混凝土技术发展的一个终极目标是最大限度地延长其使
用寿命，也即耐用性（Ｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ）问题。这就对混凝土的长期性能特别是耐久性提出了更高的要求。另外一个很重要的问题是混凝土技术的可持续发展，其目标就是要使混凝土技术的发展与资源、环境等实现良性循环，尽量减少造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾，大量利用优质的工业废弃物和矿石，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染［１］。
１混凝土的耐久性
混凝土的耐久性可定义为“在使用过程中经受气候变化、化学侵蚀、磨蚀等各种破坏因素的作用而能保持其使用功能
的能力”［２－３］
。一般混凝土建筑物的使用寿命要求在５０年以上，很多国家对桥梁、水电站大坝、海底隧道、海上采油平台、核反应堆等重要结构的混凝土耐久性要求在１００年以上。气候条件适中的陆上建筑物，应要求混凝土在２００年内安全使用。我国ＧＢ５００１０—２００２《混凝土结构设计规范》规定，混凝土的耐久性设计应按照环境类别和设计使用年限进行，分为５０年和１００年２个耐久性预期目标，对于重大、重要工程应按照１００年寿命来设计混凝土。近几年来，我国已有不少工程的混凝土设计寿命达到１００年，这些工程大都结合环境条件和特点，采取专门有效的措施，以充分保证混凝土工程的耐久
性设计要求。比较著名的百年工程有三峡大坝、东海大桥、南
京地铁１号线、崇明越江通道北港桥梁、重庆朝天门大桥空心桥墩、杭州湾大桥等［４］。
但是近几十年以来，混凝土构筑物因材质劣化造成失效以至破坏崩塌的事故在国内外也是屡见不鲜，并有愈演愈烈之势。
国际上混凝土的大量使用始于２０世纪３０年代，到五六十年代达到高峰［１］。许多发达国家每年用于建筑维修的费用都超过新建的费用。
过去，除了大型水利工程外，我国混凝土工程的耐久性问题长期不受重视，混凝土结构没有达到预期的使用寿命，受环境作用过早破坏的实例很多，由此造成的经济损失也很大。由于许多工程设计只满足荷载要求，而没有提出耐久性的要求，使已建成的混凝土构筑物存在耐久性隐患。我国在５０年代兴建的水电站大坝有很多已经成为“病坝”，我国的混凝土工程量在改革开放３０多年来突飞猛进，可以预见，耐久性不佳的混凝土工程的劣化问题将会日趋严重。因此，混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视。１．１混凝土的耐久性破坏
混凝土耐久性涉及到混凝土性能的方方面面，是影响混凝土使用寿命的首要因素。造成混凝土耐久性不佳的原因多种多样，主要可分为：（１）物理破坏：由温度变化引起的收缩膨胀裂缝（这是由于混凝土内骨料和硬化水泥浆体不同的温度膨胀系数而引起），如冻融循环、除冰盐分对混凝土的剥蚀等；（２）化学破坏：由混凝土内部材料引起的碱骨料反应以及外部侵蚀性离子（Ｃｌ－）引起的诸如钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀（ＳＯ４２－）以
混凝土的耐久性和可持续发展问题述评
周维１，朱惠英２
（１．广西建筑工程质量检测中心，广西南宁
５３００１１；
２．广西建筑科学研究设计院，广西南宁５３００１１）
摘要：从提高混凝土耐久性和混凝土技术可持续发展方面概述现代混凝土技术的发展趋势和发展方向。混凝土技术发展的根
本方向是坚持可持续发展战略，在与地球资源环境和谐共生的发展基础上，最大限度地改善混凝土的耐久性，提高其使用寿命。
关键词：混凝土；耐久性；可持续发展中图分类号：ＴＵ５２８
文献标识码：Ａ
文章编号：１００１－７０２Ｘ（２００７）０９－００７７－０５
Ｒｅｖｉｅｗｏｆｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ
ＺＨＯＵＷｅｉ１，ＺＨＵＨｕｉｙｉｎｇ２
（１．ＧｕａｎｇｘｉＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＱｕａｌｉｔｙＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００１１，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｘｉＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００１１，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２００７－０５－１２
作者简介：周维，男，１９６５年生，广西柳州人，高级工程师。通迅联系
人：
朱惠英。
全国中文核心期刊
周维，等：混凝土的耐久性和可持续发展问题述评
及碳化（ＣＯ２）等；（３）机械破坏：冲击、磨损、流动淡水溶蚀作用、流动气体的磨蚀、冲蚀等（如道路、水利混凝土）。如何有效地预防和抵抗这些破坏因素的破坏力，是解决混凝土耐久性问题的关键。
１．２混凝土耐久性破坏常见原因
我国已故混凝土权威吴中伟院士早在１９９１年就指出［１］，近年来混凝土耐久性破坏愈趋严重的原因很多，常见的和较重要的主要有：
（１）原材料因素：如水泥因为强度提高、细度增大、硬化速度加快等因素，加剧了混凝土结构的开裂问题；优质合格的骨料资源日趋枯竭，只有采用质次或有问题的集料（如海砂、风化砂石、碱活性骨料等），对集料的质量也缺乏必要的重视；
（２）施工原因：过于追求施工进度，对混凝土工程的施工质量控制不严，也不注意对混凝土结构进行必要的养护；
（３）应用原因：现代混凝土的应用范围不断扩大，使大量混凝土工程所处的环境与使用条件日益严酷，但未认真采取相应的对策以提高其在严酷环境下的使用寿命；
（４）设计研究原因：对混凝土工程耐久性的研究试验工作大部分局限在试验室阶段，与实际使用环境脱节，更重要的是混凝土工程在设计过程中常常只考虑单一的破坏因素，忽视对实际中常发生的２个以上破坏因素引起的综合破坏作用，即对混凝土耐久性综合症缺少认识。
１．３混凝土耐久性研究存在的问题
混凝土耐久性问题自２０世纪５０年代提出，受到世界各国的广泛重视，几十年来各国混凝土行业工作者进行了大量的基础试验研究工作，获得了一定的成果，有些成果对一些常见的耐久性问题的解决起到了显著作用：如引气剂对提高混凝土抗冻性的作用；限制水泥和混凝土中的碱含量对碱－集料反应的预防；活性矿物掺合料对提高抗渗性和对盐类侵蚀作用的抵抗以及对减轻碳化作用、保护钢筋以免锈蚀、抑制混凝土中的碱－集料反应以及防止淡水溶析作用和表面破坏等均提出了有效的措施。为了得到耐久性良好的混凝土，按耐久性设计混凝土和预测混凝土的使用寿命成为耐久性研究的主要内容和最终目标。但是我们也应该看到，由于研究内容的片面性和理论深入不够以及研究方法存在的局限性和缺陷性［５］，使得大量基础的耐久性研究成果对解决实际混凝土工程耐久性问题的成效不大，也使当前的混凝土耐久性问题呈现越来越严重的趋势。主要表现在：（１）针对单一破坏的因素研究较多，而忽略了常常在建筑物中出现的多因素共同作用的研究；（２）很多试验是在实验室加速试验条件下得到的，与混凝土实际使用环境相差甚远，使试验结果无法进行比对。典型的如骨料碱活性反应快速检测法（ＡＳＴＭＣ１２６０，南非快速砂浆棒法
等），该方法是将试件浸泡在８０℃１Ｎ的ＮａＯＨ溶液中进行测试，试验条件十分严酷，与混凝土实际环境条件相差甚远；（３）材料因素研究得多，结构因素研究得少，基础理论的研究更少，缺乏定量研究，更缺少区分不同体系、不同结构的材料在耐久性能上差别的对比。
１．４常见的耐久性综合症
实际混凝土工程中的耐久性问题相对比较复杂，常常不是单一出现的，而是多种因素共同作用的结果，因此，有必要充分了解混凝土中的耐久性综合作用因素。混凝土工程中出现的常见耐久性综合症如下：
（１）碳化与钢筋锈蚀；
（２）冻融循环（包括海水冻融）与钢筋锈蚀；
（３）盐类腐蚀与钢筋锈蚀；
（４）盐类腐蚀与冻融循环、机械力破坏；
（５）盐类腐蚀中ＳＯ４２－、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－作用的综合叠加效应引起混凝土的快速破坏；
（６）缓慢延续的碱－集料反应与其它破坏作用的综合和叠加。
研究防治混凝土耐久性综合症，必须弄清楚破坏作用的主次和先后，并对几种因素的共同作用，尤其是叠加效应加以研究。叠加效应相对比较复杂，有时还会出现负叠加，即互相抵消的特殊现象。
混凝土中以碱－集料反应为主因及导因的耐久性综合症现象十分普遍，具体表现在：
（１）碱－集料反应＋钢筋锈蚀：前者是导因，碱－集料反应引起开裂导致钢筋锈蚀，造成严重破坏；
