河南理工大学万方科技学院本科生毕业论文浅谈提高混凝土耐久性的措施
院系名称建筑与测绘工程系
姓名杨得松
学号111608031341
专业建筑工程
指导教师杨飞(讲师)
2015年3月27日
摘要
提高混凝土的耐久性对于高层、大跨建筑、房屋建筑及桥梁、隧道有着重要的意义。随着工程建设量的增多，特别是某些混凝土工程在短期内遭受严重破坏的惨痛教训，混凝土耐久性越来越引起各主管部门和设计、施工部门对它的重视。混凝土的耐久性是指结构在设计使用年限内，正常维护条件下，在实际使用条件中能够保证其安全和使用，而不要花费大量资金加固处理就能抵抗各种破坏因素的作用。主要表现在抗渗性、抗冻性、耐水性、抗化学腐蚀性等性能。我国现有公路上，数以万计的旧桥，特别是20世纪80年代以前修建的桥梁，由于设计荷载偏低，承载能力不足，宽度不够，加之年久失修、维修养护不够，相当多的桥梁发生不同程度的破损，正逐步成为危桥。混凝土耐久性愈来愈成为重要问题，也是影响可持续发展的一个重要方面。
关键词：混凝土；耐久性；提高耐久性措施
I
Abstract
To improve the durability of concrete for high-rise buildings, large span buildings, buildings and bridges, tunnel has important significance. With the increasing volume of engineering construction, especially the painful lessons of some concrete engineering suffered serious damage in the short term, more and more concrete caused by various departments and design, construction department pay more attention to it. The durability of concrete refers to the structure used in the design period, normal maintenance conditions, to ensure their safety and use in the actual use conditions, and don't spend a lot of money will be able to resist all kinds of damage factors of the treatment effect of reinforcement. Mainly in the impermeability, frost resistance, water resistance, chemical corrosion resistance and other properties. Our existing old bridge road, tens of thousands, especially before the bridge built in the twentieth Century 80, due to lower design loads, low bearing capacity, and the width is not enough, disrepair, repair and maintenance is not enough, many bridges damaged in different degree, is becoming a dangerous bridge. More and more of the durability of concrete has become an important problem, which is also an important aspect of sustainable development.
Key Words: Concrete; durability; durability improvement measures
II
目录
1引言 (1)
2混凝土耐久性的基本概述 (2)
2.1混凝土耐久性的定义 (2)
2.2混凝土耐久性的应用 (2)
2.3混凝土耐久性的重要性 (3)
