唐小平（四川電力建設(shè)三公司，四川　內(nèi)江　641005）

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基于提高混凝土耐久性探究

唐小平（四川電力建設(shè)三公司，四川內(nèi)江641005）

混凝土是建筑工程當(dāng)中一個(gè)非常重要的材料，混凝土的耐久性將會(huì)直接影響到工程建筑在投入使用以后的安全程度與穩(wěn)定程度，混凝土的耐久性將會(huì)受到諸多因素的干擾，本文首先探討了增強(qiáng)混凝土耐久性的設(shè)計(jì)原則及其影響因素，并提出了提高混凝土耐久性的改善措施。

提高；混凝土；耐久性；探究

1　引言

長(zhǎng)久以來(lái)，人們都知道混凝土是一種耐久性非常好的建筑材料，但是卻忽視了混凝土的耐久性問(wèn)題，使得混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的發(fā)展比較落后，并且為此付出了非常大的代價(jià)。即使在很多國(guó)家的設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中都已經(jīng)規(guī)定了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性規(guī)定，然而，該宗旨并沒(méi)有很好的表現(xiàn)在具體的設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)中，導(dǎo)致在過(guò)去乃至當(dāng)今的工程設(shè)計(jì)當(dāng)中普遍存在注重強(qiáng)度設(shè)計(jì)卻忽略耐久度設(shè)計(jì)的狀況。針對(duì)影響混凝土耐久性的因素進(jìn)行限制，對(duì)于提升工程質(zhì)量具有指導(dǎo)性的意義。

2　混凝土耐久性的基本要求

（1）提升混凝土本身的耐久性是改善混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的條件與基礎(chǔ)?；炷恋哪途眯灾攸c(diǎn)是決定于混凝土的材料構(gòu)成，在這當(dāng)中水灰比、強(qiáng)度等級(jí)以及水泥用量等都會(huì)對(duì)耐久度有著比較大的影響。2004年出臺(tái)的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》在總則當(dāng)中有增強(qiáng)耐久度的設(shè)計(jì)要求，明確規(guī)定了在不同的使用條件下，結(jié)構(gòu)混凝土的基本規(guī)定，對(duì)于影響混凝土耐久性的最小水泥用量，最低強(qiáng)度等級(jí)、最大水灰比、最大氯離子含量以及堿含量給出了限制要求，并要求應(yīng)該結(jié)合所在環(huán)境開(kāi)展耐久性的設(shè)計(jì)。

（2）除去選取級(jí)配良好的集料以及在施工過(guò)程當(dāng)中確保水泥充分水化以及混凝土充分搗實(shí)之外，水灰比同樣也是影響混凝土密實(shí)度的重要因素。為了確?；炷辆邆涑渥愕哪途眯?，控制好水泥用量也是非常關(guān)鍵的。因?yàn)閱挝凰嘤昧勘容^高的混凝土，混凝土拌合物是均勻的，可以降低混凝土搗實(shí)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的局部缺陷?；炷恋挚箖鋈诘乃礁暮瑲饬坑芯o密關(guān)聯(lián)。所以，具有抗凍規(guī)定的混凝土需要加入適量的引氣劑。

3　混凝土耐久性設(shè)計(jì)原則

混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性取決于混凝土材料本身的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)的使用條件，跟結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)管理緊密相連。結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究成果與工程經(jīng)驗(yàn)，通常是從下面三個(gè)方面來(lái)改善混凝土的耐久性：

（1）采取高耐久性的混凝土，強(qiáng)化混凝土的密實(shí)度，提升混凝土本身的抗破壞能力。

（2）改進(jìn)排水與防水設(shè)計(jì)，改進(jìn)混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境條件。

（3）改善混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中包含增加混凝土的保護(hù)層厚度；加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋，避免控制裂縫的發(fā)展；采取具備防腐效果的鋼筋，比如環(huán)氧涂層鋼筋、無(wú)粘結(jié)應(yīng)力鋼筋等。

4　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性影響因素

4.1混凝土的碳化

混凝土的碳化指的是空氣當(dāng)中的CO2氣體滲入到混凝土的內(nèi)部當(dāng)中，跟水泥當(dāng)中的堿性物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使得混凝土的機(jī)能下降，堿度降低的反應(yīng)過(guò)程，又被稱作是混凝土的中性化?；炷恋奶蓟瘜?duì)于混凝土自身并沒(méi)有什么破壞作用，甚至能夠在某些程度上提升混凝土的耐久性。它對(duì)鋼筋混凝土的危害重點(diǎn)是破壞了鋼筋外表對(duì)于鋼筋具備保護(hù)效果的致密鈍化膜，降低了鈍化膜對(duì)于鋼筋的保護(hù)作用，加快鋼筋銹蝕的過(guò)程，最后導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂與破壞。除此之外，混凝土的碳化將會(huì)加快混凝土的收縮變形，導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。