（２）碱－集料反应＋冻融循环：我国北方有几处机场跑道因碱－集料反应而开裂，加速了冻融破坏；
（３）碱－集料反应＋海水腐蚀：如日本冲绳岛海港的混凝土结构破坏；
（４）碱－集料反应＋机械力（包括冲击、磨损、疲劳等）破坏：如日本阪神高速公路梁、柱、桥面等；
（５）碱－集料反应＋除冰盐＋钢筋锈蚀：如北京、天津等地的立交桥破坏等。
因此，在对混凝土按耐久性进行设计和寿命预测方面，应综合考虑各种不同的破坏因素，并根据经验、同类材料的性能、快速试验结果以及混凝土工程暴露的环境条件等，对所设计的混凝土工程的耐久性进行预测。
１．５提高混凝土耐久性的途径
混凝土的耐久性是一个十分复杂的综合性问题，不仅与所使用的材料本身有关，还与混凝土结构所处的环境条件（包括温湿度、结构物周围的水和土壤中的侵蚀性离子、空气中的
周维，等：混凝土的耐久性和可持续发展问题述评
侵蚀性成分等）紧密相连，因此要系统提高混凝土的耐久性，必须先将环境条件调查清楚，再结合混凝土所采用的材料进行耐久性设计。
（１）修订现行的设计及施工规范，将对工程结构的耐久性要求纳入相应的标准及规程中。这方面的工作最近几年已经开展，已将一般混凝土结构的５０年和１００年的耐久性要求列入了相应的建筑设计及验收规范中，如ＧＢ／Ｔ５０３６２—２００５《住宅性能评定技术标准》、ＧＢ５００１０—２００２《混凝土结构设计规范》以及ＧＢ５０００３—２００１《砌体结构设计规范》等。
（２）从设计阶段入手，混凝土工程结构除了按强度设计，保证受力安全外，还必须根据结构物使用环境按耐久性设计，以保证工程的使用寿命。这是混凝土耐久性研究的发展趋势，已经成为当前最活跃的混凝土技术研究方向之一。
日本是最早对混凝土耐久性设计和预测进行研究的国家，已有系统的设计纲目和预测参数。根据日本专家调查得出的各类混凝土的实际使用寿命为［５］：一般混凝土制品２０年、桥梁工程寿命５０年、混凝土坝寿命１００年，并以此制定了钢筋混凝土建筑物的设计寿命。系统的耐久性设计纲目基本内容包括：（１）按照建筑物的劣化状态将耐久性设计目标分为１００、６５、３０年３个等级；（２）劣化外力分为一般劣化外力和特殊劣化外力；（３）相应的设计施工标准方法。
英国在２０世纪８０年代修订的混凝土结构规范中增加了大量的耐久性条款，根据暴露环境条件的严酷程度对最小保护层厚度、混凝土强度、抗冻性、最大水灰比、水泥品种、最小水泥用量、最大胶结材料用量（水泥＋矿物掺合料）、引气量、集料要求等等都作了具体规定，对按照耐久性要求设计混凝土结构工程起到了很好的指导作用。
我国的黄士元、刘崇熙等专家于２０世纪９０年代初就提出了“按耐久性设计混凝土”的思想，经过１０多年的发展，越来越为建筑工程界和材料界所认识。但是总的说来，我国在按耐久性设计混凝土方面还有大量的工作和实际问题需要不断研究和解决。
（３）在政府的领导下，建立地方混凝土耐久性专家组，系统研究对本地区混凝土耐久性有重大影响的各种因素，并提出指导性意见。
混凝土耐久性研究涉及因素繁多，既包括材料科学的基础研究，也涉及恶劣环境对混凝土的侵蚀作用，而且我国幅员辽阔，各地原材料性能差异很大，制定全国统一的指导性文件，各地在实施过程中难免会遇到种种困难。因此，有必要在地方政府的领导和扶持下，集中有限的人力、物力和财力，成立一个以混凝土耐久性专家小组为核心的地方科研基地，这个科研基地可以依托科研院所或高等院校，结合本地实际，对
本地区的经济和社会发展影响较大的重要混凝土结构工程进行全面调查，并对原材料进行试验研究，为本地区混凝土工程的耐久性设计从材料筛选到工程施工提供指南。这方面英国有着十分成功的先例：英国混凝土协会依托ＢＲＥ（土木工程研究机构），组成各个专家小组，对混凝土技术的方方面面都做了详尽的调查研究和试验工作，发布了很多技术报告，如“ＴＲ３０－碱骨料反应：如何降低其对混凝土的危害”，“ＴＲ４０–粒化高炉矿渣和粉煤灰在混凝土中的应用”等。ＢＲＥ对碱骨料反应也做了深入的研究，制作了５０ｃｍ×５０ｃｍ×５０ｃｍ的大型混凝土试件放置在室外大气环境下，对潜在碱活性骨料和矿物掺合料对碱骨料反应的抑制作用进行长期的监测，已经历时２０余年。这些长期试验的数据具有很高的实用价值，可与实验室快速法试验结果进行比对，进而科学预测混凝土结构的使用寿命。
２混凝土技术的可持续发展
可持续发展的本质是努力应用科学的、技术的和经济的知识，去纠正由于无节制的技术激增所造成的负面后果。可持续发展的主要方面是通过保护和减少浪费来更有效地利用能源和材料的更大循环利用［１］。由此可见，混凝土技术可持续发展的出路就是利用现代混凝土科学技术增加混凝土的使用寿命，尽量减少造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾，大量利用优质的工业废弃物和矿石，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染。可持续发展的根本出路是混凝土的高性能化和绿色化。
２．１高性能混凝土（ＨＰＣ）
２．１．１高性能混凝土概念
ＨＰＣ是１９９０年由美国学者首先提出的，由于其具有良好的耐久性和优异的工作性和物理力学性能，一问世就广泛受到工程界的高度重视和关注，美、法、日、加拿大等发达国家都把ＨＰＣ作为跨世纪的新材料而投入大量的人力、资金进行研究，西方学者更是将ＨＰＣ称为２１世纪的混凝土。
ＨＰＣ与普通混凝土的不同之处是普通混凝土的设计是以强度作为主要控制指标，而ＨＰＣ则是以耐久性作为主要控制指标，强度只起从属的作用。高强度不一定高性能，而高性能必须要求混凝土具有较高的密实度和抗渗能力，因此其强度也不会太低。国内外研究资料表明，ＨＰＣ具有优良的抗渗、抗冻性，并能抑制碱－骨料反应，抗碳化能力、抗Ｃｌ－渗透性及耐蚀性均有大幅度提高，徐变和干缩性能也有较大改善。但是ＨＰＣ也存在着自收缩问题，其对混凝土长期性能的影响，尚待进一步研究，而且ＨＰＣ的强度越高，脆性越大也面临着掺入纤维改性的问题。
在我国，ＨＰＣ目前已在上海、北京、广东等经济发达地区的不少重要工程中被采用，并在高层建筑、大跨度桥梁、海上建筑、漂浮结构等工程中显示出其独特的优越性。在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面具有明显的效益。２００６年３月１日实施的ＧＢ／Ｔ５０３６２—２００５《住宅性能评定技术标准》［６］标准中的经济性能评定把高强高性能混凝土的使用列入了建筑设计施工新技术（“节材”方面）的一项重要的评定内容。２００６年６月１日实施的ＧＢ／Ｔ５０３７８—２００６《绿色建筑评价标准》中的节材与材料资源利用也要求建筑结构材料合理采用高性能混凝土。因此，研究开发及应用高性能混凝土对提升建筑技术的整体水平，确保混凝土工程的耐久性十分必要，且具有十分重要的现实意义。
２．１．２混凝土高性能化的技术途径
ＨＰＣ根据不同用途要求，应保证混凝土的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性以及经济合理性等［６－７］。要实现其所具有的多种性能，就必须严格控制混凝土生产过程的各环节，控制水胶比、选用优质原材料，并必须掺加一定数量的矿物细掺料和高效减水剂。
正确选择原材料：除选用优质的硅酸盐水泥和骨料外，还必须添加超细矿物质掺合料和新型高效减水剂，后两者的综合作用强化了混凝土中的水泥浆体与骨料之间的过度区，改善了水泥石的孔结构，提高了水泥石的密实度，从而赋予混凝土高性能。
合理的工艺参数：控制水灰比小于０．４；粗骨料体积分数０．４左右、最大粒径不大于２５ｍｍ；砂率３４％￣３９％；胶凝材料（水泥＋矿物细掺料）用量不超过５００￣６００ｋｇ／ｍ３；掺加０．８％￣１．４％的高效减水剂。
适宜的施工工艺及控制：采用强制式搅拌机、泵送施工、高频振动、控制塌落度损失，并对混凝土进行严格养护。２．１．３ＨＰＣ实际工程应用情况及施工应注意的问题（１）ＨＰＣ的应用：１０多年来ＨＰＣ得到了广泛应用，其代表工程有：上海金茂大厦Ｃ６０混凝土、深圳地王Ｃ６０混凝土、上海东方明珠电视塔Ｃ６０混凝土、首都机场新航站楼Ｃ５０￣Ｃ６０混凝土、广州虎门大桥Ｃ５０混凝土、美国西雅图双联广场Ｃ１３５混凝土以及美国芝加哥３１１瓦克大厦Ｃ８５混凝土等。
（２）施工注意问题：ＨＰＣ的施工质量控制比普通混凝土要严格得多，在施工过程中特别要严格控制混凝土中的用水量，因为ＨＰＣ水灰比小、用水量少，用水量的微小变化会影响其强度及工作性。还有就是养护问题，ＨＰＣ必须尽早进行潮湿养护，直至其抗拉强度足以抵抗开裂为止。养护过程中还必须从外界补充水分，当水化反应进行到一定的程度时，必须洒水养护，可采用湿麻袋或湿纺织袋覆盖混凝土表面，其上压塑料块，塑料板下铺设打孔软管，注入水以保持麻袋长期的湿润。
２．２绿色混凝土
