浅析的混凝土耐久性
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【摘要】 水泥混凝土以其原材料易得、易浇注成型、适应性强、性能价格比高、综合能耗低等优点而成为工程应用最广泛、用量最大的建筑材料。混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。随着大型或超大型构筑物增多，这些建筑物投资大，施工难度高，一旦出现质量事故，后果将不堪设想。因此，研究混凝土在外部环境的作用下，保持其使用的耐久性具有重要的现实意义。
【关键词】混凝土 耐久性冻融破坏碱—集料反应
中图分类号：TU528文献标识码： A
1.影响混凝土耐久性的主要因素
经调查分析，由于混凝土耐久性不足导致结构遭到破坏的主要因素忧：钢筋锈蚀作用、碱-集料反应、酸腐蚀作用、冻融循环作用、磨耗和水冲磨等机械破坏作用等。在工程实践中分析发现，常常是两个或两个以上的破坏因素共同作用造成的而非单一因素造成的，由此可以得出混凝土耐久性问题是一个综合性问题。我们在日常施工中只有对可能发生的各种潜在破坏因素采取综合预防措施，才能减少和避免灾害发生。
1.1 钢筋生锈腐蚀
钢筋在外部环境的作用下发生化学反应，慢慢生成氢氧化铁等，其体积比原材质增大2～4倍，造成混凝土顺筋涨裂，不仅使钢筋与混凝土之间粘结破坏，而且成为腐蚀性物质渗入钢筋的通道，加速钢筋腐蚀，进一步侵蚀混凝土。氯离子对钢筋表面钝化膜有很强的破坏作用，当混凝土中氯含量超标时，钢筋会锈蚀，而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件。因此，若混凝土开裂，造成水和氧的渗入通道，形成恶性循环加速钢筋锈蚀，混凝土保护层脱落，最终使混凝土构件失去原有的功能。
1.2 混凝土的冻融破坏
混凝土水化结硬后，内部有很多孔隙，非结晶水滞留在这些孔隙中。在寒冷地区，由于低温时混凝土孔隙中的水冻结成冰后产生体积膨胀，引起混凝土结构内部损伤。在多次冻融作用下，混凝土结构内部损伤逐渐积累达到一定程度而引起宏观的破坏。在破坏前期是混凝土强度和弹性模量降低，接着是混凝土由表及里的剥落。
1.3 混凝土的碱—集料反应
混凝土碱—集料反应是指混凝土微孔中来自水泥、外加剂等的可溶性碱溶液和集料中某些活性成分之间的反应。发生碱—集料反应后，会在界面生成可吸水肿胀的凝胶或体积膨胀的晶体，使混凝土产生膨胀，严重时会发生开裂破坏。碱溶液还会浸入集料在破碎加工时产生的裂缝中发生反应，使集料受肿胀作用而破坏。
1.4化学侵蚀作用
当混凝土结构处在侵蚀性介质作用的环境时会引起混凝土发生一系列化学、物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严重的使混凝土强度降低以致破坏，常见的主要化学侵蚀介质分为以下几类：
（1）淡水侵蚀。淡水的冲刷会溶解混凝土的组分，使混凝土空隙增加，密实度降低，从而进一步造成混凝土的破坏。因此淡水的冲刷会对水工建筑有一定的破坏。
（2）一般酸性水腐蚀。当水中有一些酸类时，混凝土就受到溶淅和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速，这类侵蚀常发生在化工厂。
（3）碳酸腐蚀。在碳酸溶淅混凝土的同时，会破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，进而影响混凝土的致密度，造成对混凝土的侵蚀。
（4）海水腐蚀。海水中由于存在多种离子，侵蚀形式较为复杂，但主要是由于镁盐使混凝土的结构组分分解，同时由于硫酸盐作用会造成对混凝土的破坏，而氧化镁沉淀会堵塞混凝土的孔隙，会使海水作用有所缓和。
2 提高混凝土耐久性的措施
2.1 抗硫酸盐腐蚀
当混凝土结构处在有侵入介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学、物理及物化变化，而逐步受到侵蚀，防止硫酸盐腐蚀的最基本作法是控制水灰比，并适当增加水泥用量，因为水灰比是决定混凝土渗透性的重要因素，如果硫酸盐腐蚀非常严重，降低水灰比采用V型水泥也不能起良好的保护作用，可采用掺混合料的水泥。如掺入含有活性硅较多的天然火山灰的水泥；掺入粉煤灰的水泥；掺入高炉不淬矿渣的水泥以及掺入硅粉的水泥。如果有现成的石膏矿渣水泥，也可以考虑作为代用品。
2.2 抗磨损
一般来说，混凝土的抗压强度愈高，抗磨性能愈好。低水灰比的高强混凝土是提高密实的耐磨混凝土，表面混凝土致密是提高耐磨性的必要条件，施工时，应该多次压抹，搓平混凝土表面。在有泌水的情况下，必须推持表面修整的时间，让水分充分蒸发，并在混凝土终凝前充分压抹搓平混凝土表面。此外，还可以通过在表面掺加高硬度集料增强耐磨性。
2.3 抗碱一集料反应
发生混凝土碱一集料反应的条件有三个：(1)水泥中的碱含量超过水泥总量的0．6％；(2)集料中活性集料含量超过l％；(3)混凝土处于潮湿环境。
以上三个条件全部满足时，才会发生碱一集料反应。因此，对这种反应应有针对性地加以控制。
1）控制集料中的活性二氧化硅含量，将活性二氧化硅颗料存在的地方设想为一个局部膨胀中心，用以描述碱一集料反应，如果活性颗粒的数量很少，则可容金属离子迁移到这些分散中心所形成的碱硅酸凝胶也很少，吸水后可引起高度的局部膨胀，从而实际崩溃裂的危害增大。
2）控制外界水分，降低水灰比当外界没有可供吸取的水分时，将不会出现明显的有害膨胀，低水灰比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延缓碱一集料反应物吸水膨胀的速度。
2.4 消除混凝土自身结构破坏因素
除环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混泥土本身的一些物理、化学因素也可能引起混凝土结构的严重破坏致使混凝土失效。例如，混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂，水化热过高引起的温度裂缝等。因此提高混凝土的耐久性就必须减少或消除这些结构破坏因素，限制或消除从原材料引入的碱、SO3、CL-等可以引起破坏结构和侵蚀钢筋物质的含量，加强施工环境控制，避免收缩及温度裂缝的产生以提高混凝土的耐久性
3 结论
综上所述，解决混凝土耐久性问题是一个复杂的系统工程。在施工阶段涉及结构设计、混凝土配合比、材料、环境等诸多因素，必须严格控制。在使用阶段，混凝土会受到环境中各种侵蚀性介质的侵蚀，从而产生物理、化学反应，导致混凝土性能产生劣化。产生劣化的外部条件就是环境中侵蚀性介质和水的存在，而内部潜在因素则是混凝土中的孔结构和化学成分。混凝土的耐久性从实质上讲就是抵抗这种劣化作用的能力。为保证使用期间混凝土结构建筑的耐久性，增强混凝土结构的使用性能，必须对混凝土构件在使用阶段进行必要的管理和维护。