(內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

0 引言

混凝土材料因其具有價(jià)格低廉、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)逐漸成為土木工程施工中必須的材料，在我國(guó)道路、橋梁等結(jié)構(gòu)中應(yīng)用十分廣泛，就全球范圍而言，每年的混凝土消耗量高達(dá)45億立方米，并且混凝土的消耗量還在隨著時(shí)間的推移日漸增長(zhǎng)。但是由于對(duì)混凝土耐久性的認(rèn)知程度不足，因混凝土耐久性不良造成建筑坍塌的事故常有發(fā)生，因此本文將從混凝土耐久性的定義入手，探究不同原材料對(duì)混凝土耐久性的影響，希望對(duì)我國(guó)混凝土耐久性研究有所參考。

1 混凝土耐久性的定義

混凝土耐久性指的是混凝土自身對(duì)外界環(huán)境的防御能力，混凝土長(zhǎng)時(shí)間保障自身的良好性能和完整性，進(jìn)而保障以混凝土為主體材料的建筑自身結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生影響的因素較多，從大體上而言可以分成外在因素和內(nèi)在因素兩個(gè)部分。外在因素主要指的是混凝土結(jié)構(gòu)周邊環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的影響，例如：溫差變化、風(fēng)化作用、磨損、擠壓、化學(xué)介質(zhì)侵蝕等等，不同環(huán)境對(duì)混凝土的影響存有很大差異，外在因素對(duì)混凝土耐久性的影響程度與混凝土內(nèi)在因素聯(lián)系密切。內(nèi)在因素主要是指，混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)外界環(huán)境的抵御能力，內(nèi)在影響因素主要由混凝土結(jié)構(gòu)的形狀、構(gòu)造形式、水泥和集料的種類(lèi)、外加劑的種類(lèi)、鋼筋的質(zhì)量、鋼筋的半徑、混凝土水灰比、混凝土施工方式等等多種因素共同決定的?；炷恋哪途眯跃唧w包含抗?jié)B、抗凍、抗熱、抗腐蝕、碳化等性能，雖然對(duì)混凝土的耐久性影響因素多種多樣，但是其中混凝土的密度是其中最為關(guān)鍵的因素，之后才是材料的形式和施工養(yǎng)護(hù)的手段。

2 不同原材料對(duì)混凝土耐久性的影響

2.1 水泥對(duì)混凝土耐久性的影響

混凝土是一種混合型材料，水泥在其中發(fā)揮著膠凝的作用，混凝土自身的強(qiáng)度和性能是經(jīng)過(guò)水泥漿的凝結(jié)和硬化之后決定的。水泥一旦受到侵蝕，則混凝土的性能就無(wú)從談起了，水泥由于其構(gòu)成礦物的不同，不同種類(lèi)的水泥其對(duì)更種腐蝕介質(zhì)的耐腐性也不盡相同，因此使用人員如何選用正確型號(hào)和材料的水平對(duì)保障工程耐久性、降低施工成本具有顯著的意義。水泥按照不同的用途可以分成以下三種：通用水泥、專(zhuān)用水泥和特殊水泥，下面將簡(jiǎn)要介紹這三種水泥和混凝土耐久性的關(guān)系。

硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥是指將生料進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐浔戎?，通過(guò)加熱的方式讓其部分溶解的到以硅酸鹽為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，在加入適當(dāng)?shù)氖?，?jīng)過(guò)研磨工藝成為水硬性凝膠材料，即硅酸鹽水泥。桂酸鹽水泥具有標(biāo)號(hào)高、凝結(jié)速度快、水化熱高、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。因?yàn)楣杷猁}水泥中含有大量的碳酸鈣，因此在水化的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的氫氧化鈣，因此水泥石的呈現(xiàn)弱堿性，因此硅酸鹽水泥在液態(tài)是容易發(fā)生溶出型腐蝕和硫酸鹽膨脹型腐蝕，但是由于其呈現(xiàn)弱堿性，因此其耐堿性?xún)?yōu)異，在氣態(tài)狀態(tài)下，該種水泥的中性化速度要顯著的低于其他類(lèi)型的水泥，因此硅酸鹽水泥能夠?qū)︿摻顔⒌絻?yōu)異的保護(hù)作用。

普通硅酸鹽水泥又被稱(chēng)之為普通水泥。其主要形成方式是在硅酸鹽水泥中加入占比小于百分之十五的參合料，普通水泥的性能同硅酸鹽水泥相同，但是由于摻合料和加工工序的不同，使得其在水化的過(guò)程中僅能產(chǎn)生少量的氫氧化鈣，這就使得其抗軟水和抗鹽酸腐蝕的能力較弱。