绿色混凝土概念是由吴中伟院士在１９９７年提出的，它具有比传统混凝土更高的强度和耐久性，可以实现非再生性资源的可循环利用和有害物质的最低排放，既能减少环境污染，又能与自然生态系统协调共生。绿色混凝土的环境协调性是指对资源和能源的消耗少、对环境污染小和循环再生利用率高。此外，绿色混凝土还具有自适应性，也即具有满意的使用性能，又能够改善环境，具有感知、调节和修复等机敏特性［８］。
绿色混凝土的主要特点有：（１）最大限度地降低水泥用量，大量利用工业废料；（２）与传统混凝土相比，具有更加良好的力学性能和耐久性；（３）具有与自然环境的协调性，减轻对环境的负荷，实现非再生资源的可循环使用，节省能源及还物质的“零排放”；（４）能够为人类提供温和、舒适、便捷和安全的生存环境。
２．２．１绿色混凝土的发展方向
绿色混凝土作为绿色建材的一个分支，自２０世纪９０年代以来，国内外对此开展了广泛深入的研究，主要包括绿色高性能混凝土、再生骨料混凝土、环保型混凝土和机敏混凝土等。
（１）绿色高性能混凝土（ＧｒｅｅｎＨｉｇｈＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｏｎ－ｃｒｅｔｅ，ＧＨＰＣ）。其发展方向是研制推广中低强度（如Ｃ３０￣Ｃ５０）的绿色高性能混凝土（ＨＰＣ通常的强度下限为Ｃ５０），可以大量使用包括粉煤灰、矿渣等的矿物掺合料，既有效利用了固体废弃物，又大大减少水泥用量，符合改善和保护环境的需要。
（２）再生骨料混凝土。该类混凝土可综合利用各种固体废弃物生产混凝土用的集料，减少天然砂、石资源的大量消耗。作为骨料的固体废弃物包括建筑固体废弃物、回收的碎玻璃骨料、回收的废弃轮胎，还有各种炉渣、煤矸石、矿渣等。目前再生骨料专指解体混凝土块经破碎、清洗、分级而成的骨料。
（３）生态环保型混凝土是指能够改善、美化环境，对人类与自然的协调具有积极作用的混凝土材料。该类混凝土的研究和开发刚刚起步，目前所研制和开发的主要品种有透水混凝土、绿化植被混凝土和海洋生物适应性混凝土等。２．２．２绿色混凝土的掺合料
绿色混凝土中大量使用了矿物掺合料（大都为工业废渣）作辅助胶凝材料，一方面可利废、节材（减少水泥使用量），同时还可以改善新拌混凝土的工作性、提高硬化混凝土的耐久性。
掺合料是混凝土中除水泥、水、砂、石及外加剂以外的第
周维，等：混凝土的耐久性和可持续发展问题述评
６组分，主要作用是改善新拌和混凝土的物理力学性能。常用的掺合料可分为活性和非活性２类，非活性掺合料在混凝土中一般不产生火山灰反应，或反应十分缓慢，如磨细石英砂、石灰石和硬矿渣等；活性矿物掺合料本身不硬化或硬化速度很慢，但能与水泥水化生成的氢氧化钙发生化学反应，生成具有水硬性的胶凝材料。绿色高性能混凝土所采用的掺合料通常选用活性矿物掺合料，且多为工业废料，如粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰、偏高岭土或它们的复合物。
（１）粉煤灰
全国每年粉煤灰的排放量约为２亿ｔ，不仅造成严重的环境污染，且占用大量土地进行堆放和填埋。对于粉煤灰在混凝土中的应用，国内外已进行了大量的试验研究，其应用技术已比较成熟，比较一致的在混凝土中粉煤灰的作用主要有：可控制大体积混凝土的温升；可广泛应用与隧道工程、对耐久性要求较高的地下及海洋环境以及水电工程中，掺量可达２５％～４０％；可抑制混凝土的碱骨料反应，但要注意其使用的适宜掺量和对其细度的要求。在水工混凝土生产中均大量使用粉煤灰抑制潜在的碱骨料反应，如三峡工程建设中普遍采用Ｉ级粉煤灰作为掺合料。
（２）粒化高炉矿渣
粒化高炉矿渣是以硅铝酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后得到的副产品。粒化高炉矿渣具有潜在水硬性，是水泥和混凝土的优质掺合料，在水泥混凝土中的应用技术也比较成熟，其在混凝土中的掺量一般比粉煤灰大，既可用于混凝土中，也可以用来生产矿渣水泥。
英国生产的矿渣水泥中矿渣的掺量是０～６５％，低热矿渣硅酸盐水泥中的矿渣用量为５０％～９０％［９］。在英国，矿渣在混凝土中的最大掺量已达到６０％～７０％，掺量为７０％时可配制Ｃ３０￣Ｃ４５标号的各种混凝土，且混凝土的工作性良好。目前掺矿渣的混凝土占全英预拌混凝土产量的２０％。
国内自２０世纪９０年代开始对高炉矿渣及其配制的混凝土进行研究，并于２０００年颁布了ＧＢ／Ｔ１８０４６—２０００《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》。磨细的粒化高炉矿渣性能优异，作为混凝土的矿物掺合料可等量替代水泥，并能显著改善混凝土的综合性能，如改善混凝土拌合物的和易性、降低混凝土中水泥的水化热温升、提高混凝土的抗腐蚀性能和耐久性、提高混凝土的后期强度等等。
（３）硅灰
硅灰是生产硅和硅合金时的副产品，色呈浅灰到深灰，颗粒平均粒径在０．１μｍ左右，是水泥平均粒径的１％～２％。由于其超细特征和高硅含量（９０％以上），因此，具有显著的火山灰活性材料特征，主要用于配置高强、高抗化学侵蚀性以及高抗冲磨性能的混凝土，掺量一般为水泥用量的５％～１５％。由于硅灰的比表面积大，因此，其需水量较大，作为混凝土掺合料使用时，一般需同时使用高效减水剂，以保证混凝土的和易性。混凝土中掺入硅灰后，可以改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性；显著提高混凝土强度，适宜配制高强、超高强度混凝土；改善混凝土中的孔结构，提高混凝土的抗渗、抗冻及抗腐蚀性；抑制混凝土的碱骨料反应。
（４）其它
上述常用的混凝土矿物掺合料不仅可以单独使用，还可以２种或多种复合使用，以获得早期和长期强度的增长以及良好的耐久性。此外，还有沸石粉、偏高岭土、城市垃圾焚烧炉底渣（灰）、磨细回收的废弃玻璃粉等也可作为掺合料使用于混凝土中。
３结语
作为用量最大、应用面很广的人造工程材料，混凝土不仅是资源和能源的消耗大户，还给地球环境和人类的居住空间带来了很大的负面影响。因此，在混凝土技术的发展进程中一定要坚持可持续发展原则，在不断提高混凝土使用寿命的同时，最大限度地提高混凝土的各种性能，并大量利用各种工业和城市废弃物，将混凝土技术绿色化，使其对环境的污染减少到最低，同时提高混凝土与人类环境相结合的水平。
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［９］朱惠英．英国混凝土技术现状及研究动态简介［Ｊ］．混凝土，２００２（６）：１６－１９．!
周维，等：混凝土的耐久性和可持续发展问题述评
混凝土技术发展的一个终极目标是最大限度地延长其使 用寿命，也即耐用性（Ｓｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ）问题。这就对混凝土的长期性能特别是耐久性提出了更高的要求。另外一个很重要的问题是混凝土技术的可持续发展，其目标就是要使混凝土技术的发展与资源、环境等实现良性循环，尽量减少造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾，大量利用优质的工业废弃物和矿石，尽量减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染［１］。 １混凝土的耐久性 混凝土的耐久性可定义为“在使用过程中经受气候变化、化学侵蚀、磨蚀等各种破坏因素的作用而能保持其使用功能 的能力”［２－３］ 。一般混凝土建筑物的使用寿命要求在５０年以上，很多国家对桥梁、水电站大坝、海底隧道、海上采油平台、核反应堆等重要结构的混凝土耐久性要求在１００年以上。气候条件适中的陆上建筑物，应要求混凝土在２００年内安全使用。我国ＧＢ５００１０—２００２《混凝土结构设计规范》规定，混凝土的耐久性设计应按照环境类别和设计使用年限进行，分为５０年和１００年２个耐久性预期目标，对于重大、重要工程应按照１００年寿命来设计混凝土。近几年来，我国已有不少工程的混凝土设计寿命达到１００年，这些工程大都结合环境条件和特点，采取专门有效的措施，以充分保证混凝土工程的耐久 性设计要求。比较著名的百年工程有三峡大坝、东海大桥、南 京地铁１号线、崇明越江通道北港桥梁、重庆朝天门大桥空心桥墩、杭州湾大桥等［４］。 但是近几十年以来，混凝土构筑物因材质劣化造成失效以至破坏崩塌的事故在国内外也是屡见不鲜，并有愈演愈烈之势。 国际上混凝土的大量使用始于２０世纪３０年代，到五六十年代达到高峰［１］。许多发达国家每年用于建筑维修的费用都超过新建的费用。 过去，除了大型水利工程外，我国混凝土工程的耐久性问题长期不受重视，混凝土结构没有达到预期的使用寿命，受环境作用过早破坏的实例很多，由此造成的经济损失也很大。