小议影响混凝土结构耐久性的因素及改善措施.doc

1、1小议影响混凝土结构耐久性的因素及改善措施摘要：介绍了混凝土结构的耐久性的概念，从常见的混凝土耐久性破坏如冻融破坏、渗透破坏、碱骨料反应、混凝土的碳化和化学侵蚀这五个方面对混凝土结构发生耐久性失效的原因及影响因素进行简单分析和介绍，并提出了提高混凝土结构耐久性的措施。 关键词：混凝土结构 耐久性 破坏 措施 0 引言 长期以来，混凝土始终是建筑施工中常用的建材之一。随着建筑界施工技术的进步和工艺流程的改进，混凝土强度不断提高。在发达国家，60MPa100MPa 的高强混凝土已广泛应用于建筑施工中。众多工程实例表明，混凝土强度的破坏已不再是引发混凝土结构病害的主导因素，根本原因在于结构耐久性差所

2、造成的。现阶段，建筑界对混凝土性能尤其是耐久性的认知程度不断深化，特别是某些大中型建筑物，在设计阶段就高度重视混凝土耐久性的研究。 1 混凝土耐久性的概念 混凝土结构耐久性是混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下（指物理作用或化学作用） ，保持其自身工作能力的性能。混凝土结构在服务年限内是否稳定可靠，在很大程度上取决于其耐久性能否达到设计要求。可见，耐久性是保证混凝土构件在服务年限内可以正常使用的一项基本性能。 22 混凝土结构耐久性问题的分析 2.1 混凝土冻融破坏 混凝土冻融破坏是指混凝土在饱水或潮湿的状态下，由于环境中温度的正负变化，导致混凝土内部松弛产生疲劳应力，反复的冻

3、融循环造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。 引起冻融破坏的因素大致包括以下几点：水灰比：水灰比越大，使凝土孔隙率越大，导致混凝土的吸水率增大，最终导致混凝土结构冻融破坏严重。孔结构和孔隙特征：连通毛细孔易吸水饱和，使混凝土冻害严重。饱水度：若混凝土的孔隙非完全吸水饱和，冰冻过程产生的压力促使水分向孔隙处迁移，从而降低冰冻膨胀应力，对混凝土破坏作用就小。混凝土自身强度：在相同的冰冻破坏应力作用下，混凝土强度越低，冻害程度就越高4。 2.2 混凝土渗透破坏 混凝土结构的渗透破坏是指气体、液体或者离子等有害介质在混凝土中渗透、扩散或迁移，最终导致混凝土结构受到破坏。混凝土结构发生渗透破坏后，如补救

4、不及时就可能影响混凝土结构的耐久性。影响混凝土渗透性的因素主要包括以下几点：混凝土的水灰比会影响混凝土孔隙的大小和数量，进而直接影响混凝土结构的密实性。水灰比越小，混凝土越密实，其抗渗性越好，反之亦然。由于骨料和水泥浆的界面处易产生裂隙和较大骨料下方易形成孔穴，因此在水灰比相同时，混凝土骨料的最大粒径越大，其抗渗性能越差。蒸汽养护的混凝土，其抗渗性较潮湿养护的混凝土要差。水泥的品种、性质也影响混凝土的抗渗性能。 2.3 碱骨料反应 混凝土中的碱与混凝土中的活性骨料发生反应，生3成膨胀性物质，导致混凝土发生膨胀破坏，称为碱骨料反应。碱骨料反应一旦发生很难阻止，更不易修补和挽救，被称为混凝土的“癌

5、症” 。从其发生的条件出发，分析该种破坏的影响因素主要是：活性骨料：引起混凝土碱骨料反应的主要因素是混凝土中含有碱活性的骨料。活性掺合料：掺用活性掺合料对碱骨料反应有明显的抑制效果。水分：碱骨料反应要有水分，如果没有水分，反应就会大为减少乃至完全停止。因此，要防止外界水分渗入混凝土结构中以减轻碱骨料反应的危害。 2.4 混凝土的碳化 混凝土的碳化作用是指空气中的二氧化碳气体渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应生成碳酸钙和水，使混凝土碱度降低的过程，这一过程又称混凝土的中性化。影响混凝土碳化的因素有很多，但概括其主要因素有两方面，一方面是材料因素，另一方面是环境条件因素。材料方面：不同型号、规

6、格的水泥，其混合材量、外加剂、生料化学成分以及矿物组成都有明显的差异，因此水泥的活性和混凝土的碱度也不尽相同，对混凝土抗碳化性能也有显著的影响。通常水泥所含熟料越多，混凝土抗碳化的能力越好。不同的骨料品种和粒径级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响混凝土的密实性。其材质致密坚实，级配好的骨料混凝土，其碳化的速度较慢。水灰比的角度，在水泥用量一定的条件下，增大水灰比，其混凝土的孔隙率增加，密实度降低，渗透性增大，空气中的水分及有害物质较多的侵入混凝土内部，加快混凝土的碳化。环境条件：温度对混凝土碳化表现在当温度下降较大时，混凝土表面收缩产生拉力，一旦超过混凝土的抗拉强度，使得混凝土表面开裂，

