建筑材料 论文

《建筑材料》

浅析混凝土的耐久性

班级：建筑082

学号：******

姓名：淮凯峰

指导老师：***

浅析混凝土的耐久性

Analyses The Durability of Concrete

摘要：为了加深对混凝土耐久性的认识，简析了耐久性的含义和现今混凝土耐久性的现状。并分析了影响混凝土现状的因素和改进措施，提出提高混凝土耐久性的必要性和迫切性。

Abstract：In order to deepen the understanding of the durability of concrete, the meaning of highly-socialized durability and current situation of the durability of concrete. And analyzes the factors affecting concrete situation and the measures to improve the durability of concrete, and puts forward the necessity and urgency.

关键词：混凝土耐久性建筑材料

Key Words：concrete durability Building materials

正文：随着我国工业化进程的不断加快，土木工程行业得到了前所未有的快速发展，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一，其耐久性在土木工程结构科研、设计上起着至关重要的作用。因此，提高混凝土耐久性，延长工程寿命，促进混凝土耐久性的实现，正在被越来越多的人所关注。

1.混凝土的耐久性简介

谈到混凝土，我们首先应该了解下什么是混凝土的耐久性。混凝土的耐久性是指混凝土结构在设计使用年限内抵抗环境介质作用，并能长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力。［1］混凝土的耐久性是一个综合情况，包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、碳化、碱一骨料反应等很多情况。混凝土除应具有设计要求的强度以保证其能安全地承受设计荷载外，还应该具有在使用条件下抵御周围环境各种因素长期作用的能力。例如：承受压力水作用的混凝土，需要具有一定的抗渗性能；遭受反复冰冻作用的混凝土，需要有一定的抗冻性能；遭受环境水侵蚀作用的混凝土，需要有与之相适应的抗侵蚀性能；处于高温环境中的混凝土，则需要有较好的耐热性能等。

2.现代混凝土的耐久性现状

与以往混凝土标号普遍较低的情况相比, 现代混凝土的组分发生了变化, 并往往具有早强、高强的特点。现代混凝土组分的变化导致了温度应力高、收缩变形大。同时, 早强和高强引发了混凝土的早裂和高脆性, 大量不成熟的混凝土外加剂成为其耐久性的重要隐患。

现代混凝土主要发生了以下变化：

①与早期的低标号水泥相比, 近年生产的水泥硅酸三钙、铝酸三钙的含量越来越高, 导致在极短时间内的水化反应激烈, 直接带来混凝土的高水化热、高温差、高收缩量等问题。水泥在较短时间内放出的大量热量, 大体量结构( 如箱梁) 外围的保温隔热不可能达到理想的状态, 内外温差伴随极高的早期强度, 造

成混凝土内部微裂缝的出现和开展, 劣化混凝土的后期强度及工作性能。

②由于机械化施工、泵送工艺的特殊要求, 混凝土的塌落度、骨料粒径都发生了不利于耐久性的变化。混凝土的塌落度的提高, 骨料粒径降低, 势必要求在混凝土中增加水泥浆体的含量, 或者通过各种外加剂提高其和易性。水泥用量的增加, 进一步加剧水化热, 增加徐变及收缩变形; 不成熟的外加剂也是混凝土耐久性的隐患。［2］

③掺合料的加入,能改善混凝土微观结构, 增加混凝土的密实性, 降低透水性和透气性; 对减少水化热, 降低收缩、徐变作用明显; 掺合料还可提高混凝土塌落度, 改善混凝土的可施工性能。

3.影响混凝土耐久性的因素

①为满足混凝土施工要求，用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25～40%。特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其他有害物质进入混凝土内部的通道，是引起混凝土耐久性不足的根本原因。［3］

②混凝土中的水分在零度以下结冰，这就使得其表面和内部由于冰的体积增大而出现胀裂，温度高时冰融化，反复的冻融使混凝土浅表面由于产生裂纹而变得疏松以致脱落。冻融不仅破坏混凝土本身，也使其中的钢筋失去保护而发生腐蚀。因此，冻害也是影响钢筋混凝土结构耐久性的重要因素。

③钢筋混凝土的发明与发展的主要因素之一是水泥浆具有保护钢筋免受腐蚀的能力，钢筋混凝土中水泥的水化产物——氢氧化钙是一种高碱性物质pH 值在12.5以上，混凝土中钢筋与该溶液接触表面会形成氧化亚铁面膜，它可以钝化钢筋，阻止氧接触钢筋，对钢筋起到保护作用。这种钝化作用在碱性环境中是很稳定的，当水份通过孔洞，在里面形成氢氧化钙。氢氧化钙是一个碱性环境，由于外来的酸性气体，如二氧化碳渗入混凝土与氢氧化钙发生化学反应变成碳酸钙整个反应称为碳化作用。

④混凝土中的氯离子有两种来源，一是使用了含氯盐的外加剂，如使用海砂；施工用水中含氯离子；加入含氯离子的防冻剂等。二是环境中的氯盐，比如海洋环境、城市立交桥冬季使用的“融雪剂”盐渍土（含较高盐分的土壤）等，通过混凝土表层渗透到达钢筋表面，破坏钝化膜而产生腐蚀，大大缩短了混凝土结构的使用寿命。［9］

⑤由于水泥、骨料、水和外加剂中存在着大量的氧化物，这些氧化物有利于碱渗入、潮湿环境下和空气中游离的水分子或二氧化碳等发生反应，生成氢氧化物或具有凝胶成份的硅酸盐等，氢氧化物大多比氧化物体积大很多倍，凝胶硅酸盐遇水膨胀，从而使混凝土内部产生很强的膨胀应力，使混凝土表面出现网状裂纹、裂缝，严重者使混凝土丧失承载能力，造成严重的结构破坏。

4.提高混凝土耐久性措施

①掺入高效减水剂: 在保证混凝土拌和物所需流动性的同时, 尽可能降低用水量, 减少水灰比, 使混凝土的总孔隙, 特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后, 会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中, 包裹着许多拌和水, 从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性, 就必须在拌和时相应地增加用水量, 这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列, 使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