由于许多工程设计只满足荷载要求，而没有提出耐久性的要求，使已建成的混凝土构筑物存在耐久性隐患。我国在５０年代兴建的水电站大坝有很多已经成为“病坝”，我国的混凝土工程量在改革开放３０多年来突飞猛进，可以预见，耐久性不佳的混凝土工程的劣化问题将会日趋严重。因此，混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视。１．１混凝土的耐久性破坏 混凝土耐久性涉及到混凝土性能的方方面面，是影响混凝土使用寿命的首要因素。造成混凝土耐久性不佳的原因多种多样，主要可分为：（１）物理破坏：由温度变化引起的收缩膨胀裂缝（这是由于混凝土内骨料和硬化水泥浆体不同的温度膨胀系数而引起），如冻融循环、除冰盐分对混凝土的剥蚀等；（２）化学破坏：由混凝土内部材料引起的碱骨料反应以及外部侵蚀性离子（Ｃｌ－）引起的诸如钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀（ＳＯ４２－）以 混凝土的耐久性和可持续发展问题述评 周维１，朱惠英２ （１．广西建筑工程质量检测中心，广西南宁 ５３００１１； ２．广西建筑科学研究设计院，广西南宁５３００１１） 摘要：从提高混凝土耐久性和混凝土技术可持续发展方面概述现代混凝土技术的发展趋势和发展方向。混凝土技术发展的根 本方向是坚持可持续发展战略，在与地球资源环境和谐共生的发展基础上，最大限度地改善混凝土的耐久性，提高其使用寿命。 关键词：混凝土；耐久性；可持续发展中图分类号：ＴＵ５２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－７０２Ｘ（２００７）０９－００７７－０５ Ｒｅｖｉｅｗｏｆｄｕｒａｂｉｌｉｔｙａｎｄｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ ＺＨＯＵＷｅｉ１，ＺＨＵＨｕｉｙｉｎｇ２ （１．ＧｕａｎｇｘｉＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＱｕａｌｉｔｙＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００１１，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｕａｎｇｘｉＢｕｉｌｄｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｎｉｎｇ５３００１１，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ） 收稿日期：２００７－０５－１２ 作者简介：周维，男，１９６５年生，广西柳州人，高级工程师。通迅联系 人： 朱惠英。 全国中文核心期刊
④ XXXXXXX（XX）现代远程教育 毕业设计（论文）题目：浅谈混凝土结构耐久性问题 学习中心：XXXXXX 年级专业：函授XXX 专升本 学生姓名：XXX 学号：XXXXXXXXX 指导教师：X X X职称：副教授 导师单位：威海职业学院 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院 论文完成时间：2012 年 6 月30 日
XXXXXXX（XX）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员xxx 1．设计(论文)题目：浅谈混凝土结构耐久性问题 2．学生完成设计(论文)期限：2012 年 1 月30 日至2012 年6 月30 日3．设计(论文)课题要求： 1）、重点论述提高我国中小型出口企业国际竞争力的对策 2）、论文字数不少于6000字。 3）、论文要求结构完整，思路清晰，论据缺凿，论点明确，有说服力。 4）、要从安全角度分析，从各个方面去论述。 5)、针对论文所重点阐述的内容，广泛查阅相关资料，为论文的写作奠定坚实的基础，提供有力的证据。 4．实验（上机、调研）部分要求内容： 如果条件具备，可深入企业进行实际调研，写出调研报告，为论文写作提供充分的素材 5．文献查阅要求： 广泛查阅与本文相关的文献材料，为论文写作奠定坚实的基础，通知注意文献材料的真实性。 6．发出日期：2012 年 1 月30 日 7．学员完成日期：2012 年 6 月30 日 指导教师签名： 学生签名：
摘要 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安全性、正常使用和可接受的外观能力。影响混凝土结构耐久性的因素有很多，本文通过从混凝土的渗透破坏、冻融破坏、侵蚀性介质的腐蚀、碱骨料反应、碳化和钢筋锈蚀六个方面论述了混凝土发生耐久性失效的原因及影响因素，对混凝土耐久性问题进行了研究。最终提出从混凝土材料的选择、结构设计和质量的生产控制三方面进行提高混土耐久性的处理措施。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用，随着混凝土结构应用领域越来越广泛，大量的混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限，混凝土耐久性发生失效现象日趋严重。 关键词：混凝土；耐久性；影响因素；措施
钢筋混凝土耐久性的影响因素及对策研究 关键词：钢筋混凝土；耐久性；影响因素 长期以来，混凝土作为土建工程中用途最广，用量最大的建筑材料之一，在近百年的发展中，其强度不断提高。但是，在提出高强度的同时，混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注。 人们一直以为混凝土是非常耐久的材料，直到20世纪70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后20~30年，甚至在更短的时期内就出现劣化。 我国建设部的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50 年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。 当前，我国的基础设施建设工程规模宏大，投入资金每年高达2万亿元人民币以上，约30~50 年后，这些工程将进入维修期，所需的维修费或重建费用将更为巨大。有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性问题，迎接我们的还会有“大修”20 年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。因此，提高混凝土耐久性，延长工程使用寿命，尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续发展战略的关键。 1 影响钢筋混凝土耐久性的因素及其破坏机 1.1 混凝土耐久性的概念 混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内，在正常维护下，必须保持适合于使用，而不需要进行维修加固，即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下，仍能保持原有性能的能力。混凝土工程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，这一正常功能不仅仅包括结构的安全性，而且更多地体现在适用性上。混凝土耐久性主要包括以下几方面：一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。抗渗性对混凝土的耐久性起着重要的作用，因为抗渗性控制着水分渗入的速率，这些水可能含有侵蚀性的化合物，同时控制混凝土受热或受冷时水的移动。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下，经受多次抵抗冻融循环作用，能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区，尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土，要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中，有可能遭受化学侵蚀而破坏。一般的化学侵蚀有水泥浆体组分的浸出、硫酸盐侵蚀、氯化物侵蚀、碳化等。四是碱集料反应。某些含有活性组分的骨料与水泥水化析出的KOH和NaOH 相互作用，对混凝土产生破坏性膨胀，是影响混凝土耐久性最主要的因素之一。 1.2 影响混凝土耐久性的主要因素 一般混凝土工程的使用年限约为50~100年，但实际中有不少工程在使用10~20年，有的甚至在使用几年后即需要维修，这就是由于混凝土耐久性低（不足）造成的。影响混凝土耐久性的原因错综复杂，除去社会因素、人为因素外，技术方面的主要因素有以下几点。 1.2.2 混凝土的碳化 混凝土的碳化又称为混凝土的中性化，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中。它是空
