郝云艷

混凝土的耐久性是指硬化后的混凝土抵抗介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能和外觀完整性，從而維持混凝土結(jié)構(gòu)的安全、正常使用的能力。耐久性是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，包括抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕、抗碳化性、抗磨性、抗堿—骨料反應(yīng)及混凝土中的鋼筋耐銹蝕等性能?；炷两Y(jié)構(gòu)以其原料廣泛、抗壓強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、易施工、可塑性強(qiáng)等特點(diǎn)而成為最常用的建筑材料;混凝土長期處在各種環(huán)境介質(zhì)中，往往會造成不同程度的損害，甚至完全破壞。造成的原因有外部環(huán)境條件，也有混凝土內(nèi)部的缺陷及組成材料的特性。這些因素的影響致使混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命未能達(dá)到預(yù)期年限，耐久性提前失效?；炷恋哪途眯袁F(xiàn)已成為工程界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

1 耐久性混凝土的室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)

所配制混凝土均按耐久性設(shè)計(jì)，具體指標(biāo)如表1所示。

在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，用粗骨料、細(xì)骨料、水泥、水配制出的滿足工作性的混凝土，其結(jié)果是28 d抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，但利用15 cm×15 cm×15 cm的混凝土立方體抗壓試塊經(jīng)鉆芯后加工成φ 100 mm×50 mm試件的56 d電通量卻大大超過了規(guī)范所允許的范圍，滿足不了耐久性要求。

表1 具體指標(biāo)表

混凝土的電通量是指在60 V直流恒壓作用下6 h內(nèi)通過混凝土的電量。通過測定混凝土電通量的大小來評價(jià)混凝土原材料和配合比對混凝土抗?jié)B性能的影響，也可用來間接評價(jià)混凝土的密實(shí)性。普通混凝土的電通量不能滿足要求，說明它本身不夠密實(shí)。

要提高混凝土的耐久性，必須降低混凝土的孔隙率，特別是毛細(xì)管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌合用水量。要克服普通混凝土的缺點(diǎn)，可以從降低用水量和減小水泥用量兩方面考慮，具體采取以下幾種措施:1)摻入高效減水劑:在保證混凝土拌合物所需流動性的同時(shí)，盡可能降低用水量以及膠凝材料用量，降低混凝土的孔隙率，特別是毛細(xì)管孔隙率。水泥在加水?dāng)嚢韬?，會產(chǎn)生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)。在這些絮凝狀結(jié)構(gòu)中，包裹著許多拌合水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為了保持混凝土拌合物所需的工作性，就必須在拌和時(shí)相應(yīng)地增加用水量，這樣就會促使水泥石結(jié)構(gòu)中形成過多的孔隙。減水劑在減水的同時(shí)還可以產(chǎn)生一定的引氣效果，對于提高混凝土抗凍性也是非常有利的。2)摻入活性礦物摻合料:在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，一方面可以代替部分水泥，能有效降低水化熱，防止混凝土結(jié)構(gòu)物的開裂，另一方面在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成。活性礦物摻料(硅灰、磨細(xì)礦渣粉、粉煤灰等)中含有大量活性SiO2及活性Al2O3，它們能和水泥水化過程中產(chǎn)生的游離氫氧化鈣及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生二次反應(yīng)，生成強(qiáng)度更高、穩(wěn)定性更好的低堿性水化硅酸鈣，從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離氫氧化鈣的目的，有些超細(xì)礦物摻合料，其平均粒徑小于水泥顆粒的平均粒徑，能填充于水泥顆粒之間的空隙中，使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，并阻斷可能形成的滲透通路。此外，礦物摻合料還能改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。3)消除混凝土自身的結(jié)構(gòu)破壞因素:除了環(huán)境因素引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞以外，混凝土本身的一些物理化學(xué)因素，也可能引起混凝土結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞，致使混凝土失效。因此，要提高混凝土的耐久性，就必須減小或消除這些結(jié)構(gòu)破壞因素。4)保證混凝土的強(qiáng)度:盡管強(qiáng)度與耐久性是不同概念，但又密切相關(guān)，它們之間的本質(zhì)聯(lián)系是基于混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，也就是混凝土的密實(shí)程度都與水灰比這個(gè)因素直接相關(guān)。在混凝土能充分密實(shí)條件下，隨著水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的強(qiáng)度不斷提高。與此同時(shí)，隨著孔隙率降低，混凝土的抗?jié)B性提高，因而各種耐久性指標(biāo)也隨之提高。在現(xiàn)在的高性能混凝土中，除摻入高效減水劑外，還摻入了活性礦物材料，它們不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游離氫氧化鈣的含量。在大幅度提高混凝土強(qiáng)度的同時(shí)，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除內(nèi)部破壞因素的條件下，隨著混凝土強(qiáng)度的提高，其抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力也越強(qiáng)。5)原材料的選定:對膠凝材料的品種、堿含量、氯離子含量、外加劑的減水率、骨料的級配和粒形以及最大粒徑等方面，一定要予以重視，只有這樣才能為下一步的配合比設(shè)計(jì)做好鋪墊。

