砼结构耐久性研究现状综述

砼结构耐久性研究现状综述

杜威

浙江宝业建设集团有限公司

摘要：混凝土构造物过早劣化现象较为常见，这主要是由于一直以来对于混凝土耐久性考虑不足。影响混凝土耐久性的因素较多，当外部因素与内部因素共同作用下，混凝土结构则会过早发生破坏，影响其使用的性能。因此需要提高混凝土的耐久性，以此来延长混凝土建筑物的使用年限。

关键词：桥梁；砼结构；锈蚀；力学性能；粘结滑移；承载力

1混凝土耐久性概述

混凝土的耐久性主要是指混凝土在所处环境及使用条件下经久耐用的性能，在对混凝土耐久性性能进行衡量时，需要涉及到抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化反应、抗碱-集料反应等多种因素。在混凝土应用过程中，当其出现碳化反应时，混凝土的碱度、强度和收缩度都会受到较大的影响，不利于混凝土耐久性。混凝土抗渗性能主要与其密实度、内部孔隙和构造裂缝有关，其抗渗性能的好坏直接关系到混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。由于混凝土水泥中含有较高的碱性氧化物，当其与集料中所含的活性SiO发生化学反应后，会在集料表面生成一层碱-硅酸凝胶，其在吸水后体积会出现较大的膨胀，导致混凝土胀裂，这种现象即为碱-集料反应。抗冻性即是混凝土在水饱和状态下多次冻融循环作用而不会发生破坏，同时混凝土强度也不会降低。抗侵蚀性主要是受到软水、镁盐、碳酸盐、强酸及强碱等物质侵蚀作用下，不会对混凝土的性能带来影响。因此当混凝土具备较好的抗碳化性能、抗渗性、抗碱-集料反应、抗冻性及抗侵蚀性时，则其即具备经久耐用性。

2混凝土耐久性不足的后果

混凝土一般是通过水泥、砂和石作为骨料，与水按照一定的比例经过搅拌而形成的。混凝土作为建筑工程中使用的主要建筑材料，对建筑行业的发展具有十分重要的意义。提高了人们生活水平的同时，也促进了我国经济发展。但是建筑工程往往因为要使用大量的混凝土，容易出现混凝土耐久性不足的情况，从而给建筑工程带来安全隐患，给人们和国家造成很大的经济财产损失。而且在后期的维修保养期间，也会增加很多的维修费用。

3砼结构耐久性措施

3.1原材料的选择

要想有效的提高混凝土的耐久性和强度，首先就应该从原材料入手，尽可能选用在各方面性能都能够达到标准的优质原材料。在水泥的选择方面，要选择碱含量较小的，水化热量低，耐热性强，并且具有很强的抗腐蚀性和抗冻能力的水泥，具体要根据现场的实际情况需要而选择。而集料的选择在考虑到耐腐蚀性和吸水性的同时，更应该重视集料的合理配置，通过改善混凝土的拌合物和易性的办法，来提高混凝土的密实度。掺加混合材料的混凝土，是提高混凝土耐久性的最有效的办法。只有这样才能保证在混凝土在凝结硬化的过程中不会受到损坏，让混凝土的质量达到所要求的标准。

3.2提高混凝土抗碳化能力

防止混凝土结构碳化时可以在钢筋外留下足够的混凝土保护层厚度。同时混凝土配合比时利用足够的水泥用量来降低水灰比，采用减水剂等都可减缓碳化速度。此外，提高混凝土密实性、增强抗渗性、对混凝土采用覆盖面层等措施可减缓或隔离CO向混凝土内部渗透，大大提高混凝土抗碳化能力。

3.3混凝土结构耐久性设计方法创新的研究

混凝土结构耐久性的设计方法主要有两种，第一种是欧洲国家制定的设计规范，这个设计规范成功解决了在结构构造方面的要求，但是这个方法主要适用于欧洲大部分国家的混凝土结构设计规范，不能与我国建筑行业的发展相适应，从而需要基于实际应用情况，对其做出合理的修改与调整。另一种方法是将混凝土结构的耐久性设计分为两个方面，一方面是计算与核算，另一方面是构造。但是该方法同样存在一定缺陷，比如习惯单一破坏因素的实验研究，如果与现实的情况不相符，要耗费大量的人力、物力来进行组织收集所需要的数据、材料等，从而得出的结论不够准确。所以针对混凝土结构耐久性不断出现的新问题，混凝土耐久性设计方法不能再局限于过去的方法，必须加大创新设计方法的研究，而且最重要的一点就是设计方法应与我国建筑行业的发展相适应。