《桥梁混凝土结构耐久性施工方案》 一、编制说明 根据施工设计图提供技术参数及资料，本工程地处多为盐碱和盐 碱水环境，其地质多为海相沉积形成，富含Cl- SO2等多种离子。工 程处于寒冷地区，雨雪天后为保证通行主要市区道路和部分公路都喷 洒化冰盐水；本工程桥梁结构所处的环境类型为Ⅱ类，根据工程地 质勘察本场地河水、地下水及基土对混凝土存在微腐蚀性，对钢筋混 凝土结构中的钢筋具弱等腐蚀性，本工程设计基准使用100年。因此 确定桥梁各部位防腐等级如下：钻孔灌注桩、墩柱、桥墩、桥台按不 低于环境作用等级C级采取防护。 二、根据混凝土防腐设计设计图依据工程施工规范标准： 1、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011） 2、《公路工程混凝土结构防腐技术规范》（JIC/TB07-01-2006） 3、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015) 4、《混凝土耐久性检验评定标准》(JGJ/T193-2009) 5、《混凝土外加剂》（BG8706-2008） 6、《天津市钢筋混凝土耐久性设计规程》（DB/29-165-2006） 7、《天津市市政工程施工技术规范》（DB29-75JI0406） 8、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）
9、《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/50080-2016） 10、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》 （GB/T5008-2016） 11、《普通混凝土拌合物力学试验方法标准》 （GB/T5008-2016） 12、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣》 （BG/T18046-2008） 13、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（BG/T1596-2005） 14、《混凝土拌合水标准》（JGJ63-2006） 15、《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2018） 16、《公路桥涵施工技术规范》（JTG/F50-2011） 三、防腐混凝土耐久性配合比选择： 充分考虑混凝土配合比试配时的指标：电通量、抗冻性、抗裂性、密实性、耐磨性、耐蚀性、抗碱-骨料反应检验满足工程要求。所以在钻孔桩配合比中掺加粉煤灰，增加混凝土流动度和易性，便于工程施工。对于墩柱掺加粉煤灰、磨细矿渣粉使混凝土更加密实内实外光、色泽一致。预制梁或现浇箱梁掺加磨细矿渣粉降低水化热又能增加其强度。根据拌
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：混凝土结构耐久性浅谈 学习中心： 层次：专科起点本科 专业：土木工程 年级： 学号： 学生： 指导教师： 完成日期：2013 年11 月14 日
混凝土结构耐久性浅谈 内容摘要 混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点, 而成为重要的建筑材料, 其应用范围十分广泛。作为目前世界最大宗的人造建筑材料, 其在给人类带来巨大文 明进步的同时 , 也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。传统意义上的混 凝土由于自身结构材料和使用环境的特点, 还存在着严重的耐久性问题, 已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展的要求。因此, 提高混凝土的耐久性是实现混凝土 环保化、节约化的积极有效措施。本文综述了耐久性对混凝土的重要意义, 并着重分析了影响混凝土耐久性的主要因素。最后介绍了目前世界上提高混凝土的耐久 性的研究结果以及目前国际上对混凝土的耐久性设计要求。 关键词：耐久性；混凝土；影响因素
混凝土结构耐久性浅谈 目录 内容摘 要 .................................................. ..................................................... ....................I 引言......................................... ......................................... ......................................... . 1 1 绪论......................................... ......................................... ......................................... . 2 1.1 混凝土耐久性问题的提出................................................... (2) 1.2 混凝土耐久性的概 念 .................................... ........................................ (2) 2 混凝土结构耐久性问题的分 析 ........................................... (3) 2.1 混凝土冻融破 坏 .................................... ........................................ (3) 2.1.1 破坏机 理 .......................... ............................. ............................. (3) 2.1.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2 混凝土渗透破 坏 .................................... ........................................ (4) 2.2.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3 碱骨料反 应 ..................................... ........................................ (5) 2.3.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4 混凝土的碳 化 .................................... ........................................ (6) 2.4.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4.2 影响因 素 .......................... ............................. ............................. (7) 2.5 钢筋锈 蚀 ..................................... ........................................ (7) 2.5.1 破坏原 因 .......................... ............................. ............................. (7) 影响因 素 ..........................