2 耐久性混凝土的施工質(zhì)量控制

1)混凝土的攪拌?，F(xiàn)場施工應(yīng)采用集中攪拌、集中供應(yīng)的方式，確保混凝土質(zhì)量。對骨料的含水量進(jìn)行測定并根據(jù)理論配合比調(diào)整施工配合比以及對拌和好的混凝土的坍落度、含氣量等指標(biāo)進(jìn)行測定。嚴(yán)格對原材料溫度控制。夏季施工時(shí)，由于氣溫很高，要對料場進(jìn)行降溫、遮陽、防曬處理，也可通過拌合水中加入碎冰等措施降低原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度;相反，冬季施工時(shí)，應(yīng)對原材料進(jìn)行保溫、加熱處理，以保證混凝土的入模溫度控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。2)混凝土的運(yùn)輸?；炷恋倪\(yùn)輸采用混凝土罐車運(yùn)送，在運(yùn)輸過程中，罐體以2 r/min～4 r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，以防止混凝土離析和水分過多散失，出料前以高速攪拌20 s～30 s后用中速旋轉(zhuǎn)卸料。為了避免在運(yùn)輸過程中因路線長而影響混凝土拌合物的質(zhì)量，因此在運(yùn)輸過程中采用了少裝快運(yùn)、少停留、少倒運(yùn)等方法來減少混凝土的含氣量及坍落度損失。3)混凝土的澆筑。澆筑時(shí)，應(yīng)連續(xù)、分層進(jìn)行，其厚度根據(jù)混凝土的攪拌能力、運(yùn)輸、澆筑速度、振搗能力和結(jié)構(gòu)要求等條件來決定，根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，分層厚度控制在30 cm～50 cm之間。澆筑承臺、墩身等大體積混凝土?xí)r，應(yīng)該分段、分層澆筑進(jìn)行，澆筑速度不宜過快，以免水泥水化產(chǎn)生的水化熱過度集中，致使混凝土內(nèi)外溫差太大而造成溫差裂縫。混凝土的搗固采用插入式振搗器。每一振點(diǎn)應(yīng)距模板5 cm～10 cm，插入下層混凝土內(nèi)的深度控制在5 cm～10 cm之間，且不能碰撞鋼筋;振搗器的移動距離在振搗器作用半徑1.5倍以內(nèi);振搗時(shí)間控制在20 s～30 s之間，以混凝土不再沉落，不出現(xiàn)氣泡、表面出現(xiàn)浮漿為度，不可過振、漏振。當(dāng)混凝土出現(xiàn)泌水現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)用海綿將泌出的水吸出，防止多余的水在混凝土表面形成水陷，影響混凝土的外觀質(zhì)量。4)混凝土的養(yǎng)護(hù)。澆筑完畢后，應(yīng)及時(shí)在鋼模外包裹遮陽布，并立即覆蓋混凝土暴露面，進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。當(dāng)氣溫較高時(shí)，混凝土早期養(yǎng)生采用補(bǔ)水養(yǎng)生，即對澆筑完的混凝土(包括沒有拆模的結(jié)構(gòu)物)表面包裹一層蓄水物質(zhì)(如麻袋、棉被等)，用塑料薄膜包裹封閉，在養(yǎng)護(hù)期間，需對蓄水物質(zhì)定時(shí)注水以保證持續(xù)濕潤狀態(tài)，養(yǎng)生時(shí)間不得少于14 d，并且盡可能延長養(yǎng)生時(shí)間以確?；炷猎缙谒|(zhì)量;嚴(yán)格控制混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度不低于混凝土外加劑規(guī)定的最低適用溫度，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)采取保溫措施，直至混凝土的強(qiáng)度達(dá)到臨界抗凍強(qiáng)度，并不得對混凝土灑水。

3 結(jié)語

配合比設(shè)計(jì)是確保混凝土耐久性最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，提出混凝土最大水膠比、最小膠凝材料用量限值，就是有效而可行的措施，摻加礦物摻合料和高品質(zhì)的外加劑更成為配制耐久性混凝土的必要措施。由于粉煤灰的價(jià)格遠(yuǎn)低于水泥，礦粉的價(jià)格也低于水泥，在混凝土中加入外加劑和礦物摻合料，不但使混凝土性能得到了提高，而且在一定程度上節(jié)約了成本。

[1] 鐵建設(shè)函[2005]160號，鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 鐵建設(shè)函[2005]157號，鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定[S].

[3] 趙霄龍，巴恒靜.普通強(qiáng)度高耐久性混凝土的配制技術(shù)[J].建筑技術(shù)，2004(20):35-37.

[4] 張鈺琳.影響混凝土耐久性的因素及防治措施[J].山西建筑，2009，35(19):164-165.

[5] 劉為帛.耐久性混凝土施工控制技術(shù)[J].橋梁建設(shè)，2005(16):25-27.