混凝土耐久性的提升技术及措施.docx

混凝土耐久性的提升技术及措施 周光富程卓向龙余谦Summary：钢筋混凝土一向被认为是耐久性较好的建筑材料。但是有大量的钢筋混凝土结构提前失效，达不到预定的服役年限。因此，如何提升混凝土耐久性就成了施工企业亟待解决的一个问题。本文首先提出了混凝土耐久性的概念，并分析了影响混凝土耐久性的因素，进而提出提高混凝土耐久性的一些措施。Keys：混凝土；耐久性；技术；措施1 混凝土耐久性的概念所谓混凝土的耐久性，是指在使用过程中，在内部或外部，人为或自然的因素作用下，混凝土保持自身工作能力的一种性能。或者说结构在设计使用年限内抵抗外部环境或内部本身所产生的侵蚀破坏作用的能力。2 混凝土耐久性的影响因素影响混凝土耐久性的因素主要有以下几个方面：1.混凝土的碳化混凝土的碳化是指环境中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质发生复杂的多相物理化学反应，使混凝土的pH值下降，当达到一定数值时，混凝土中的钢筋钝化膜就会被破坏，从而使混凝土保护的钢筋锈蚀，同时还会对混凝土收缩起到加剧的作用，导致混凝土结构出现裂缝，降低混凝土的耐久性。混凝土的碳化是衡量混凝土耐久性的重要指标。2.混凝土的冻融破坏混凝土的冻融破坏是一个比较复杂的物理变化过程。在浇筑混凝土时为了得到必要的和易性，用水量往往会比水泥水化反应所需的水多一些，这些多余的水以游离的形式滞留于混凝土毛细孔中，遇到低温就会结冰膨胀，引起混凝土内部结构的破坏。这些游离状态的水就是造成混凝土遭受冻融破坏的主要因素。3.混凝土钢筋的锈蚀混凝土中钢筋的锈蚀是一个电化学反应的过程，当钢筋表面的钝化膜被破坏后，钢筋处于活化状态，在有足够的水和氧化剂的条件下就会发生导致锈蚀的电化学反应。电化学反应所产生的锈蚀物质比腐蚀钢筋的体积要大得多，由于锈蚀产物最终形式不一，一般可达锈蚀钢筋体积的2-4倍。锈蚀产物体积膨胀使得钢筋对周围的混凝土产生环向拉应力。随着锈蚀的发展，体积膨胀也越来越大，当产生的环向应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会沿顺筋方向产生裂缝，直至钢筋的混凝土保护层剥落。严重的会影响结构或构件的正常使用。3 提高混凝土耐久性的技术措施提高混凝土耐久性的技术措施主要有材料、外加剂和结构设计三个方面。1.合理选择混凝土材料和配合比配制耐久性良好的混凝土所用的水泥应为品质稳定的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，其强度应与混凝土的强度相匹配，且不低于32.5级。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥宜与矿物掺合料一起使用；混凝土的集料宜选择合理：一般要求集料的强度应大于混凝土强度，其质地应该坚硬。除此，骨料还必须有稳定的物理化学性质；在掺合料方面：掺合料必须品质稳定、来料均匀、来源固定，其掺量应根据对混凝土各龄期强度、混凝土的工作性、耐久性及施工条件的要求而定。配制高耐久性混凝土，使用两种或两种以上掺合料合成的超细矿物掺合料，其效果常常由于使用单一矿物掺合料，不同的环境条件应采用不同的掺合料及相应的掺量，并通过实验来确定最优配比；优化控制混凝土的水胶比和水泥用量：控制混凝土中的水胶比可以减少其拌合物凝结后多余的水溢出所产生的毛细孔隙和孔道、减少混凝土的渗透性，从而防止冻融破坏。控制水泥的用量是为了保证混凝土的密实性，通常规定为混凝土在某一环境使用条件时的最低水泥用量。为了提高混凝土的耐久性，应该优化混凝土的配合比，确定最佳的水胶比和水泥用量。2.使用性能良好的外加剂混凝土密实性的提高和渗透性的降低可以提高其的抗侵蚀能力。混凝土的渗透性控制着侵蚀性液体或气体以及水渗入其内部的速率，同时，还能抑制水泥浆体中的毛细传递作用，因此，混凝土的耐久性与渗透性有着最为密切的关系，大幅度的提高混凝土的抗渗性是改善其耐久性的关键。使用一些高效的外加剂，可以较大幅度地提高混凝土的抗渗性。引气剂的使用可以在混凝土中形成一些均匀分布、稳定而密闭的小气泡，这能很有效的提高混凝土的抗冻性，也能在一定程度上提高混凝土的抗渗性和抗腐蚀性，从而该善混凝土的耐久性。引气剂生成的密闭微小气泡在混凝土浇筑与搅拌过程中，还会起到一定的润滑作用，提高拌合料的流动性，在保证混凝土质量的前提下，可以减少水的用量和水胶比，从而提高了混凝土的耐久性；减水剂的使用可以改善混凝土的和易性，方便施工，在保证混凝土工作性能及不改变水泥用量的条件下，可以减少水的用量，从而提高混凝土的抗渗性，也增加了混凝土的强度和耐久性；3.合理的结构设计和构造设计设计时要对混凝土结构所处的使用环境考虑周全及采用有效的构造措施。在设计时应保证有足够混凝土保护层厚度，混凝土保护层可以有效的阻止水、侵蚀性介质以及氧气渗入，这种保护作用与保护层的混凝土厚度和密实度及抗渗性密切相关。因此，保护层厚度应满足以下两方面的要求：一是保护层要有良好的抗渗性，要有抵抗引起钢筋锈蚀的侵蚀性物质对混凝土侵入要求的厚度；二是要满足构件在设计基本周期内的碳化深度。结构的设计及构造应合理，对于容易发生耐久性问题的结构及一些部位，应该通过合理的结构设计及构造措施来克服。比如，合理的采用一些沉降缝、伸缩缝等构造措施来防止一些裂缝的产生，从而来提高混凝土结构的耐久性。4 提高混凝土耐久性的施工管理措施施工是结构设计后影响结构安全和使用功能的又一重要环节，其质量的高低直接影响混凝土结构的耐久性能。在原材料方面必须把好质量控制关，根据原材料性能检测结果，选取优质原材料。混凝土的配合比在施工现场要进行复验，检验其工作性能及施工性能。混凝土配合比在一定范围调整时应满足以下原则：在满足施工性能的条件下，尽可能地减少胶结料和水泥用量。而在浇筑混凝土前应检查和控制模板、钢筋及保护层、预留预埋等的尺寸、规格、数量和位置，其偏差应符合国家标准的规定。模板必须具有足够的强度、刚度和稳定性，还要拼缝严密以防漏浆，和装拆方便以利周转。混凝土的浇筑应该采用科学合理的方法，保证混凝土结构的均匀性，减少结构混凝土局部不均匀收缩而产生裂缝，从而提高混凝土结构的耐久性。5 小结影响混凝土结构耐久性的因素繁多而复杂，并且不同的环境其耐久性的差异也很大，其一般均是由多种因素的综合作用造成的，因此，从混凝土的原材料、配比设计、施工等多方因素综合考虑，工程中应根据具体情况，有针对性地采取相应措施，提高混凝土的耐久性。Reference1覃维祖.混凝土技术进展现状与可持续发展前景J.施工技术，2006（4）.2魏鸿汉.建筑材料M.北京：中央广播电视大学出版社.2011 -全文完-