7、为二氧化碳和水分渗入创造条件，加速混凝土碳化；4另外，温度高时，二氧化碳在空气中的扩散系数较大，为其余氢氧化钙反应提供了有利条件，阳光的照射加速了其反应的碳化速度。另外，影响混凝土碳化程度的因素还有养护方法和龄期，混凝土强度，相对湿度，CO2 浓度等等。 2.5 化学侵蚀 一些侵蚀性介质，比如酸、碱、硫酸盐、压力动水等，侵入混凝土，可能会造成混凝土的化学腐蚀。化学腐蚀主要有三类，分别为溶出性侵蚀、溶解性侵蚀和膨胀性侵蚀。溶出性侵蚀：有的混凝土抗渗性能差，密实度低，在一定压力的流动水中，水化产物 Ca（OH）2会持续溶出，并逐渐流失，这会严重破坏水化硅酸钙、水化铝酸钙的稳定性，进而影响混凝土强度

8、的形成。溶解性侵蚀：酸、碱侵蚀是溶解性侵蚀的两个特征。在环境水的 PH 值低于 6.5 的条件下会发生酸侵蚀；水泥水化时会生成碱性物质，因此混凝土中呈碱性，在碱浓度低于 15%、温度达不到 50的条件下，混凝土结构碱腐蚀现象不明显，但若是高浓度的碱溶液或熔融状碱，结构发生碱腐蚀的作用就十分明显。膨胀性侵蚀：硫酸盐和混凝土的水化产物产生化学反应，使混凝土膨胀，属典型的膨胀性侵蚀。 3 提高混凝土耐久性的措施 3.1 提高混凝土抗碳化能力 碳化会降低混凝土碱度，使钢筋脱钝、锈蚀，破坏混凝土结构的耐久性。为提高混凝土质量，应尽量防止或延缓混凝土碳化。增加保护层厚度无疑是最直观、最有效的方法。混凝土配

9、合比也是影响混凝土碳化速率的主要因素。适当降低水灰比，保证水泥用量充足，掺加适量减水剂，都是延缓混凝土碳化速率的有效方式。5此外，提高混凝土密实性、增强抗渗性、对混凝土采用覆盖面层等措施，可延缓或阻止 CO2 向混凝土内部渗透的速度，从而增强混凝土抵御碳化的能力。 3.2 防止混凝土的冻融破坏 我国北方寒冷地区的混凝土结构常出现冻融现象。可通过降低水灰比、应用引气技术来避免冻融病害发生。引入空气微泡会影响混凝土强度的形成，因此要慎用引气技术。3.3 预防侵蚀性介质的腐蚀 侵蚀性介质氯盐对混凝土结构的影响最严重。施工中可通过限制水灰比，保证最低水泥用量以确保碱度，掺入适量硅灰、粉煤灰和磨细矿渣等

10、优质掺和料等措施来改善混凝土抗氯离子渗透性能。 3.4 必需的保护层厚度 设置保护层能够防止钢筋锈蚀。增加混凝土保护层厚度能够延缓腐蚀因子向钢筋表面渗透的时间，增强钢筋的抗锈蚀能力。在施工阶段，必须用细石混凝土或水泥砂浆制作钢筋垫块，严禁使用短钢筋作为垫块。 3.5 原材料控制 首先要保证原材料配比符合设计要求。进场的原材料先登记送检；堆置集料场地必须经硬化、分仓后再堆置；根据设计要求，粗集料一律分级计量、采购及储运，标明集料的检验状态；胶凝材料和外加剂储存罐要用棉被包裹并搭设遮阳篷妥善存放。集料一律先筛洗再使用，以减少集料的含泥量，优化集料级配。集料要用钢结构雨棚覆盖保护，以平衡集料温度及含

11、水量。 4 结论 混凝土结构的密实度是影响其耐久性的主要因素。高性能混凝土所6采用低水灰比及各种掺合料，以降低混凝土中水泥石结构致密、骨料颗粒与基体界面的孔隙率，提高混合料的粘结性能和抗渗性能。施工中，要严格控制水灰比，根据设计要求掺加适量的掺合料，就能有效改善混凝土构件的耐久性，以适应不同环境下的使用需求。在工程实践中，高性能混凝土正是基于其良好的耐久性才被广泛应用在各类混凝土结构设计中。高性能混凝土才是混凝土材料发展的首选方向。 参考文献： 1温伟标.混凝土耐久性的问题及提高措施J.中国科技信息，1997，5（9）：64-65. 2卢静，陈涛.试论混凝土耐久性的影响因素相关问题J.科技资讯，2001，14（17）：8-11. 3孙健，马世孝.浅议钢筋混凝土耐久性的影响因素及改进措施J.科技致富向导，2002，7（16）：71-72. 4闫?烨.影响钢筋混凝土耐久性的因素及改进措施J.科技情报开发与经济，2004，12（06）：99-101. 5邓勇.浅谈影响混凝土耐久性的主要成因及处理意见J.黑龙江科技信息，2001，16（11）：47-48.