提高混凝土结构耐久性方法浅析

提高混凝土结构耐久性方法浅析

摘要：耐久性是混凝土结构的一项重要指标，提高混凝土耐久性乃至提高混凝土结构寿命，对资源节约，环境保护意义重大。本文通过对影响混凝土耐久性的因素进行分析，针对性的提出了一些提高混凝土耐久性的措施。关键词：混凝土结构；耐久性；碳化；冻融破坏

中图分类号：tu37文献标识码：a 文章编号：

强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,在以往的工程中，往往只重视混凝土的强度而忽视其耐久性，随着混凝土结构应用范围的日益扩展，其在恶劣环境下的耐久性问题也逐渐暴露出来。一些混凝土结构在使用不到20年，就出现了耐久性破坏，有的甚至不到5年就需要大修，造成我国资源巨大浪费，而国外相同环境下的混凝土结构使用寿命通常是我们的三至五倍。因此，提高我国混凝土结构的耐久性迫在眉睫。另外，从环境保护、可持续发展来看，提高混凝土结构的耐久性同样意义重大。去除一些特殊情况，影响混凝土结构耐久性因素主要有混凝土碳化和冻融破坏两种，下面分别对其破坏机理，影响因素及可采取措施分别探讨。一.混凝土的碳化及冻融破坏机理。1. 混凝土碳化：硬化的混凝土，由于水泥水化生成ca(oh)2，故显碱性，此时混凝土里的钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或co2环境中时，由于co2的侵入，混凝土中的ca(oh)2与空气中的co2在一定湿度的范围内发生化学反应，生成caco3等

物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，这种化学反应称为混凝土的碳化。（凡是能与ca(oh)2进行中和反应的一切酸性气体，如so2、so3、h2s等，均能进行中和反应，使混凝土碱性降低）。这个碳化过程是由表及里、由浅入深，逐渐向混凝土内部扩散。表层的混凝土碳化后，侵入的co2将继续沿着混凝土中的空隙通道向混凝土的深处扩展，直至到达混凝土里钢筋的表面。碳化作用降低了混凝土的碱性，对钢筋的保护膜起破坏作用，引起钢筋锈蚀，膨胀。所产生的膨胀力将使混凝土保护层开裂。开裂的混凝土由于co2不断的侵入，碳化更加严重，钢筋锈蚀更加厉害，直至使混凝土剥落。2．混凝土的冻融破坏：混凝土是由砂浆及粗骨料组成的毛细孔多孔体，在拌制时，为了达到必要的和易性，拌合水的加入总多于水泥的水化水，多余的水便以游离水的形式滞留于混凝土中形成连通的毛细孔，并占有一定的体积，当混凝土结构遇水时，也会通过毛细现象将水吸入内部结构中，这些多余的水以游离的形式滞留于混凝土毛细孔中，遇到低温时就会结冰，结冰时体积膨胀增加约9%，从而引起混凝土内部结构的损伤。在经过反复多次冻融循环后，损伤逐步积累，不断扩大，发展成相互连通的大裂缝，使混凝土结构由表及里遭受破坏，这种破坏现象在北方极为普遍。二．影响混凝土碳化及冻融破坏的因素 1.影响混凝土碳化因素：混凝土碳化是由于混凝土的抗渗能力不足和环境条件引起的，抗渗能力取决于混凝土所用的水泥品种、骨料、水灰比以及浇筑、振捣和养护质量等；环境条件包括温度、湿度、和co2的浓度等。 2.影响混凝土冻融破坏因素：

影响混凝土抗冻性因素主要有水灰比、含气量、混凝土的受冻龄期、水泥品种、骨料质量、外加剂及掺合剂等，混凝土越密实，抗渗能力越强，其抗冻性也越好。三预防混凝土碳化及冻融破坏措施 1. 适当增加混凝土保护层厚度。保护层厚度的增加能有效的延长混凝土碳化破坏的时间，据国外资料显示，保护层厚度增加一倍，钢筋开始发生碳化锈蚀的使用年限约可增长3.2倍，钢筋混凝土构件因钢筋锈蚀而失效的使用年限大体与混凝土保护层厚度的平方成正比。2.增加混凝土等级，严格控制水灰比，提高混凝土密实度。增加混凝土等级容易实现且花费较少，对提高混凝土密实度效果明显。同时水灰比也是影响混凝土密实性的主要因素，水灰比小的混凝土水泥浆的组织密实，透气性小，具有较好的抗渗性，可有效的降低冻融及碳化的速度。所以在拌制混凝土时，在满足设计要求和施工要求的情况下，尽量降低水灰比，减少用水量，可增加混凝土的密实度。3.选择合适的材料。水泥品种：水泥品种和活性都对混凝土抗冻性有影响，主要是因为其中熟料部分的相对体积不同和硬化速度的变化。混凝土的抗冻性随水泥活性增高而提高，普通硅酸盐水泥混凝土的抗冻性优于混合水泥混凝土，更优于火山灰水泥混凝土。同时应选用颗粒细、水化热低的水泥，因为越细，凝结越快，泌水越少，抗渗性能越好；骨料选择：细骨料要求砂的颗粒均匀、圆滑、质地坚硬、并含适量的粉砂；选用粗骨料，一般情况下粒径5–30mm为宜，最大粒径不超过40 mm，要求组织细密、颗粒整齐、质地坚硬，另外级配要优良，以改善混凝土的和易性，增加密实度，

提高抗渗性。4加强早期养护，防止混凝土裂缝，必要时掺入防冻剂。如混凝土早期养护不好，水泥得不到正常水化，一是会降低混凝土的密实度，强度降低，二是极易产生裂缝继而影响抗渗性。国外的研究资料表明，7天养护的表层混凝土抗二氧化碳扩散到内部的能力，可以是3天养护的2倍和1天养护的四倍。所以一定要加强混凝土的早期湿润养护，以保证水泥正常水化，增加密实度。同时混凝土早期冻害直接影响混凝土的正常硬化及强度增长，因而北方冬季施工时建议适当掺入防冻剂，严防混凝土早期受冻。5掺用纤维与阻锈剂。纤维能够均匀地分布在混凝土内部，可以大幅度提高混凝土的强度和抗折性能，当混凝土在受冻胀作用时，纤维起到拉伸作用，因此对混凝土有一定的抗冻融作用，在混凝土里掺阻锈剂，可以防止由于混凝土的碳化而引起的钢筋锈蚀。可以较大幅度提高混凝土寿命。6掺用引气剂。掺用引气剂是提高混凝土抗冻性的主要措施，可使混凝土内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡，阻止了co2的渗透，另一方面也大大减少了混凝土的用水量（最高减水率可达10%以上），可大幅度改善混凝土和易性及提高抗渗抗冻等耐久性能，在我国北方地区尤为适用。结束语：从以上分析可以看出，混凝土的外部环境、内部孔隙大小及分布、原料、密实度及抗渗性是影响混凝土耐久性的主要因素。工程中应区别对待，针对性的采取相应措施，来提高混凝土结构耐久性。