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混凝土耐久性提高及施工措施
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摘要：混凝土的耐久性是混凝土質(zhì)量的重要指標(biāo)，對混凝土結(jié)構(gòu)的壽命有著重要影響。本文分析了影響混凝土耐久性的因素，及采取的施工措施增強混凝土的耐久性。
關(guān)鍵詞：混凝土，耐久性，影響因素，措施
1引言
混凝土的耐久性的研究是一個重要的問題，特別是沿海及環(huán)境侵蝕性嚴(yán)重的地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境條件對混凝土的腐蝕及鋼筋的銹蝕而造成結(jié)構(gòu)的早期損壞，已成為工程中的重要問題，混凝土的耐久性失效給世界各國造成了巨大的經(jīng)濟損失。早期損壞的結(jié)構(gòu)需要花費大量的財力進行維修補強，甚至造成停工停產(chǎn)的巨大經(jīng)濟損失。可見，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性直接關(guān)系著國民經(jīng)濟的順利發(fā)展以及人民生命和財產(chǎn)的安全。為保證結(jié)構(gòu)的安全和正常運營，使其在建設(shè)、運營、維修等整個周期的費用最低，必須對影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素進行研究，以便采取相應(yīng)的措施，提高建筑物結(jié)構(gòu)的耐久性和使用功能�；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性已成為世界性技術(shù)問題，人們對工程重大基礎(chǔ)性設(shè)施的耐久性也越來越重視。
2混凝土的耐久性
2.1耐久性的概念
混凝土的耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在預(yù)定環(huán)境作用下，在預(yù)期的使用壽命內(nèi)能夠完成預(yù)定的功能，即保證結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用性能而不必花費高額費用進行維修，抵抗各種破壞因素的作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，一般情況下，人們無法改變外界自然環(huán)境的作用，但是人們可以通過選擇合適的材料及配合比，優(yōu)化設(shè)計方案，適當(dāng)加大保護層厚度，采用經(jīng)濟合理的保護措施等使結(jié)構(gòu)達到人們所期望的年限。
2.2耐久性的影響因素
�。�1）混凝土的防水性及密實性，當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔水在某負(fù)溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因受毛細(xì)孔壁約束形成膨脹壓力，從而在孔周圍的微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力。損傷混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)經(jīng)過反復(fù)多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強度逐步降低，最后甚至完全喪失。
鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕是造成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷的最主要原因，鋼筋的生銹過程實際上是電化學(xué)過程，其生成鐵銹的體積大于鋼筋的體積，在鋼筋周圍的混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果混凝土的保護層不足以抵抗這種拉應(yīng)力，就會沿著鋼筋形成一條裂縫。隨著鋼筋銹蝕過程的增加，最后導(dǎo)致混凝土保護層的剝落。
�。�2）混凝土碳化�；炷撂蓟址Q為混凝土的中性化，碳化本身對混凝土沒有破壞作用，碳化過程是空氣中CO2溶解于水中后進入混凝土內(nèi)部，消耗水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2，生成碳酸鈣的過程。由于Ca(OH)2的持續(xù)消耗，于是混凝土堿性降低，使鋼筋表面在高堿環(huán)境下形成的對鋼筋起保護作用的致密氧化膜遭到破壞，在一定條件下使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。
�。�3）堿—集料反應(yīng)。堿—集料反應(yīng)主要是指混凝土中的氫氧根離子與集料中的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成含有堿金屬的硅凝膠。它具有強烈的吸水膨脹能力，使混凝土發(fā)生不均勻膨脹，造成裂縫、強度和彈性模量下降，開始時在混凝土表面形成不規(guī)則的細(xì)小裂縫，由表向內(nèi)發(fā)展，影響混凝土耐久性。