4.2凍融破壞

混凝土的重點(diǎn)材料就是水泥砂漿以及粗骨料，這也決定了其結(jié)構(gòu)的毛細(xì)孔多孔體的特點(diǎn)。在混凝土的水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后，其余的水量游離在混凝土內(nèi)部的毛細(xì)孔當(dāng)中；此外，水泥的水化反應(yīng)也將會(huì)在混凝土的內(nèi)部形成占有一定體積的膠凝孔。在低溫條件下，混凝土當(dāng)中的游離水極易產(chǎn)生凍結(jié)，導(dǎo)致體積增加，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生凍脹破壞；除此之外，混凝土結(jié)構(gòu)處在飽水狀態(tài)的時(shí)候，膠凝孔當(dāng)中還沒(méi)有凍結(jié)的水分將會(huì)向毛細(xì)孔方向滲透，使得內(nèi)部毛細(xì)孔膨脹，與此同時(shí)，毛細(xì)孔之間的滲透梯度還會(huì)導(dǎo)致滲透壓力的產(chǎn)生。如果膨脹與滲透的共同作用到達(dá)或者超過(guò)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生剝落、開(kāi)裂與破壞，反復(fù)的孔融循環(huán)將會(huì)加劇結(jié)構(gòu)的失效過(guò)程。

4.3堿骨料反應(yīng)

堿-骨料反應(yīng)通常指的是水泥的堿與骨料當(dāng)中的活性硅產(chǎn)生反應(yīng)，生成堿-硅酸鹽凝膠，并且吸收水分產(chǎn)生膨脹壓力，引起混凝土的開(kāi)裂。堿-骨料反應(yīng)所產(chǎn)生的對(duì)于混凝土的破壞程度，比其他耐久性的發(fā)展更為迅速，后果也更加嚴(yán)重。堿-骨料反應(yīng)如果發(fā)生了，將會(huì)是難以控制的，通常不到兩年就會(huì)使得結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的開(kāi)裂，因此，有的時(shí)候也稱堿-骨料反應(yīng)是混凝土結(jié)構(gòu)的“癌癥”。

5　提高混凝土耐久性改善措施

5.1增強(qiáng)抗碳化能力

提升混凝土結(jié)構(gòu)抵抗碳化能力最為簡(jiǎn)單而有效的方法就是增加鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度。除此之外，改進(jìn)混凝土的配合比，比如減少水灰比、加大水泥用量、添加減水劑等可以有效的降低混凝土的碳化速度。通過(guò)采取隔離或者減緩二氧化碳在混凝土當(dāng)中滲透的手段也可以在一定程度上加大混凝土抵抗碳化的水平。

5.2防止混凝土凍融破壞

抗凍性指的是混凝土在吸水飽和之后，抵抗外界反復(fù)凍融的過(guò)程，混凝土結(jié)構(gòu)不會(huì)受到破壞的性能?？箖鲂缘挠绊懸蛩乇容^多，比如成分的構(gòu)成狀況、配合比、養(yǎng)護(hù)的溫度濕度以及孔隙率等等。因?yàn)闈B透壓力的存在，導(dǎo)致混凝土當(dāng)中的裂紋發(fā)展，在反復(fù)的凍融循環(huán)當(dāng)中，裂紋發(fā)展為連通的裂縫，降低了混凝土的強(qiáng)度。因此，引起凍融反應(yīng)的因素有以下幾個(gè)：①外界溫度的正負(fù)溫度變化，將會(huì)直接引起混凝土的空隙率加大，破壞混凝土的抗凍性；②混凝土的飽水情況下，使得混凝土脹裂與崩裂。從該兩方面能夠看到，避免混凝土不受到凍融破壞，需要降低混凝土的開(kāi)口孔隙率，利用吸水率比較低的材料，調(diào)整好混凝土的配合比，改進(jìn)養(yǎng)護(hù)條件，提升密實(shí)度；在添加礦物外加劑的時(shí)候，引氣劑應(yīng)該控制在大約5%；要調(diào)整好排水通道，防止水分跟混凝土的大面積接觸，降低吸水環(huán)節(jié)；添加高效的減水劑，添加眾多微小的完整氣泡，能夠提升混凝土的抗凍性，而且不會(huì)影響到混凝土的強(qiáng)度。

5.3加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的防水設(shè)計(jì)

混凝土結(jié)構(gòu)的防水層具備非常重要的防護(hù)作用，一定要經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)和施工。比如，橋面的鋪裝層需要采取密實(shí)度比較好的C30以上等級(jí)的混凝土，混凝土的鋪裝層當(dāng)中需要布設(shè)鋼筋網(wǎng)，避免混凝土開(kāi)裂。采取復(fù)合纖維混凝土，在混凝土當(dāng)中添加水泥基滲透結(jié)晶材料，都可以收到比較好的防水作用。橋面鋪裝層頂面需要設(shè)立防水層，尤其是連續(xù)梁或者懸臂梁的負(fù)彎矩段更加需要非常注重防水層的設(shè)計(jì)。強(qiáng)化泄水管的設(shè)計(jì)，應(yīng)該尤其注意泄水管周圍的構(gòu)造細(xì)節(jié)處理。強(qiáng)化伸縮縫位置處的排水設(shè)計(jì)，避免水分從伸縮縫滲進(jìn)梁中。

