混凝土的耐久性

混凝土的耐久性

一、混凝土耐久性包括的内容

抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀、碱活性骨料的破坏和钢筋锈蚀等。

二、应该强调的一个理念——混凝土用水量与耐久性的关系

在国内过分强调了强度与耐久性的关系，而忽视了开裂与耐久性的关系。

应强调从水胶比与强度关系转变到用水量与耐久性关系的重要。

认为混凝土的耐久性主要用控制水胶比的办法来控制是错误的。因为不是水胶比，而是用水量对控制开裂更为重要。因为在保持强度相同的条件下，可随之相应降低水泥用量，从而减小了混凝土的温度收缩、自身收缩和干缩。

三、如何配制耐久性的混凝土

有抗冻要求的混凝土必须掺引气剂。

对抗渗要求高的混凝土应提高密实性，例如缩小水胶比。

对处于环境有硫酸盐侵蚀的混凝土应选择抗硫酸盐水泥。

对碱活性骨料的混凝土必须选用低碱水泥、控制混凝土中总碱量和掺掺和料，例如掺粉煤灰。

防止钢筋锈蚀可采取阻锈剂、环氧涂层、阴极保护和混凝土表面的保护性涂层等措施。

把防止混凝土裂缝和提高混凝土耐久性统一起来还应注意以下问题：

1、混凝土原材料选择

（1）水泥尽可能选择比表面积较小的，因为过细的水泥会带来以下不良的影响：①增加水化热；②增加早期强度；③增加干缩与自缩；④对混凝土抗冻耐久性不利。例如用强度损失达25%时冻融循环次数表示抗冻能力。水泥比表面积为270m2/kg时，冻融循环可达390次，比表面积为480m2/kg时只有90次。

优选水泥的矿物成分和化学成分

C3A发热量最大，收缩大。C3A的收缩是C3S的3倍，C4AF的5倍。水泥中C3A+C3S少些，C2S+C4AF多些对抗裂有利。C3A+C3S含量低的水泥配制的混凝土延伸性较大。C4AF多有利于提高折抗强度，增加混凝土韧性和抗冲耐磨能力。

碱（Na2O+0.658K2O）应严格控制，碱在水泥中是引起水泥混凝土不正常现象和产生裂缝的重要因素。例如不正常的凝结时间和碱能促使混凝土收缩产生裂缝。

SO3是水泥中重要成分，影响混凝土的凝结时间。当SO3从3.7%减小到1.6%，徐变增大1倍。

MgO水泥中方镁石晶体对后期混凝土自生体积变形有利。要慎重对待外掺（包括在水泥厂内掺）轻烧MgO。

美国国家标准局对199种水泥进行18年的调研发现，碱、细度和C3A等因素一起极大地影响水泥的抗裂性。当水泥含碱量低于0.6%钠当量时，水泥的抗裂性明显的增加。199种水泥收缩环开裂时间从4min到45h。4min开裂的水泥很细，比表面积590m2/kg，45h开裂的水泥碱含量很低（0.02%）。

最好的水泥是含碱量少、水化缓慢和具有低的7d强度。

（2）有条件的应尽量选用具有减水作用的Ⅰ级粉煤灰为混凝土掺合料。

（3）骨料：在有条件的情况下尽量不使用吸水率高的骨料和有碱活性反应的骨料。

骨料吸水率与干缩关系

不同骨料对混凝土干缩的影响

要更多的关注骨料级配。应用良好的骨料级配可以大幅度地降低混凝土用水量。

2、混凝土拌和物应注意最小用水量的原则。选用可能的最大骨料粒径和骨料用量。能用四级配的混凝土不用三级配；能用三级配的不用二级配；能用二级配的不用一级配。

能用常态混凝土的不用泵送混凝土。

混凝土坍落度尽可能设计小一点。

3、外加剂是现代混凝土不可缺少的组成部分

减水剂作用：（1）提高混凝土强度；（2）节约水泥

引气剂：提高混凝土抗冻耐久性应首选掺引气剂，掺引气剂还可减少混凝土泌水和降低脆性。

四、了解混凝土性能的统一和相互制约的关系，优选好既抗裂耐久，又经济的

混凝土配合比

1、混凝土性能十分复杂，既有统一的一面，也有相互制约的一面。在优化混凝土配合比时，应综合考虑。降低混凝土的热强比和弹强比是提高抗裂性的重要措施。

2、极限拉伸是表示混凝土的抗裂能力，而不是影响抗裂安全系数的唯一因素。不能因为要提高极限拉伸而付出提高绝热温升、弹模、干缩和减少徐变的代价，结果是得不偿失，反而降低了混凝土抗裂性。

3、利用水工大体积混凝土的特点，混凝土性能的设计龄期不宜采用早期（例如28d），而应采用后期（例如90d或180d）。

不能依靠混凝土早期性能来抗裂，早期只能采取加强养护和保护的手段来防裂。为了防裂，而提高混凝土早期强度和极限拉伸对抗裂效果会适得其反。