�。�4）環(huán)境因素。環(huán)境中的鹽在干濕交替的條件下侵入混凝土微孔中并聚集、飽和而析出結(jié)晶，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生很大的結(jié)晶壓力，使混凝土開裂、破壞。某些地下水或工業(yè)廢水中含有游離態(tài)的酸,這些酸能夠和混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),生成相應(yīng)的鈣鹽。所生成的鈣鹽或易溶于水,或松軟無膠結(jié)力,或在水泥石的孔隙內(nèi)結(jié)晶,體積膨脹,產(chǎn)生破壞作用。在海水、地下水及鹽沼地礦物水中，常含有鎂鹽和硫酸鹽，它們與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成溶于水的氯化鎂和松軟無膠結(jié)力的氫氧化鎂。石膏則產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕，都將破壞混凝土的結(jié)構(gòu)。
3施工措施
3.1耐久性檢測方法
�。�1）滲透法檢測滲透性。氯離子在混凝土內(nèi)部的分布情況可以反應(yīng)混凝土的滲透性，氯離子滲透法主要是在試樣兩側(cè)存在氯離子濃度差，氯離子僅從試件的一個側(cè)表面向內(nèi)部滲透，用飽和的Ca(OH)2溶液來模擬孔化學(xué)成分。經(jīng)過一定時間后，取下試件，烘干，在靠近氯離子溶液的一側(cè)向內(nèi)部切片，分析各片的氯離子含量，從而得到氯離子滲透方向和氯離子含量分布情況，從而得到混凝土滲透性的優(yōu)劣。
�。�2）直流電量法檢測導(dǎo)電性。該法是目前最通用的方法，實驗前先將試件在真空中飽水，側(cè)面密封安裝到實驗箱上，每隔30min記錄一次電流，持續(xù)6h以上，以通過的總電量來評定氯離子滲透性。
3.2提高耐久性的施工措施
（1）規(guī)劃設(shè)計中要考慮耐久性。建筑物所處的環(huán)境與規(guī)劃有關(guān)，應(yīng)盡量選擇環(huán)境好的地方做建筑。設(shè)計觀念也要有所轉(zhuǎn)變，以往的設(shè)計側(cè)重于承載力計算，而忽視耐久性設(shè)計，雖然有些條文是屬于“概念設(shè)計”，但是設(shè)計時要嚴(yán)格遵守
控制材料使用。材料是耐久性使用的基礎(chǔ)，為避免堿骨料反應(yīng)，宜使用低堿含量的水泥和非堿活性骨料，為避免鋼筋銹蝕，對混凝土中氯離子的含量也應(yīng)加以控制。
（2）優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計。在優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計中選擇品質(zhì)優(yōu)良的外加劑是關(guān)鍵，特別要注意外加劑和水泥的相容性，同一種外加劑對不同品種的水泥效果可能截然不同。在保證混凝土拌和物流動性的同時，盡可能降低用水量，使混凝土的總孔隙特別是毛細(xì)管孔隙率大幅降低。
�。�3）增強表層保護。加大保護層厚度，在環(huán)境較差的海水環(huán)境下梁柱的保護層厚度如果小于50mm則對耐久性的影響十分顯著�；炷恋母g經(jīng)常是從面層或保護層開始的，對混凝土面層保護的好就可以阻擋氯離子或其他有害介質(zhì)的侵入�？稍诨炷帘砻嫱勘Ｗo層，可以有很好的抗?jié)B性和憎水性，在港口等高腐蝕環(huán)境中，可以在混凝土表面鑲砌耐腐蝕性高的花崗巖。
（4）添加劑的使用。混凝土的抗凍性是混凝土耐久性的重要標(biāo)志，使用引氣劑可以有效的增強混凝土在凍融環(huán)境下的耐久性，但是由于引氣劑會降低混凝土的強度，所以要控制合適的量。為了防止鋼筋的銹蝕，可在其中摻入鋼筋阻銹劑。
（5）施工時應(yīng)特別注意，一定要設(shè)法保持鋼筋的準(zhǔn)確位置。澆筑時無變形，模型接縫處不能漏漿。澆筑時要注意避免材料分離以及氣候影響，一定要振搗密實。在澆注時模板一定要達到規(guī)定的強度。如發(fā)生表面有小量蜂窩及麻面應(yīng)及時抹好，以避免影響質(zhì)量上的耐久性。
4結(jié)語
由于我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，混凝土已越來越廣泛地被使用。提高混凝土的施工質(zhì)量，延長其使用壽命可以節(jié)約投資，避免給國家財產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)帶來損失；提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，可以保證混凝土結(jié)構(gòu)功能的實現(xiàn)，提高結(jié)構(gòu)的使用壽命；對于工程經(jīng)濟來講可以降低結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的維修費用，帶來明顯的經(jīng)濟效益。因此提高混凝土的耐久性勢在必行�；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性問題十分復(fù)雜，在具體設(shè)計和施工中必須引起足夠的重視。耐久性設(shè)計的基本原則是根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所處的環(huán)境及腐蝕程度，科學(xué)的選擇一道或多道防線來抵御環(huán)境腐蝕作用，保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到預(yù)期的使用壽命。鑒于混凝土耐久性設(shè)計的重要性，在具體設(shè)計和施工中必須引起足夠的重視，以免引起不必要的損失。