影响混凝土强度的主要因素 1.影响混凝土强度的因素很多，从内因来说主要有水泥强度、水灰比和骨料质量。 水泥强度和水灰比： 混凝土的强度主要来自水泥石以及与骨料之间的粘结强度。水泥强度越高，则水泥石自身强度及与骨料的粘结强度就越高，混凝土强度也越高。试验证明，混凝土与水泥强度成正比关系。水泥完全水化的理论需水量约为水泥重的23%左右，但实际拌制混凝土时，为获得良好的和易性，水灰比大约在0.40--0.65之间，多余水分蒸发后，在混凝土内部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小。另一方面，多余水分在混凝土内的迁移过程中遇到粗骨料时，由于受到粗骨料的阻碍，水分往往在其底部积聚，形成水泡，极大地削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。因此，在水泥强度和其他条件相同的情况下，水灰比越小，混凝土强度越高，水灰比越大，混凝土强度越低。但水灰比太小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。试验证明，在相同的情况下，混凝土的强度( Mpa)与水灰比呈有规律的曲线关系，而与灰水比则成线性关系。 2 影响强度的其它因素
为了使混凝土能达到预定的强度，还必须在施工中搅拌均匀、捣固密实，养护良好并使之达到规定的龄期。 （一）施工条件的影响：施工条件是确保混凝土结构均匀密实、硬化正常、达到设计要求强度的基本条件。在施工过程中必须把拌合物搅拌均匀，浇注后必须捣固密实，且经良好的养护才能使混凝土硬化后达到预定的强度。采用机械搅拌比人工搅拌的拌合物更均匀，同时采用机械捣固的混凝土更密实，因此机械捣固可适用于更低水灰比的拌合物；能获得更高的强度。改进施工工艺性能也能提高混凝土强度，如采用分次投料搅拌工艺、高速搅拌机搅拌、高频或多频振捣器振捣、二次振捣工艺都会有效的提高混凝土的强度。 （二）养护条件的影响：为了获得质量良好的混凝土，混凝土成型后必须在一定的养护条件下（包括养护温度）进行养护，目的是保证水泥水化的正常进行，以达到预定的强度和其他性能。周围环境湿度是保证水泥正常水化、混凝土顺利成型的一个重要条件。在适当的湿度下，水泥能正常水化，使混凝土强度充分发展。如果湿度不足，混凝土表面会发生失水干燥现象，迫使内部水分向表面迁移，造成混凝土结构疏松、干裂，不但降低强度，而且还将影响混凝土的耐久性能。环境温度对水泥水化作用的影响是显著的。养护温度高，可以加快水泥水化速度，混凝土早期强度高；反之，混凝土在低温下强度发展相应迟缓，尤其温度在冰点以下
混凝土的耐久性
摘要：混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。对耐久性的检测方法以及施工要求都有论述。关键词：耐久性指标，耐久性检测项目，施工要求，耐久性检验新方法。 一．背景 二．混凝土材料的耐久性指标一般包括: 1、抗渗性 2、抗冻性 3、抗侵蚀性 4、混凝土的碳化(中性化) 5、碱骨料反应 三.耐久性检测项目 1、电通量:用通过混凝土的电通量来反应混凝土抗氯离子渗透性能; 2、混凝土抗冻标号:用慢冻法测得的最大冻融循环次数来划分的混凝土抗冻性能等级; 3、混凝土抗冻等级:用快冻法测得的最大冻融循环次数来划分的混凝土抗冻性能等级; 4、抗硫酸盐等级:用抗硫酸盐侵蚀试验方法测得的最大干湿循环次数来划分的混凝土抗硫酸盐侵蚀性能等级; 5、快速氯离子迁移系数法:通过测定混凝土中氯离子渗透深度，计算得到氯离子迁移系数来反映混凝土抗氯离子渗透性。 能的试验方法-简称为RCM法;该方法应用较为广泛，且多应用于工程现场氯离子含量的检测。
另外一种更快更简洁的试验方法简称为NEL法;该方法多应用于高校及科研院所中快速氯离子检测，现场工程应用尚少。 6、早期抗裂试验:用于测试混凝土试件在约束条件下的早期抗裂性能; 7、抗水渗透试验: (1)渗水高度法:用于以测定混凝土在恒定水压力下的平均渗水高度来表示的混凝土抗水渗透性能; (2)逐级加压法:用于通过逐级施加水压力来测定以抗渗等级来表示的混凝土的抗水渗透性能。 8、耐磨性(常见的方法有圆环法，风沙法) 9、护筋性 10、碱骨料反应 四．施工要求 一、控制骨料粒形和级配。粗骨料中针片状含量不得大于8%。粗骨料必须采用二级配或三级配;用于梁部、框架涵、墩台墩帽等钢筋密度大的结构时，最大粒径不大于20mm，用于 钻孔桩、承台、墩台身等钢筋密度较小的结构时，最大粒径不大于35mm。 二、合理使用外加剂，外加剂对混凝土的强度和耐久性影响重大，要严格控制外加剂进料、抽检、贮存等环节;严格执行公司物资管理规定，确保外加剂质量。 三、同等级而不同用途的混凝土，应根据用途要求的混凝土性能设计不同的配合比。在不同的施工环境下，同等级同用途的混凝土应设计不同配合比以使混凝土的性能适应施工环境变化。 四、试配的试件应分为标准养护和同条件养护两种，待分别达到标准规定的龄期进行试压，以评估混凝土在同等养护条件下的强度表现。在工地尚没有进行施工的情况下，可按施工组织设计制订的现场养护方案，模拟同等养护条件。 五、每种混凝土配合比设计均应采用多种配合比方案，反复比选。 六、用于室内设计混凝土理论配合比的原材料应与现场采用的原材料相同。如原材料改变，则必须相应调整配合比。此间，尤其要注意碎石或砂的品质和级配发生改变。不允许不顾原材料改变而"一张配合比通知单用到底"。 七、通过比选，合理采用矿物添加料品种和数量。应同时添加粉煤灰和矿粉，矿粉在矿物添加料中的比例宜为35%~50%。在满足使用性能要求的前提下，防止盲目加大水泥用量。在符合《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》规定最大水胶比条件下，尽可能降低水胶比。混凝土耐久性检测折叠 五．混凝土耐久性检测 1.传统渗透性检测方法 传统的检测方法有渗水法(抗渗标号法、渗透高度法、渗透系数法)渗油法、透气法(氧气、氮气等)。现行中国混凝土渗透性评价方法为抗渗标号法，遵循规范为国家建设部准GBJ82-1985《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》。检测设备为国家技术监督局认定的标准HS-40型混凝土渗透仪。此标准对于C30以下的普通混凝土是有效的，对于现代混凝土，特别是高性能混凝土，已不适用。 2.新颖渗透性检测方法 新型的渗透性检测方法有表面透气法(氮气法)、表面吸水法(Suction)、电量法(ASTMC1202)、氯离子扩散系数法(电化学分析法:Fick第二定律、电迁移法:Nernst-Planck方程、电导法:NEL 法Nernst-Einstein方程)。 六．结束语 我国人口众多，对建筑安全有很多要求，对于混凝土的耐久性，由于忽视维修养护，导致许多问题。我们需要根据混凝土结构所处环境、结构重要程度和设计使用寿命等因素，根据规
浅谈影响混凝土结构的耐久性主要因素及防护措施随着混凝土的广泛应用，混凝土的耐久性也越来越受到人们的关注了，在实际工程中，混凝土工程质量的优劣对整个工程质量有着举足轻重的影响。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪，发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后，纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。 混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为：混凝土损伤；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀；以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言，这些问题影响结构的外观和使用功能；从长远看，则为降低结构安全度，成为发生事故的隐患，影响结构的使用寿命。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。 影响混凝土耐久性的主要因素有这么几点： （1）抗冻失效。 原因：混凝土的抗冻性等级过低。寒冷地区，有较长的冰冻期，渗入到混凝土中的水结冰又融化，如此反复，使混凝土的裂缝不断扩大，导致结构慢性破坏作用。冻融的结果，加剧了碱-骨料反应、盐腐蚀的破坏作用。碱-骨料反应、盐腐蚀、冻融作用是混凝土结构的三大主要破坏因素，都因水进入混凝土内部引起。混凝土结构是多孔的，在塑性期或硬化初期会因水分蒸发造成早期开裂。在以后的使用过程中，早期产生的裂缝会随着反复荷载的冲击逐渐扩展。如果没有完善的防水系统，带有腐蚀性物质的水就会从孔隙渗入到混凝土中和从裂缝中流入到混凝土中。在混凝土内部产生的损害，它导致混凝土性质改变。 处理方法：1，调整配合比方法。主要适用于在0℃左右的混凝土施工。具体做法：①选择适当品种的水泥是提高混凝土抗冻的重要手段。试验结果表明，应使用早强硅酸盐水泥。该水泥水化热较大，且在早期放出强度最高，一般3d抗压