3影响混凝土耐久性的主要因素 (5)
3.1混凝土耐久性的内部因素 (5)
3.1.1水灰比 (5)
3.1.2化学反应 (5)
3.2混凝土耐久性的外部因素 (6)
3.2.1混凝土的冻融破坏 (6)
3.2.2施工因素影响 (6)
3.2.3侵蚀介质的腐蚀 (6)
4提高混凝土耐久性的措施 (7)
4.1消除混凝土自身的结构破坏因素 (7)
4.2对混凝土材料提出具体要求 (7)
4.2.1水泥 (7)
4.2.2水 (8)
4.2.3骨料 (8)
4.2.4外加剂 (9)
4.3掺入高效活性矿物掺料 (11)
4.4混凝土的强度 (11)
4.5防止冻融破坏 (12)
4.6进行耐久性设计 (12)
4.6.1改进建筑结构型式 (12)
4.6.2合理设计混凝土配合比 (12)
4.6.3对混凝土耐久性进行合理的评估 (12)
4.6.4进行合理使用与正常维护 (13)
5结论 (14)
参考文献 (15)
致谢 (16)
1引言
混凝土的工程应用至今已有一百多年的历史,是当今世界上最广泛使用的建筑材料。鉴于经济能源和资源等因素,高耐久性一直是人们不断追求的目标。土结构物建成后, 随其使用时间的延长,其各项物理性能逐渐降低,这种质量的劣变通常称之为老化,混凝土抵抗老化的能力称为耐久性，一般认为是混凝土在环境介质的作用下保持其使用功能的能力,或混凝土抵抗随时间引起的性能与状态改变的能力。本世纪建造的混凝土结构物由于种种原因,例如温变收缩、干缩、冻融循环、钢筋锈蚀、碱骨料反应和硫酸盐侵蚀等,据估计使用寿命达不到100年。而自40年代以来,通过硅酸盐水泥成分的变化以及混凝土技术的快速进步,混凝土的强度显著提高 ,但从钢筋保护和混凝土耐冻、耐腐蚀角度看,则与强度并不匹配。亦即, 当今更多的混凝土结构,比之50年前更不耐久。据综合估计, 我国的某些混凝土结构,例如混凝土坝的平均寿命仅约为30～50年。相反,某些2000多年前用火山灰和石灰作为水硬性胶凝材料建造的罗马古建筑现在仍呈现完好状态。为什么混凝土技术大大进步了,混凝土的强度普遍提高了,而混凝土的耐久性问题却变得日益突出,甚至变得更为严重了呢?这不能不成为一个值得人们深刻思考的问题。这其中有技术因素,也有经济利益使然。就后者来房面积增长可能导致今后5～10年内,每年仍有较大的建筑总量。如果以每年竣工1000万m2(其中多层70%,高层30%),装修1000万m2计,所需砂浆将达到180万m3以上。如果加上工业与公共建筑,实际砂浆用量将达到200万m3。因此提高混凝土的耐久性是一个刻不容缓的话题。本文将就如何提高混凝土耐久性进行讨论。
2混凝土耐久性的基本概述
2.1混凝土耐久性的定义
混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。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。
简单地说，混凝土材料的耐久性指标一般包括：抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、混凝土的碳化（中性化）、碱骨料反应。
2.2混凝土耐久性的应用
近10余年来,我国在若干重大工程的建设中已经充分贯彻了“混凝土耐久性设计”理念,并提升到了“强度设计与耐久性设计并重,强度服从耐久性”的认识高度。
长江三峡水利枢纽工程是世界上最大的水利水电工程,具有防洪、发电、航运、供水、养殖等综合功能,对长江和长江流域的自然生态、人文环境、经济发展的影响巨大。水库总库容393亿m3,电站总装机容量22400MW,年均发电846.8亿kWh,拦河坝最大坝高183m,混凝土方量2700万m3。1993年开工后,各方专家对三峡工程混凝土大坝的耐久性和工程安全运行年限进行了广泛的讨论,提出了“三峡大坝混凝土耐久性寿命500年的设计构想”。“确保三峡工程一流质量的建议案”1997年曾被列为全国政协八届五次会议的“一号提案”,引起中央和国家领导人的高度重视,特别召开了关于三峡大坝混凝土耐久性的高层决策会议。在这个会议上,明确提出了三峡大坝的设计思想要突出耐久性设计的概念,同时明确了三峡大坝要采用微膨胀型低碱中热硅酸盐水泥,掺用优质引气剂和优质高效减水剂,确定必须掺用Ⅰ级粉煤灰,尽可能降低用水量,严格控制水胶比,并明确三峡大坝外部混凝土,特别是水位变化区混凝土的抗冻等级要达到F250。为预防混凝土的碱活性骨料反应,采用人工制备的花岗岩骨料,并限定水泥中的含碱量≤0.5%以及混凝土的总碱含量≤2.5kg/m3 ,在施工过程中执行严格的温控防裂措施。防裂关键部位混凝土出机口温度控制在7℃,浇筑温度≤12℃~14℃。三峡工程1994年开始的大坝混凝土配合比优化设计理念就符合高性能混凝土思想,三峡工程采取的提高混凝土耐久性措施。