參考文獻：
[1]李軍．混凝土耐久性研究[J]．山西水利，2009，(05)
[2]孫茂元．影響混凝土耐久性的因素[J]．商品混凝土，2009，(09)
[3]張鈺林．影響混凝土耐久性的因素及防治措施[J]．山西建筑，2009，(19)
關(guān)鍵詞：混凝土，耐久性，影響因素，措施
1引言
混凝土的耐久性的研究是一個重要的問題，特別是沿海及環(huán)境侵蝕性嚴(yán)重的地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，由于環(huán)境條件對混凝土的腐蝕及鋼筋的銹蝕而造成結(jié)構(gòu)的早期損壞，已成為工程中的重要問題，混凝土的耐久性失效給世界各國造成了巨大的經(jīng)濟損失。早期損壞的結(jié)構(gòu)需要花費大量的財力進行維修補強，甚至造成停工停產(chǎn)的巨大經(jīng)濟損失。可見，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性直接關(guān)系著國民經(jīng)濟的順利發(fā)展以及人民生命和財產(chǎn)的安全。為保證結(jié)構(gòu)的安全和正常運營，使其在建設(shè)、運營、維修等整個周期的費用最低，必須對影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素進行研究，以便采取相應(yīng)的措施，提高建筑物結(jié)構(gòu)的耐久性和使用功能�；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性已成為世界性技術(shù)問題，人們對工程重大基礎(chǔ)性設(shè)施的耐久性也越來越重視。
2混凝土的耐久性
2.1耐久性的概念
混凝土的耐久性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在預(yù)定環(huán)境作用下，在預(yù)期的使用壽命內(nèi)能夠完成預(yù)定的功能，即保證結(jié)構(gòu)的安全性和正常使用性能而不必花費高額費用進行維修，抵抗各種破壞因素的作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，一般情況下，人們無法改變外界自然環(huán)境的作用，但是人們可以通過選擇合適的材料及配合比，優(yōu)化設(shè)計方案，適當(dāng)加大保護層厚度，采用經(jīng)濟合理的保護措施等使結(jié)構(gòu)達到人們所期望的年限。
2.2耐久性的影響因素
�。�1）混凝土的防水性及密實性，當(dāng)混凝土中的毛細(xì)孔水在某負(fù)溫下發(fā)生物態(tài)變化，由水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因受毛細(xì)孔壁約束形成膨脹壓力，從而在孔周圍的微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力。損傷混凝土內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)，只有當(dāng)經(jīng)過反復(fù)多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強度逐步降低，最后甚至完全喪失。
鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕是造成混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷的最主要原因，鋼筋的生銹過程實際上是電化學(xué)過程，其生成鐵銹的體積大于鋼筋的體積，在鋼筋周圍的混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果混凝土的保護層不足以抵抗這種拉應(yīng)力，就會沿著鋼筋形成一條裂縫。隨著鋼筋銹蝕過程的增加，最后導(dǎo)致混凝土保護層的剝落。
�。�2）混凝土碳化�；炷撂蓟址Q為混凝土的中性化，碳化本身對混凝土沒有破壞作用，碳化過程是空氣中CO2溶解于水中后進入混凝土內(nèi)部，消耗水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2，生成碳酸鈣的過程。由于Ca(OH)2的持續(xù)消耗，于是混凝土堿性降低，使鋼筋表面在高堿環(huán)境下形成的對鋼筋起保護作用的致密氧化膜遭到破壞，在一定條件下使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。
�。�3）堿—集料反應(yīng)。堿—集料反應(yīng)主要是指混凝土中的氫氧根離子與集料中的活性二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成含有堿金屬的硅凝膠。它具有強烈的吸水膨脹能力，使混凝土發(fā)生不均勻膨脹，造成裂縫、強度和彈性模量下降，開始時在混凝土表面形成不規(guī)則的細(xì)小裂縫，由表向內(nèi)發(fā)展，影響混凝土耐久性。