3.4预防侵蚀性介质的腐蚀

在我国侵蚀性介质对混凝土结构危害最严重的应是氯盐的影响。提高混凝土抗氯离子渗透能力的措施是限制水灰比，保证最低水泥用量以确保碱度，掺入适量优质掺和料等。在实际设计时要重视干湿交替环境下的混凝土耐久性问题，重视关于混凝土裂缝控制等级和钢筋保护层厚度，还要注意钢筋阻锈剂的使用。同时还要做好地基处理以避免碱性污染，保证基础的使用年限。

3.5保证混凝土施工质量

混凝土施工过程中涉及到较多的环节，一旦操作不当，则会对混凝土的耐久性带来不利影响。因此施工过程中控制好施工质量，以此来提高混凝土结构的耐久性。在具体施工过程中，准确对拌和进行计量，根据实际情况对骨料含水率进行测算，检查拌和物的坍落度，确保混凝土拌和物拌和的均匀性。混凝土运输过程中要保证混凝土运到浇筑地点时仍保持良好的均匀性和坍落度。一旦出现离析现象，则需要进行二次拌和，保持水灰比不变。在混凝土浇筑过程中，需要按照一琮的厚度和顺序分层对混凝土进行浇筑和振捣，在施工开始之前就需要对施工缝的位置进行确定，尽量选择在结构受力和弯矩较小的部位来设置施工缝。混凝土浇筑完成后，需要做好早期养护工作，使混凝土构件保持较好的湿润度，尽可能的减少早期混凝土收缩。对于冬季进行的混凝土施工，需要严格按照冬季混凝土施工要求进行作业，确保混凝土耐久性的提升。

3.4混凝土耐久性的抗渗性

混凝土的抗渗性对耐久性的影响最大，可以说它是耐久性的第一道防线。混凝土的渗透性越低，即抗渗性能越好，混凝土的耐久性越好。这是因为许多有害物质是随介质渗透到混凝土内部而起破坏的，例如冻融损坏、钢筋锈蚀及至碱骨料反应等都是由于水及腐蚀性物质渗入到混凝土内部而对混凝土产生破坏作用。因此，提高混凝土的抗渗性，避免混凝土结构出现裂纹就更为重要了。我们知道，混凝土的开裂往往从表层开始，逐渐向里延伸。对于高强、高性能混凝土，结构致密，水份迁移困难。但是在干燥环境下，表层与内层的干缩值相差很大，因而控制这种收缩值来达到控制开裂的效果并不是太明显，于是我们就必须从混凝土的成份和配合比加以直接控制，并且选用混凝土的合理保护层厚度及允许的裂缝宽度值。研究表明，改善混凝土抗渗性的措施主要有下面几个方面。

⑴降低水灰比；⑵高性能混凝土的密实化，包括选择原材料、骨料具有最佳的颗粒形状、级配和最大密度；⑶外加密实材料，如掺加粉煤灰、硅灰、磨细矿渣等，同时附以高效减水剂；⑷改变胶凝材料种类；⑸对混凝土表面进行处理，如涂层，有效防止侵蚀介质侵入。

结语

混凝土结构的耐久性是一个非常复杂的问题，结构没有达到应有的耐久性能，绝对不可能仅仅是某一个原因所造成的，而是涉及外部环境、材料自身、设计构造、施工管理等多种因素。混凝土结构耐久性研究工作在前人的不懈努力下，已经取得了重大进展和丰硕成果，但仍有许多不完善的地方需要进一步深入探索。关于混凝土耐久性的研究一定会随着科技的发展而愈加深入，各式新材料和新技术的不断研发和投入使用也会使得混凝土的耐久性不断提高。

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