穿越“世界屋脊”的青藏铁路格拉段全长1180多公里,其中海拔高度大于4000m的路段约965km,穿越多年冻土地带的路段约550km。除格尔木和拉萨外,沿线年平均气温为-2℃~-6℃,极端最高气温为25℃,极端最低气温为-45℃。沿线气候干燥,干湿交替频繁,年日正负温天数高达180d左右,冻融作用强烈,一些地段的河流中存在有害离子的侵蚀危害。在如此恶劣的自然环境条件下进行铁路工程建设,对混凝土材料的长期耐久性是
个严峻挑战。为保证工程的长期耐久性使用要求,青藏铁路明确提出了必须按高性能混凝土原则配制桥隧结构用混凝土的要求:水胶比≤0.4,抗冻耐久性指数0.6~0.9,电通量≤1000库仑,粉煤灰掺量10%~15%,同时掺入多重效能的复合高效外加剂达到高效减水、早强、防冻、引气、增实、保坍、抗硫酸盐腐蚀和抑制碱硅酸反应膨胀的功效。
杭州湾跨海大桥全长36km,其中跨越海域长度近32km。大桥主体结构除南、北航道桥采用钢箱梁外,其余均为混凝土结构。全桥混凝土用量约250万m3,设计使用寿命100年。杭州湾跨海大桥保证混凝土结构的耐久性措施包括:以氯离子扩散系数为混凝土耐久性的主要控制指标,采用大掺量掺合料和低水胶比,低氯离子扩散系数，设置合理的钢筋保护层厚度(承台水变区90mm,桥墩浪溅区60mm);对特殊部位采取附加防护措施,作为目前对耐久性问题认识不足的储备(环氧涂层钢筋、阴极防护、钢筋阻锈剂、表面防护涂层,安装耐久性检测系统进行长期动态跟踪监测和验证评估等)。
南水北调中线工程从湖北丹江口水库陶岔渠首引水至北京团城湖,输水总干线全长1267km,天津干线从河北徐水向东至天津长154km,横跨江、淮、黄、海四大水系的700余条大小河流,是我国实现水资源合理调配的特大型调水工程,沿途需兴建1000多座穿越河流、道路、山体、山冲、谷口等众多复杂地形的水工建筑物。工程的耐久性问题主要有冻融、碳化、碱活性骨料,重点是抑制碱骨料反应,确保工程的长期耐久性。针对华北地区太行山脉和燕山山脉骨料的碱活性比较普遍的现状,工程在开工之前就制订了“预防混凝土工程碱骨料反应技术条例”,规定了骨料碱活性的检验规则(取样、检验方法、检验程序、评定标准)、工程分类(环境、结构分类)、预防措施、混凝土碱含量计算方法、工程管理与验收等。
2.3混凝土耐久性的重要性
高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150~200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30~50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%~50%以上。回看中国，我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30~50年计，那么在今后的10~30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30~50年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。
混凝土耐久性不足会导致多种不同的问题，如下图为几种常见类型：
图2-1 混凝土表面脱落图2-2氯离子侵蚀
3影响混凝土耐久性的主要因素
影响混凝土耐久性的原因，既有混凝土内部所存在的问题，也有外部不利因素的影响。引起结构破坏的因素往往是内部和外部共同作用的结果。
3.1混凝土耐久性的内部因素
3.1.1水灰比
对于混凝土的耐久性，水灰比起着十分关键的作用，它与混凝土的碳化深度、抗冻性、抗渗性及强度有着明显的相关性。水灰比越小，混凝土的孔隙率越低，碳化深度越小，混凝土的强度越高，密实性高，抗渗性越好。工程实验表明，水灰比低于0.6时碳化深度较小，水灰比大于0.7时碳化深度急剧加大。
3.1.2化学反应
1>混凝土的碳化
所谓碳化，指大气中的CO2与混凝土内具有碱性的物质产Ca(OH) 2发生化学反应，具体反应如下：
CO2+H2O=H2CO3
Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O
3CaO·SiO3·3H2O+3H2CO3=CaCO3+SiO2·6H2O
几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中，碳化过程会使混凝土碱性降低。当pH<1时钢筋表面在高碱条件下产生的致密氧化膜（钝化膜）遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用。另外，碳化加剧混凝土的收缩，致使混凝土出现裂缝，导致结构的破坏。水泥的品种及标号、水泥的用量、水灰比、混凝土设计强度、环境湿度及CO2浓度等都会影响混凝土碳化速率。
2>混凝土碱集料反应
碱集料反应指混凝土集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱性溶液产生化学反应，生成的化合物重新排序，吸水产生膨胀压力，致使混凝土开裂，破坏整体结构。碱集料反应主要表现为：水中的碱K2O或Na2O与集料中的活性成分氧化硅、碳酸盐等发生化学反应，生成的化合物重新排序，反应机理如下：
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O
3>其它化学反应。
混凝土在使用中还会受到酸性侵蚀，胶凝状物质水泥石易溶于水的那部分侵蚀产物会溶解掉，但难溶于水的部分产物则留在原处，反应机理如下：
CaSiO4+2H2O=CaSO42H2O(二水石膏)
3CaO·Al2O3·6H2O+3CaSO4·2H2O+19H2O=3CaO·Al2O3 ·3CaSO3·3H2O
混凝土制作过程中使用的外加剂可与其中Ca(OH)2和3CaO·Al2O3·6H2O等发生化学反应，生成易溶的CaCl2并伴有大量结晶水析出，所产生的化合物反应物质体积成倍增大，造成混凝土的膨胀破坏。反应机理如下：
2Cl-+Ca(OH)2 =CaCl2+2OH-
3CaO·Al2O3·6H2O+25H2O=3CaO·AlO·3CaCl2·31H2O
3.2混凝土耐久性的外部因素
3.2.1混凝土的冻融破坏
当结构处于冰点以下环境时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显著特征是表面剥落，严重时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关，孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。混凝土的饱和度、水灰比、混凝土的龄期、集料的孔隙率及其间的含水率等也会影响混凝土抗冻性。
3.2.2施工因素影响
实际施工过程中，混凝土浇注成型时，振捣不密实会使混凝土内部孔隙增加，降低抗渗性。采用潮湿条件下养护混凝土，水泥水化充分使总孔隙降低，抗渗性会随龄期的增加而提高，混凝土内部的孔隙会有所减小。采用加热养护时，如果温度上升速度过快，或恒温温度过高，就会使混凝土内部水分大量蒸发，水泥水化没有足够的水儿导致孔隙增加，抗渗性降低。混凝土材料本身质量低下，水灰比选择以及骨料级配不当都会导致混凝土性能下降，施工过程中操作不当等人为因素造成的混凝土内部存在的缺陷，都会使混凝土容易遭到破坏。
3.2.3侵蚀介质的腐蚀
除化学介质对混凝土侵蚀，引起混凝土结构破坏外，侵蚀性介质的腐蚀还包括硫酸盐腐蚀、酸腐蚀、生物腐蚀、海水腐蚀以及盐类结晶型腐蚀等。如酸、碱溶液直接接触混凝土时，引起严重的腐蚀；酸雨则大面积地影响着工程结构的耐久性。此外，风沙、持续的超高气温、机械磨损及不可抗拒的偶然因素等也会影响到混凝土的耐久性。
4提高混凝土耐久性的措施
4.1消除混凝土自身的结构破坏因素
混凝土本身的一些物理化学因素，会引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、S03、C1-等可以引起破坏结构和侵蚀钢筋物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，以提高混凝土的耐久性。
4.2对混凝土材料提出具体要求