影响混凝土强度的主要因素 硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致界面上形成了许多微细的裂缝。另外，还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受力时，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。强度试验也证实，正常配比的混凝土破坏主要是骨料与水泥石的粘结界面发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料的粘结强度。而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。 1）水灰比 水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。也是决定性因素。 水泥是混凝土中的活性组成，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则硬化水泥石的强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。如常用的塑性混凝土，其水灰比均在0．4～0．8之间。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝土抵抗荷载的有效断面，而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此，在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。但是，如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞，将导致混凝土强度严重下降。参见图３—１。 图３—１混凝土强度与水灰比的关系 a)强度与水灰比的关系 b)强度与灰水比的关系 2）骨料的影响 当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。 由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间的机械啮合力和粘结力，所以在原材料、坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石拌制的混凝土的强度要高。 骨料的强度影响混凝土的强度。一般骨料强度越高，所配制的混凝土强度越高，这在低水灰比和配制高强度混凝土时， 特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体
关于含水量对混凝土耐久性影响的研究 摘要：混凝土的耐久性是工程上长期以来关注的重点，尤其是水工混凝土。混凝土的冻融破坏是导致混凝土耐久性丧失的最主要的原因之一，严重影响了混凝土建筑物的长期使用和安全维护。因此，进行混凝土冻融后的力学性能研究具有非常重要的现实意义。对于水工混凝土而言，改善其抗冻性能是提高混凝土耐久性的有效手段。目前最常用且最有效的办法就是在混凝土浆体中掺入适量的引气剂。本文以三峡工程II期混凝土工程为例先后说明以上两点。 关键词：混凝土；水工混凝土；耐久性；冻融破坏；引气剂 0前言 混凝土的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，不需要额外的费用进行加固处理就能保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。影响混凝土耐久性的因素很多，如：混凝土冻融、碳化；钢筋锈蚀；侵蚀性介质腐蚀；碱集料反应等。混凝土自身的物理性能是影响其耐久性的内在因素，而具体的使用环境则是外在因素。在这几种主要的影响因素中，尽管碳化对混凝土的耐久性影响较大，但其破坏过程较长，所以冻融破坏则表现的最为明显。而混凝土的抗冻性是指混凝土在受到物理作用（干湿变化，温度变化，冻融变化等）后，保持其强度和外观完整性的能力。它是反映混凝土耐久性的重要指标之一。目前，水工建筑物的耐久性主要通过抗冻性和抗渗性指标来表征[1]。 任一材料，其耐久性都不是固定不变的。然而，混凝土因耐久性不足引起的破坏也不是突然发生的，而是在一段使用时间的环境作用下，混凝土的微观结构和性质逐渐发生变化，直到不能满足使用要求，达到其使用寿命。混凝土受冻融循环作用后，其力学性能和耐久性都会发生劣变，导致混凝土结构的安全性能降低、使用寿命的减短。但是目前关于对混凝土结构工程的设计，往往是忽略了冻融循环对混凝土的力学性能产生的不利影响。所以，对混凝土结构进行冻融循环后的力学性能分析，进而预测其剩余寿命，具有很大的应用价值。现有的关于冻融循环后混凝土性能的研究，大多是以质量损失或相对动弹性模量变化为标准[2]，针对混凝土的抗冻安全等级而展开的。而对冻融后混凝土的力学性能研究得较少。然而，在实际应用中，建筑物的使用性能及耐久性恰恰与混凝土的力学性能关系最为密切。因此，研究混凝土冻融循环作用后的力学性能有着非常重要的现实意义。混凝土的冻融破坏实质上是受拉开裂破坏。动弹性模量能够敏感地反映混凝土的内部结构损伤，较直接地测试其抗压强度，进而能更精准地反映混凝土的冻融损伤的情况[3]。此外，以动弹性模量为指标的测试方法为非破损法，且操作简便。 本文以三峡大坝混凝土II期混凝土工程为例，按照现行的GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》[4]中抗冻性能试验的“快冻法”对混凝土试块进行0、25、50、75、100、125、150、200甚至300次冻融循环试验，并对实验结果进行分析，建立起冻融循环后混凝土的抗压强度与冻融循环次数之间的关系式。在影响混凝土抗冻性的诸多因素中，含水量又起着至关重要的作用。因此，本文在研究混凝土抗压强度与冻融次数之间关系的基础上，进一步分析含水量对混凝土抗冻性能的影响，并提出有效的防治措施。 1 试验准备 1.1 试验样本 本实验的试验样本取自三峡大坝II混凝土工程，为了更好的说明含水量对混凝土冻融的
混凝土耐久性的主要因素与其提高的措施 混凝土耐久性是指混凝土构件在长期使用条件下抵抗各种破坏因素作用而保持其原有性能的性质。近年来，随着混凝土技术的发展，高性能混凝土的研究与应用普遍得到人们的重视，混凝土耐久性的研究则是其核心的研究内容。 标签：混凝土耐久性；主要因素；提高措施 1.影响混凝土耐久性的主要因素 1.1混凝土的抗渗性 混凝土的抗渗性是指混凝土在压力水的作用下抵抗渗透的能力。如果混凝土的抗渗性不好、溶液性的物质能浸透混凝土、与混凝土的胶结材料发生化学反应而使混凝土的性能劣化。在钢筋混凝土中、由于水分与空气的渗透、会引起钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀导致其体积增大、造成钢筋周围的混凝土保护层的开裂与剥落、使钢筋混凝土结构失去其耐久性。渗透性对混凝土的抗冻性也有重要的影响。因为渗透性决定了混凝土可能为水饱和的程度。渗透性高的混凝土、其内部孔隙为水分充满、在水的冰冻压力作用下、混凝土内部结构更易于产生损伤与破坏。因此可以说、混凝土的抗渗性是其耐久性的第一道防线。混凝土与其微观结构的劣化和侵蚀性介质的传输有关、混凝土的渗透性取决于其自身的微结构和饱和水程度、是决定混凝土性能劣化的关键因素。因此可能通过检测混凝土的渗透性来评估其耐久性。 1.2混凝土的抗冻性 混凝土的抗冻性决定于水泥石的抗冻性和骨料的抗冻性。从冰冻对水泥石和骨料的作用可以看出诸多因素影响混凝土的抗冻性。这些因素包括：水分迁移路径的距离、混凝土的孔结构、混凝土的饱和度、混凝土的抗拉强度以及冷却速度等。提高混凝土的抗冻性可以采用以下措施； （1）引气：这是因为在水泥石受到冻融作用时、水分迁移所引起的压力、可以由引入的微细气泡得到释放。一般说来、混凝土的抗冻性随着阴气量的增加而增加。而当含气量一定时、气泡尺寸、气泡数量和气泡的间距都会影响混凝土的抗冻性能。 （2）控制水灰比：水泥石内的大孔隙量与水灰比和水化程度有关。一般说来、水灰比小、水化程度高则水泥石中的孔隙越少。由于表面张力的原因、大孔隙内的水比小孔隙内的水更易于結冰、因此、在同等条件下、水灰比大的水泥石内可结冰的水更多、发生冻融破坏的几率更大。 （3）降低饱和度：混凝土的饱和度对冻融破坏有很大的影响、干燥的或部分干燥的混凝土不容易受到冻融破坏。一般存在一个临界饱和度、当混凝土的含