5.4提高混凝土抗堿-骨料反應(yīng)

堿-骨料反應(yīng)是膠凝材料當(dāng)中的堿性物質(zhì)跟骨料當(dāng)中的活性二氧化碳產(chǎn)生反應(yīng)，歷經(jīng)多年的反應(yīng)之后，進(jìn)而生成堿硅酸凝膠體，跟水分接觸之后，產(chǎn)生了膨脹物，使得混凝土發(fā)生變形破壞，這是混凝土的癌癥，如果發(fā)生了是無(wú)法補(bǔ)救的。因此，應(yīng)該采取以下措施來(lái)防止該情況的發(fā)生：①增加摻合料，減少砂石當(dāng)中的二氧化硅；②減少原料當(dāng)中游離石灰的含量，降低材料的孔隙；③嚴(yán)格約束外加劑當(dāng)中的堿性物質(zhì)；④限制跟水分的接觸，減少膨脹物的產(chǎn)生；⑤當(dāng)使用的水灰比低于0.38的時(shí)候，可以減緩堿-骨料發(fā)生的速度。

5.5提高混凝土抗?jié)B性

抗?jié)B性指的是在不相同的壓力作用下，流體經(jīng)過(guò)其內(nèi)部的難易程度?；炷潦墙?jīng)過(guò)水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生眾多的晶體與膠體而形成的復(fù)合材料，該材料的當(dāng)中含有膠孔以及水分蒸發(fā)的毛細(xì)孔與空洞，三者之間如果相互連通，會(huì)形成連續(xù)狀，將會(huì)導(dǎo)致多孔材料的抗?jié)B性能降低。經(jīng)過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，引起混凝土抗?jié)B性的因素是水等化學(xué)侵蝕物質(zhì)與孔隙，化學(xué)侵蝕物質(zhì)利用孔隙的滲透作用，進(jìn)入混凝土的內(nèi)部，進(jìn)而對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致水泥石跟鋼筋的連接界面產(chǎn)生破壞，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的耐久性降低。

5.6加強(qiáng)施工管理

依據(jù)規(guī)定的配合比，制備工作性能優(yōu)質(zhì)的混凝土，嚴(yán)格控制施工當(dāng)中的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗以及養(yǎng)護(hù)，因?yàn)榛炷恋挠盟可?，切不能由于失水而影響其?qiáng)度，及時(shí)利用塑料布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)覆蓋。為了減少裂紋的發(fā)生，降低混凝土的內(nèi)外溫度差，避免表面溫度因?yàn)榄h(huán)境影響而產(chǎn)生各種變形，比如體積收縮、溫度收縮等。在拆模之后，今早開(kāi)展養(yǎng)護(hù)，可以采取灑水、澆水等措施?；炷猎陴B(yǎng)護(hù)當(dāng)中，應(yīng)該對(duì)其內(nèi)外溫度開(kāi)展監(jiān)測(cè)并進(jìn)行詳細(xì)的記錄，結(jié)合養(yǎng)護(hù)制度，確定崗位責(zé)任制。

6　結(jié)語(yǔ)

自從混凝土誕生以來(lái)，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)在不斷提升，越來(lái)越多的國(guó)家利用高強(qiáng)度混凝土，但是在使用過(guò)程當(dāng)中也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，比如混凝土的耐久性?；炷恋哪途眯允且粋€(gè)牽涉到材料、設(shè)計(jì)、環(huán)境以及施工等多種因素的復(fù)雜問(wèn)題，要想解決好這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該開(kāi)展多方面的工作。從原材料以及外加劑的選取，綜合工程的具體狀況選取配合設(shè)計(jì)比，利用適當(dāng)?shù)墓に噷?duì)其進(jìn)行管理與維護(hù)，只有這樣才可以確保與提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

［1］陳福明.影響水泥強(qiáng)度檢測(cè)準(zhǔn)確性的因素及對(duì)策［J］.科技信息，2007 （06）.

［2］陳改新.混凝土耐久性的研究、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2009（02）.

［3］章永龍.淺析影響混凝土耐久性的因素及其防治措施［J］.商情（教育經(jīng)濟(jì)研究），2008（06）.

唐小平（1971-），女，漢族，高級(jí)工程師，本科學(xué)士，主要從事火電廠建筑施工技術(shù)和管理及土建檢測(cè)、各種性能混凝土配制等工作。

TU528

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2095-2066（2016）19-0172-02

2016-6-20