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提高混凝土耐久性的相关因素

日期：2016-4-19 13:55:31　来源：转载　浏览数：
　

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随着城市化建设力度加快，混凝土以价格低廉、性能优越在基础设施中成为了首选的施工材料。而耐久性与强度作为混凝土的两个重要指标，在施工与设计中，受各种因素影响，对混凝土耐久性的重视力度明显缺乏。针对这种情况，为了促进混凝土施工持续发展，必须在环境保护与基础设施上，提高混凝土施工的耐久性。通常人们将耐久性归类为结构使用时间以及寿命，实质上它是混凝土不同的指标设计有无增幅的性能，通过从结构形式、原材料、细节构造、工艺措施等方面进行综合对比，从施工、设计与维修上提升施工质量。
    1 ·混凝土耐久性含义
    混凝土耐久性是在规定年限以及各种环境下，不需要任何额外费用，就能保障正常使用与安全性。在《混凝土结构设计规范》中，它明确指出混凝土结构设计必须使用极限状态法。但是从实际工作情况来看，只有正常使用与承载能力两个极限状态，耐久性被列入了正常使用状态，并且以构造为主。将工程使用周期与混凝土耐久性联系，作为使用期间内部功能正常使用的保障，它不仅体现在混凝土耐久性上，还表现在适用性上，所以提升混凝土耐久性，能帮助国家节省资源、增强使用年限。
    从对混凝土造成破坏以及损坏的原因来看，包括内部缺陷、外部环境以及混凝土材料。外部条件有日晒、风雨、干湿、寒暑等气象环境，以及极端温度的磨蚀、化学介质的影响等；内部缺陷包括混凝土渗透以及碱骨料影响等，在组成料中，不同的水泥石热与骨料会造成不同的体积变化。因为外观环境是客观的，根本不能改变，所以必须从提高混凝土的耐久性出发，尽量控制混凝土的内部缺陷，保障组成材料的完整性，这样才能提升混凝土施工质量、性能，降低和减少内部缺陷，拉长混凝土的应用年限。
    2· 影响混凝土耐久性的因素
    2.1 环境因素
    从混凝土浇筑过程来看：浇筑成型的结构或少或多的存在不同的质量缺陷，具体如：砂斑、麻面以及常年的湿度、温度、日晒风吹等变化，或者水侵蚀都会影响混凝土的保护层，进而引发钢筋锈蚀，在钢筋膨胀的环境下，造成混凝土剥落与开裂。
    2.2 使用条件
    从施工经验来看，混凝土内部的裂缝与微裂缝作为不可避免的现象，在荷载的影响下，原裂缝会不断加深、加长、加宽。如果在设计中，钢筋配置不够科学，那么很容易在结构受力的情况下出现新的裂缝。在裂缝过多时，它会让氧气、水、酸等有害物质损害加大，尤其是氯离子，它具有很强的扩散与渗透能力，所以会加大钢筋锈蚀程度，在锈蚀加剧膨胀的过程中，让混凝土构件功能、强度逐步减小。
    2.3 混凝土内在因素
    2.3.1 自身缺陷
    随着科学技术以及物质生活水平的提高，现代混凝土施工已经逐渐向轻巧型转移，通常以较密钢筋、高强度混凝土以及良好的预应力作为追求目标。而细窄结构、密实的钢筋，不仅会增加施工难度，还会影响混凝土密实性，严重时甚至影响耐久性。而在混凝土养护、施工时，受各种因素影响，也不可避免的会存在多种裂缝，甚至让有害介质渗透到结构内部，造成钢筋腐蚀。
    2.3.2 混凝土碳化
    从混凝土配合比（如表 1）与施工经验来看：钢筋锈蚀与混凝土碳化作为影响混凝土耐久性的综合性因素，混凝土碳化是大气中的二氧化碳在混凝土毛细孔疏散的过程中，将气体扩散到孔隙液与毛细孔溶解的反应，最后生成其他物质与碳酸盐。从总体来看：混凝土碳化可以分成两步，首先是二氧化碳扩散到孔隙中；其次是二氧化碳和混凝土的碱性物质反应。因为混凝土具有高碱性，所以很容易在钢筋表层生成氧化膜，保护钢筋。而大气中的酸性气体或者二氧化碳都能降低混凝土碱度与中性化，所以当混凝土的保护层碳化到钢筋表层时，就会影响钢筋氧化膜。
                                           表1混凝土配合比示意图

    3· 提高混凝土耐久性的方法
    3.1 利用高性能的混凝土
    从高性能的混凝土特征来看：它具有流动性、工作性、高抗渗等特点，并且在成型时不离析、不分层，容易充满。自密实与泵送混凝土具有良好的自密实性与可能性，并且使用时间长，特别是特护工程，对结构设计起控制作用的一般不是混凝土强度，而是耐久性，它能够让混凝土可靠安全的工作50-100 年或者以上。另外，高性能的混凝土还具有良好的稳定性，可以延缓外界对其造成的侵蚀。
    3.2 减小混凝土碳化
    从对混凝土碳化造成影响的因素来看，主要包括：二氧化碳浓度、水灰比、水泥品种、环境湿度等。由于二氧化碳的碳化速度比较快，在 50-75%的环境下碳化速度比较快，而水灰比越小碳化速度就会越慢。因此，在实际工作中，为了有效降低碳化程度，必须使用科学的保护层，减缓碳化进程，并且结合工程所处环境与条件，正确选用水泥品种；一般情况下，我们会要求使用减水剂来调整混凝土和易性，从而提高密实度。
    3.3 做好钢筋防锈措施
    从大量实际研究成果来看：混凝土碳化并没有氧化物钢筋锈蚀的多，在较高的环境下氯离子依然能够影响保护膜，让钢筋锈蚀，进而影响耐久性。针对这种情况，我们应该主动为钢筋加上喷镀、电镀等耐腐蚀的金属，或者通过涂刷涂料对其保护；通过选择恰当的骨料、减小水灰比、充分养护、添加引气剂等方式改善孔隙结构，杜绝连通孔，这也是避免外界介质渗透的有效方法。另外，在混凝土表层进行保护层涂刷，也能避免氯离子、二氧化碳侵入。
    3.4 做好混凝土抗冻工作
    在混凝土施工中，为了提高耐久性，不仅要做好抗碳化能力，减小集料反应，还必须加入适量的引气减水剂与引气剂，让混凝土内部始终保持一定的气泡与空气含量。从大量实践结果来看：高引气的混凝土并不一定抗冻，中低引气性混凝土则具有一定的空气含量与气泡，所以具有良好的抗冻性。因此，在施工中，使用科学的设计与优质的抗冻骨料非常重要。
    4· 结语
    混凝土结构作为一项涉及材料、环境、施工、设计等多项因素的问题，为了提高混凝土耐久性，必须从影响混凝土耐久性的因素出发，加强结构设计以及材料选择，用良好的维护与管理，保障混凝土结构耐久性，这样才能推进建筑单位可持续发展。