根据规范要求，提出不同环境类别下的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量以及最大碱含量和保护层最小厚度，这些设计要求为减弱混凝土的碳化、防止钢筋锈蚀、降低混凝土的渗透性、防止冻融破坏等提供了基本保障。水泥性能对混凝土的耐久性至关重要。其中水泥水化热是造成大体积混凝土开裂的直接原因，因此选用低水化热的水泥，可以减小裂缝，提高耐久性。混凝土抗化学腐蚀的能力一般取决于水泥的品种，不同品种的水泥抗化学腐蚀的能力是不一样的，选用与腐蚀类型或程度相适应的水泥品种，可以减小对混凝土的腐蚀。
4.2.1水泥
一般地，对普通混凝土来说，只需考虑水泥的强度,而对于高性能混凝土来说水泥性能有其特殊要求。高性能混凝土水胶比很低，要满足施工工作性的要求，水泥用量就要大。但为了尽量降低混凝土的内部温升和减小收缩，又应当尽量降低水泥的用量，同时，为了使混凝土有足够的弹性模量和体积稳定性，对胶凝材料总量也要加以限制。因此，用于高性能混凝土的水泥的流变性能比强度更重要。
为了获得高性能混凝土，对水泥性能的要求，除了确保最低限度的流动性之外，还要求水泥在低的水灰比下，能促进水泥的水化反应，使水泥石的结构密实化。这是至关重要的。
高性能混凝土所用水泥最好是强度高且同时具有良好的流变性能，并与目前大量使用的高效减水剂有很好的相容性。高性能混凝土水胶比较低，其强度发展较快，水泥早强的要求并不重要。如果没有相应的措施，最好不用早强型的水泥，以免影响混凝土的流变性能和后期强度的发展。
一般来说，可以应用中等强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混凝土强度等级大60MPa时，宜用62.5号水泥。为了混凝土的高强化与高性能化，在国外出现了球状水泥，调粒水泥，以及活化水泥等。这些新品种水泥的一个很大的特点是，达到相同的标准稠度下，需水量很低。
高性能混凝土为了确保其流动性，必须掺入高效减水剂。因此，必须选择适宜低水灰比特性的水泥。其一是细度及粒子的组成，另一方面是加水后的早期水化。同时应注意与外加剂的适应性，水泥与超塑化剂的相容性不好时，不仅会影响超塑化剂的减水率，更重要的是会造成混凝土坍落度的严重损失，有的混凝土拌和物搅拌后经半小时坍落度就可损失一半以上。影响水泥与超塑化剂相容性的主要因素，对高效减水剂来说，是其化学性质、分子量、交联度、磺化程度和平衡离子等；对水泥来说，是SO3含量同水泥中C3A、细度和碱含量的匹配。
除水泥标号外，水泥矿物组成和细度都对混凝土的性能有较大的影响。一般而言，配制高性能混凝土不得使用立窑水泥，应避免使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥，同时水泥中f-CaO，f-MgO，SO3和Cl-等有害成分应尽可能的少。由于混凝土耐久性的实现，必须有良好的施工质量为保证，这就要求所配制的混凝土要具有良好的施工和易性，因而水泥必须与所用高效减水剂应具有良好的适性，使混凝土拌合物在满足工作性条件下用水量尽可能的低，坍落度损失小。
4.2.2水
混凝土拌合用水是在混凝土搅拌时，加入其中赋予混凝土的流动性，和水泥发生水化反应，使混凝土凝结、硬化及满足其强度发展。拌合用水对拌合料的性能、混凝土的凝结、硬化、强度发展、体积变化以及工作度等方面都有很大影响。
拌制或养护混凝土用水，不能含有对混凝土中钢筋产生有害影响的物质。通常使用清洁的能饮用的河水、井水、自来水、湖水及溪涧水(pH值不得小于4)等。但沼泽水、工厂废水以及含矿物质较多的硬水则不得使用；至于水中含有脂肪、糖类、酸类等有害物质比则应禁止使用。
《混凝土拌合用水标准》对混凝土拌合水有如下技术要求：
1>对凝结时间的影响；用待检验水和生活用水，进行水泥凝结时间试验。两者的初凝和终凝时间差不得大于30min，而且要符合水泥国家标准的规定。
2>对抗压强度的影响；用待检验水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度，不得低于用饮用水拌制的砂浆或混凝土抗压强度的90%。
3>杂质含量不能超过标准规定。
4.2.3骨料
骨料在混凝土中约占70%，是混凝土的主要组成部分。顾名思义，骨料就是作为混凝土骨架的材料。骨料有粗细之分，细骨料粒径范围在0.15mm～5mm之间，如天然砂与石屑；粗骨料粒径在5mm～40mm之间，如卵石与碎石。高性能混凝土对骨料本身的强度要求高，一般采用碎石，卵石不能配制高性能混凝土。
在混凝土中，骨料具有重要的技术和经济作用，正确选择骨料的品种和性能，符合
