合料，就能有效改善混凝土構(gòu)件的耐 久性，以適應(yīng)不同環(huán)境下的使用需求。在工程實踐中，高性 能混凝土正是基于其良好的耐久性才被廣泛應(yīng)用在各類混 凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中。高性能混凝土才是混凝土材料發(fā)展的首選 方向。參考文獻(xiàn)：1 溫偉標(biāo)混凝土耐久性的問題及提高措施j.中國 科技信息，1997, 5 (9)： 64-65.2 盧靜，陳濤試論混凝土耐久性的影響因素相關(guān)問題 j.科技資訊，2001, 14 (17)：