浅谈混凝土耐久性

1、浅谈混凝土耐久性摘要混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵挡各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。影响结构耐久性的因素许多，砼质量及其庇护层是内在因素；环境与载荷作用则是外在因素，不同的缘由会造成不同的后果。首先争论了混凝土耐久性的概念，接着分析了混凝土冻融作用破坏机理分析混凝土缺陷检测提高混凝土耐久性的措施，最后做了总结。 关键词混凝土 混凝土耐久性 混凝土冻融 混凝土缺陷检测 结构耐久性 一、混凝土耐久性的概念 混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其平安性、正常使用和可采纳的外观能力。现行国家标准混凝土结构设计规范(

2、GB50010-2022)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。但现行设计规范只划分成两个极限状态，即承载能力极限状态和正常使用极限状态，而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中。且以构造要求为主。混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅包括结构的平安性，而且更多地体现在适用性上。 二、混凝土冻融作用破坏机理分析 混凝土的抗冻性是混凝土受到物理作用(干湿变化、温度变化、冻融变化等)后反映混凝土耐久性的重要指标之一。混凝土冻融作用破坏机理是混凝土在其冻融的过程中，遭遇的破坏应力主要由两部分组成。其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物

3、态变化，由水改变成冰，体积膨胀9%，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔四周的微观结构中产生拉应力；其二是当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中迁移和重分布引起的渗管压。因为表面张力的作用，混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减小而降低。当胶凝孔水形成冰核的温度在-78 以下时，由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外胶凝不断增大，形成更大膨胀压力，当混凝土受冻时，这两种压力会损伤混凝土内部微观结构，当经过反复多次的冻融循环以后，损伤逐步堆积不断扩大。进展成相互连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，最后甚至彻低丧失。 三、混凝土缺陷检测

4、（一）声放射法。声放射法是利用材料或结构受力时发出瞬态振动现象的原理，在混凝土构件表面的不同部位上放置声传感器，并将传感器与信号放大器、信号调整器和磁带记录仪等组成测量系统。当混凝土构件受力产生的应变超过其弹性极限点时就会产生小振幅弹性波，波向构件表面传扬，会被放置在构件表面上的传感器探测到，按照不同探测位置上的应力波到达时光差可以决定变形点的位置，即混凝土构件因为受力而发生损伤的位置。用声放射法可以检测结构遭遇损伤的程度。但是，该方法只能在结构变形和应力增强时才干应用，在静荷载下不能单独测量混凝土的损伤或破坏。 （二）雷达法。雷达法是利用频率为1001200MHz的电磁波扫描混凝土构件表面，

5、当混凝土构件存在孔洞、裂缝、分层等缺陷时，雷达扫描波形图会发生转变，按照雷达扫描波形图，即可分析混凝土的缺陷。 （三）红外线热谱法。红外线热谱法又称红外扫描，是通过测量和记录混凝土结构热放射来分析推断混凝土构件缺陷的方法。当混凝土中存在裂缝或不继续时，扫描仪上将显示完好和有缺陷混凝土热放射的差异。 四、提高混凝土耐久性的措施 （一）预防钢筋的锈蚀。常用的方法有环氧涂层钢筋，采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋庇护层能长期庇护钢筋使其免遭腐蚀。此外，在混凝土表面涂层也是简便有效的方法，但涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。还可掺加高效减水

6、剂，在保证混凝土拌和物所需流淌性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率，特殊是毛细孔隙率大幅度降低。还可研究新技术，开辟新产品，如耐锈钢筋、阻锈钢筋等。 （二）避开或减轻碱集料反应。混凝土碱集料反应危害很大，一旦发生很难修复。当混凝土使用有碱活性反应的骨料时，务必从协作比动身，严格控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性。此外，外加剂特殊是早强剂带来高含量的碱，为预防碱集料反应，在设计上应对外掺剂的使用提出要求。 （三）加强施工管理。严格控制施工协作比，搅拌务必匀称，振捣务必到位，要严格遵守养护制度，可以用表面养护剂来改善养护条件，提高保水性，加速表面硬化。混凝土构件的侵蚀

7、病害都是从表面开头的，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增加表面密实度，也可采用表面浸渍和表面涂覆的手段来降低混凝土表面渗透性。 （四）防止混凝土的冻融破坏。混凝土的组成、协作比、养护条件和密实度确定了其在饱水状态下抵挡冻融破坏的能力，目前惟独加气混凝土才干有效提高混凝土的抗冻性。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。一般引气量4%-8%，同时，应避开采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量匀称分布的细微气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小WC，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。 （五）拌合及养护用水。混凝土拌合及养护用水，应考虑其

8、对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质状况，防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。海水中含有硫酸盐、镁盐和氯化物，除了对水泥石有腐蚀作用外，对钢筋的腐蚀也有影响，因此在腐蚀环境中的混凝土不宜采用海水拌制和养护。 （六）针对不同的腐蚀环境应设计不同的庇护层厚度。如一类环境(室内正常环境)，设计使用年限为100年的结构混凝土应符合下列规定：混凝土庇护层厚度应按规范的规定增强40%；当实行有效的表面防护措施时，混凝土庇护层厚度可适当削减。混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝。当务必有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。 五、总结 混凝土结构的耐久性是一个涉及环境、材料、设计、施工等多种因素的复杂问题，要解