影响混凝土质量的主要因素 摘要：在我国的土建工程施工中，掌握影响混凝土质量的主要因素，切实控制施工质量，对促进我国混凝土施工技术等具有重要意义。本文对施工中影响混凝土的施工质量的因素进行了探讨有足够的重视。关键词:土建工程混凝土质量控制 2008年以来，随着国家对实体经济刺激政策的逐步落地生根，我国的基础设施建设和固定资产投资进入一个高速发展的阶段。混凝土作为基础设施建设的主要建筑材料，其质量好坏，直接影响结构物的安全和造价。因此在施工中必须对混凝土的施工质量有足够的重视和有效地控制。 1.混凝土的强度及影响因素 混凝土是由水泥、水、细骨料、化学外加剂、矿物质等材料按照一定比例配合而成，经过均匀拌制，振捣密实成型及养护硬化而成的人工石材。混凝土质量的关键指标之一是抗压强度，混凝土抗压强度与混凝土用水水泥的强度成正比。当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多。所以混凝土施工必须核对、选好水泥标号。 影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，因此要提高混凝土的质量，关键是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。另外，粗骨料对混凝土强度也有一定影响，当石质强度相等时，碎石表面比卵石表面粗糙，它与水泥砂浆的粘结性比卵石强，当水灰比相等或配合比相同时，两种材料配制的混凝土，碎石的混凝土强度
比卵石强。因此我们一般对混凝土的粗骨料控制在3.2cm左右，细骨料品种对混凝土强度影响程度比粗骨料小，所以混凝土公式内没有反映砂种柔效，但砂的质量对混凝土质量也有一定的影响。因此，砂石质量必须符合混凝土各标号用砂石质量标准的要求。由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。混凝土强度只有在温度、湿度条件下才能保证正常发展，应按施工规范的规定予在养护、气温高低对混凝土强度发展有一定的影响。冬季要保温防冻害，夏季要防暴晒脱水。 2.混凝土标号与混凝土平均强度及其标准差的关系 混凝土标号是根据混凝土标准强度总体分布的平均值减去1.645倍标准值确定的。这样可以保证混凝土确定均有95％的保证率，低于该标准值的概率不大于5％，充分保证了建筑物的安全，从此推定，抽样检查的几组试件的混凝土平均确定一定大于等于混凝土设计标号。通过公式计算可以看出，施工人员不但要使混凝土平均确定大于混凝土标号，更重要的是千方百计的减少混凝土确定的变异性，即要尽量使混凝土标准差降到较低值，这样，既保证了工程质量，也降低了工程造价。 3.混凝土质量控制的有效措施 3.1原材料的质量要保证 混凝土是由水泥、水、细骨料、化学外加剂、矿物质混合材料，
高耐久性混凝土技术 2.1.1 技术内容 高耐久性混凝土是通过对原材料的质量控制、优选及施工工艺的优化控制，合理掺加优质矿物掺合料或复合掺合料，采用高效（高性能）减水剂制成的具有良好工作性、满足结构所要求的各项力学性能、且耐久性优异的混凝土。 （1）原材料和配合比的要求 1）水胶比（W/B）≤0.38。 2）水泥必须采用符合现行国家标准规定的水泥，如硅酸盐 水泥或普通硅酸盐水泥等，不得选用立窑水泥；水泥比22/kg。，不应大于380m表面积宜小于350m /kg3）粗骨料的压碎值≤10％，宜采用分级供料的连续级配，吸水率＜1.0％，且无潜在碱骨料反应危害。 4）采用优质矿物掺合料或复合掺合料及高效（高性能）减 水剂是配制高耐久性混凝土的特点之一。优质矿物掺合料主要包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣粉及天然沸石粉等，所用的矿物掺合料应符合国家现行有关标准，且宜达到优品级，对于沿海港口、滨海盐田、盐渍土地区，可添加防腐阻锈剂、防腐流变剂等。矿物掺合料等量取代水泥的最大量宜为：硅粉≤10％，粉煤灰≤30％，矿渣粉≤50％，天然沸石粉≤10％，复合掺合料≤50％。
）混凝土配制强度可按以下公式计算：5． ≥f+1.645σf cu,kcu,0——混凝土配制强度（MPa）；f式中 cu,0；——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）f k,cuσ——强度标准差，无统计数据时，预拌混凝土可按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定取值。 （2）耐久性设计要求 对处于严酷环境的混凝土结构的耐久性，应根据工程所处环 境条件，按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50467进行 耐久性设计，考虑的环境劣化因素及采取措施有： 1）抗冻害耐久性要求：a）根据不同冻害地区确定最大水胶 比；b）不同冻害地区的抗冻耐久性指数DF或抗冻等级；c） 受除冰盐冻融循环作用时，应满足单位面积剥蚀量的要求； d）处于有冻害环境的，应掺入引气剂，引气量应达到3％～5％。 2）抗盐害耐久性要求：a）根据不同盐害环境确定最大水胶 比；b）抗氯离子的渗透性、扩散性，宜以56d龄期电通量 或84d氯离子迁移系数来确定。一般情况下，56d电通量宜 ≤800C，84d氯离子迁移系数宜≤；c）混凝2?12s.25?10/m土表面 裂缝宽度符合规范要求。 3）抗硫酸盐腐蚀耐久性要求：a）用于硫酸盐侵蚀较为严重 的环境，水泥熟料中的CA不宜超过5％，宜掺加优质3）根 据不同硫酸盐腐蚀环境，b的掺合料并降低单位用水量；
关于混凝土长期性与耐久性问题分析与研究 摘要：混凝土是当今世界用量最大的建筑材料。本文主要从混凝土原材料的选择、混凝土配合比的合理确定、混凝土施工管理及养护等方面分析探讨了对混凝土耐久性的影响,然后介绍了提高混凝土耐久性的技术策略,从而保证混凝土结构质量。望能为此类工程提供一定的参考价值。 关键词：混凝土耐久性；原材料；配合比； Abstract: the concrete is the world’s largest amount of building materials. This article mainly from the concrete the choosing of raw materials, the reasonable determination of the mixing proportion of concrete, concrete construction management and maintenance analyses and discusses the influence of the durability of concrete, and then introduced the enhance the durability of concrete’s technology strategy, so as to ensure the quality of concrete structure. Hope for such project to provide certain reference value. Keywords: durability of concrete; Raw materials; Mix; 中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号： 前言 混凝土是当今世界用量最大的建筑材料。我国混凝土使用量居全球之冠，为适应经济快速发展发挥了极其重要的作用。混凝土的应用过程中暴露出许多问题，其中尤为突出的是耐久性问题。如不少工程在使用10～20 年后，有的甚至在使用几年之后即需维修。混凝土工程大多是永久性的，工程量大、耗资多，若耐久性不良将会给未来社会造成极为沉重的负担。因此，从资金节约、资源的有效利用及环境保护等方面综合考虑，必须深入研究混凝土的耐久性问题。虽然混凝土在遭受压力水, 冰冻或侵蚀等作用时的破坏过程, 各不相同, 但对提高混凝土的耐久性的措施来说, 几乎都是为提高混凝土的密实性为目的。提高混凝土的耐久性措施有: 1) 合理选择水泥品种; 2) 选用较好的砂、石骨料; 3) 合理确定混凝土配合比; 4) 掺用减水剂、矿物掺合料及引气剂; 5) 加强施工质量管理, 严格控制混凝土质量。 一、混凝土原材料选择问题分析 1、水泥。实际应用时, 应根据混凝土工程特点或所处环境条件, 选用合适的水泥。水泥是混凝土中的活性组分, 其强度的大小直接影响着混凝土强度的高低。在我国, 混凝土的质量验收习惯上以混凝土的强度指标为单一的衡量标准, 从而导致水泥工业对水泥强度的不适当追求, 使水泥细度增加, 早强的矿物成分比例提高, 而这一切都不利于混凝土的耐久性, 所以不是所有早强和高标号的水泥就是好的。