�。�4）環(huán)境因素。環(huán)境中的鹽在干濕交替的條件下侵入混凝土微孔中并聚集、飽和而析出結(jié)晶，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生很大的結(jié)晶壓力，使混凝土開裂、破壞。某些地下水或工業(yè)廢水中含有游離態(tài)的酸,這些酸能夠和混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),生成相應(yīng)的鈣鹽。所生成的鈣鹽或易溶于水,或松軟無膠結(jié)力,或在水泥石的孔隙內(nèi)結(jié)晶,體積膨脹,產(chǎn)生破壞作用。在海水、地下水及鹽沼地礦物水中，常含有鎂鹽和硫酸鹽，它們與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)，生成溶于水的氯化鎂和松軟無膠結(jié)力的氫氧化鎂。石膏則產(chǎn)生硫酸鹽侵蝕，都將破壞混凝土的結(jié)構(gòu)。
3施工措施
3.1耐久性檢測方法
�。�1）滲透法檢測滲透性。氯離子在混凝土內(nèi)部的分布情況可以反應(yīng)混凝土的滲透性，氯離子滲透法主要是在試樣兩側(cè)存在氯離子濃度差，氯離子僅從試件的一個側(cè)表面向內(nèi)部滲透，用飽和的Ca(OH)2溶液來模擬孔化學(xué)成分。經(jīng)過一定時間后，取下試件，烘干，在靠近氯離子溶液的一側(cè)向內(nèi)部切片，分析各片的氯離子含量，從而得到氯離子滲透方向和氯離子含量分布情況，從而得到混凝土滲透性的優(yōu)劣。
�。�2）直流電量法檢測導(dǎo)電性。該法是目前最通用的方法，實驗前先將試件在真空中飽水，側(cè)面密封安裝到實驗箱上，每隔30min記錄一次電流，持續(xù)6h以上，以通過的總電量來評定氯離子滲透性。
3.2提高耐久性的施工措施
（1）規(guī)劃設(shè)計中要考慮耐久性。建筑物所處的環(huán)境與規(guī)劃有關(guān)，應(yīng)盡量選擇環(huán)境好的地方做建筑。設(shè)計觀念也要有所轉(zhuǎn)變，以往的設(shè)計側(cè)重于承載力計算，而忽視耐久性設(shè)計，雖然有些條文是屬于“概念設(shè)計”，但是設(shè)計時要嚴(yán)格遵守
控制材料使用。材料是耐久性使用的基礎(chǔ)，為避免堿骨料反應(yīng)，宜使用低堿含量的水泥和非堿活性骨料，為避免鋼筋銹蝕，對混凝土中氯離子的含量也應(yīng)加以控制。
（2）優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計。在優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計中選擇品質(zhì)優(yōu)良的外加劑是關(guān)鍵，特別要注意外加劑和水泥的相容性，同一種外加劑對不同品種的水泥效果可能截然不同。在保證混凝土拌和物流動性的同時，盡可能降低用水量，使混凝土的總孔隙特別是毛細(xì)管孔隙率大幅降低。
�。�3）增強表層保護。加大保護層厚度，在環(huán)境較差的海水環(huán)境下梁柱的保護層厚度如果小于50mm則對耐久性的影響十分顯著�；炷恋母g經(jīng)常是從面層或保護層開始的，對混凝土面層保護的好就可以阻擋氯離子或其他有害介質(zhì)的侵入�？稍诨炷帘砻嫱勘Ｗo層，可以有很好的抗?jié)B性和憎水性，在港口等高腐蝕環(huán)境中，可以在混凝土表面鑲砌耐腐蝕性高的花崗巖。
（4）添加劑的使用。混凝土的抗凍性是混凝土耐久性的重要標(biāo)志，使用引氣劑可以有效的增強混凝土在凍融環(huán)境下的耐久性，但是由于引氣劑會降低混凝土的強度，所以要控制合適的量。為了防止鋼筋的銹蝕，可在其中摻入鋼筋阻銹劑。
（5）施工時應(yīng)特別注意，一定要設(shè)法保持鋼筋的準(zhǔn)確位置。澆筑時無變形，模型接縫處不能漏漿。澆筑時要注意避免材料分離以及氣候影響，一定要振搗密實。在澆注時模板一定要達到規(guī)定的強度。如發(fā)生表面有小量蜂窩及麻面應(yīng)及時抹好，以避免影響質(zhì)量上的耐久性。
4結(jié)語
由于我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，混凝土已越來越廣泛地被使用。提高混凝土的施工質(zhì)量，延長其使用壽命可以節(jié)約投資，避免給國家財產(chǎn)和人民生命財產(chǎn)帶來損失；提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，可以保證混凝土結(jié)構(gòu)功能的實現(xiàn)，提高結(jié)構(gòu)的使用壽命；對于工程經(jīng)濟來講可以降低結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)的維修費用，帶來明顯的經(jīng)濟效益。因此提高混凝土的耐久性勢在必行�；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性問題十分復(fù)雜，在具體設(shè)計和施工中必須引起足夠的重視。耐久性設(shè)計的基本原則是根據(jù)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所處的環(huán)境及腐蝕程度，科學(xué)的選擇一道或多道防線來抵御環(huán)境腐蝕作用，保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到預(yù)期的使用壽命。鑒于混凝土耐久性設(shè)計的重要性，在具體設(shè)計和施工中必須引起足夠的重視，以免引起不必要的損失。
參考文獻：
[1]李軍．混凝土耐久性研究[J]．山西水利，2009，(05)
[2]孫茂元．影響混凝土耐久性的因素[J]．商品混凝土，2009，(09)
[3]張鈺林．影響混凝土耐久性的因素及防治措施[J]．山西建筑，2009，(19)
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