礦渣硅酸鹽水泥，礦渣硅酸鹽水泥又被稱(chēng)之為礦渣水泥，其中主要構(gòu)成材料為硅酸鹽水泥熟料、礦渣和石膏，經(jīng)過(guò)研磨工序而形成的水硬性凝膠材料。礦渣硅酸鹽水泥中硅酸鹽水泥熟料占比角度，活性混合材料占比較高。礦渣硅酸鹽水泥在水化的過(guò)程中可以大體劃分成兩種水化反應(yīng)，水化反應(yīng)第一階段，硅酸鹽水泥熟料進(jìn)行水化產(chǎn)生大量的強(qiáng)氧化鈣，水化反應(yīng)第二階段，經(jīng)由硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)生的氫氧化鈣和摻料中的石膏作為催化劑和反應(yīng)劑同礦渣中的活性氧化硅發(fā)生化學(xué)應(yīng)，促進(jìn)活性氧化硅發(fā)生二次水化反應(yīng)，進(jìn)而生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣、水化硫鋁酸鈣。

礦渣硅酸鹽水泥水化反應(yīng)生成的碳酸氫鈣數(shù)量較少，并且在二次反應(yīng)的過(guò)程中又會(huì)消耗一部分，所以與普通硅酸鹽水泥相比，礦渣硅酸鹽水泥雖然具有良好的耐硫酸鹽和耐氯酸鹽的能力，但是其耐堿性較大，在加上礦渣硅酸鹽中的混合材料占比較大，并且在研磨的過(guò)程中礦渣存由尖銳的菱角，所以礦渣硅酸鹽需求的水分較大，但其存水能力較差，沁水性較大，一旦在施工過(guò)程中養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量不達(dá)標(biāo)很容易產(chǎn)生裂縫，并且礦渣硅酸鹽在硬化的過(guò)程中會(huì)析出較多的水分，進(jìn)而導(dǎo)致水泥內(nèi)部形成毛細(xì)通路，影響到水泥自身的密實(shí)程度。這就導(dǎo)致了礦渣硅酸鹽水泥的抗?jié)B能力和抗東能力較弱，在外部溫差變化明顯和干濕交替明顯的環(huán)境中其各項(xiàng)性能都要若與普通硅酸鹽水泥，進(jìn)而導(dǎo)致其對(duì)鋼筋的保護(hù)力度較弱，因此在土建工程施工的過(guò)程中的上部結(jié)構(gòu)施工應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎的選用礦渣硅酸鹽水泥。

2.2 骨料對(duì)混凝土耐久性的影響

骨料又被稱(chēng)之為集料，在混凝土的配比中占有主要地位，其配比量高達(dá)百分之八十以上，所以說(shuō)骨料的耐腐蝕性和表層性能對(duì)混凝土的耐久性影響巨大，就我國(guó)當(dāng)前情形來(lái)看，骨料的選用一直沒(méi)有達(dá)成統(tǒng)一的觀念，部分研究人員認(rèn)為應(yīng)當(dāng)選用耐腐蝕性的骨料，這主要是因?yàn)楣橇系母g會(huì)導(dǎo)致混凝土的大面積腐蝕，骨料的混凝土的主體結(jié)構(gòu)，一旦骨料受損就會(huì)導(dǎo)致混凝土整體結(jié)構(gòu)的崩塌。另外一部分研究人員則持懷疑態(tài)度，認(rèn)為在骨料的選擇上不一定要選用耐腐性的骨料，因此選用耐腐蝕性的骨料后，腐蝕性介質(zhì)將會(huì)集中作用于水泥上，使得腐蝕作用向著深部發(fā)展。從整體的腐蝕性介質(zhì)來(lái)看，大面積的腐蝕將會(huì)比局部的腐蝕更為有利，對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響較少。骨料和水泥是接觸的界面狀態(tài)會(huì)與混凝土的耐腐蝕性產(chǎn)生影響，碳酸鹽集料中的主要材料和水泥石中的水化硅酸鹽的晶體參數(shù)基本相近，因此碳酸鹽集料能與水泥石緊密接觸，縫隙較小。因此在集料的選擇上應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)膮⑷胩妓猁}骨料。

從經(jīng)濟(jì)可行性角度來(lái)看，在集料的選擇上硅質(zhì)類(lèi)骨料的價(jià)格相比碳酸鹽集料價(jià)格要高，為了探究在腐蝕條件下，骨料品種對(duì)混凝土耐久性的影響，研究人員曾經(jīng)做過(guò)對(duì)比試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果如下所示：

骨料品種對(duì)混凝土耐久性的影響

3 結(jié)語(yǔ)

總而言是，混凝土中所采用集料，應(yīng)當(dāng)盡量選用密度較高的花崗巖、石英石、石灰石、白云石等提升混凝土骨料的耐腐蝕性，在進(jìn)行不混凝土配比時(shí)對(duì)于混凝土用水時(shí)由于海水中含有大量的氯離子，會(huì)對(duì)鋼筋造成一定的損傷，因此海砂不應(yīng)作為混凝土的主體材料，如果必要情況下，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行脫鹽處理在進(jìn)行混凝土的配比。在實(shí)際的使用過(guò)程中，混凝土中應(yīng)參入適當(dāng)?shù)墓璺酆脱心コ潭容^高的礦渣粉進(jìn)而提升或凝土的抗?jié)B性、抗凍性和耐腐蝕性進(jìn)而提升混凝土材料整體的耐久性。

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