有关技术标准的要求，是配制高性能混凝土的基础。在普通混凝土中，一般骨料的强度高于混凝土的3～4倍，虽然骨料不同，但混凝土的抗压强度差别很小；但在高强、高性能混凝土中，随着混凝土强度的提高，骨料的差别对混凝土的抗压强度影响很大，甚至骨料的粒径、粒形、表面状况、级配及最佳砂率、骨灰比都成为影响高强或高性能混凝土强度的主要因素。
对于高性能混凝土来说，骨料的选择应考虑以下问题：
1>级配要好；混凝土骨料，既要求级配合格，也要粗细、大小适中。空隙率尽可能低，这样达到相同流动性时，水泥浆的用量低，混凝土的自收缩变形低，水化热低，体积稳定性好，对强度耐久性均好。
2>物理性能好；骨料的表观密度和堆积密度要大。吸水率要低，表面要粗糙、粒径好。表观密度>2.65,堆积密度>1450kg/m3,这样可以降低骨料空隙率，降低水泥浆用量，有利于流动性，耐久性和强度。吸水率<1.0%；说明岩石比较致密，稳定性好。粒形方正，针片状低，表面粗糙的石灰石碎石或硬质碎石。粒径一般<25mm。
3>力学性能；不含软弱颗粒的骨料或风化骨料。岩石抗压强度应为混凝土强度的1.5倍以上。骨料弹性模量越大，混凝土的弹性模量也相应增大。
4>化学性能；骨料应是无碱活性骨料，避免高性能混凝土中发生碱-骨料反应。不含泥块，含泥量<1.0%；不含有机物、硫化物和硫酸盐等杂质。
4.2.4外加剂
外加剂主要通过提高混凝土密实度和改善毛细孔结构提高混凝土的抗渗性。减水剂、缓凝剂可以有效地改善混凝土的工作性能，有利于混凝土的均匀性和密实性，减少质量缺陷，提高混凝土抗渗性。减水剂可以在满足施工和易性的条件下，大幅度地减少用水量，减少混凝土的空隙，提高混凝土的强度和耐久性，研究表明，当水灰比降低到0.38以下时，消除毛细管孔隙的目标便可以实现，而掺入高效减水剂，完全可以将水灰比降低到0.38以下。引气剂可以使混凝土中形成一定数量的均匀分布、稳定而封闭的球形孔，从而切断毛细孔渗水的通路，达到提高抗渗性的效果，同时也能提高混凝土的抗冻、抗腐蚀和耐久性能。
改善混凝土拌合物流变性能的外加剂主要包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等。调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂。包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等。改善混凝土耐久性的外加剂。包括引气剂、防水剂和阻锈剂等。改善混凝土其它性能的外加剂。包括加气剂、膨胀剂、着色剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。如图4-1、4-2为混凝土引气剂与减水剂。
图4-1引气剂图4-2减水剂
选择外加剂时应注意与水泥的适应性，试验说明，同一种外加剂，对于不同品种的水泥，其增加混凝土流动度与强度的性能均有很大的差别，由于水泥品种不同，掺外加剂引起的混凝土的凝结时间和坍落度损失也不同，同一品种，同一强度等级的水泥，由于生产厂家不同，其水泥活性也不一样。
因此，外加剂的掺加效果与水泥的适应性(协调匹配性)有关，应做适应性试验，主要包括减水率试验和坍落度经时损失试验两项，选择与水泥适应性好的优良外加剂。外加剂与矿物质掺合料也存在同样的问题。
减水剂是在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少用水量的外加剂，又称塑化剂。根据减水能力大小分为普通减水剂和高效减水剂。相对于普通减水剂，高效减水剂的减水能力更强，引气量低，也叫超塑化剂或流化剂。减水剂在减少拌合用水量的同时，往往还具有引气、缓凝或早强等效果，所以减水剂有标准型、引气型、缓凝型和早强型等，在使用时应根据需要和混凝土的技术要求合理选择。
减水剂的主要技术性质包括减水率、泌水率比、含气量比、凝结时间差和各龄期的抗压强度等。工程中使用时应根据所用的类型和品种，按照标准要求进行有关性能的试验。
减水剂主要用于改善混凝土拌合物的性能，即减少用水量，控制坍落度的损失，改善工作性；也有减水剂兼有引气、缓凝或膨胀等其他性能。减水剂的主要功能及技术经济指标：
1>提高混凝土拌合物的流动性。在拌合水量不变的条件下，掺入减水剂可使混凝土的坍落度提高100～200mm。
2>减少用水量，降低水胶比，提高混凝土强度。在保持拌合物坍落度不变的条件下，能减少用水量10%～15%。如果水泥用量不变，减少用水量即降低水胶比，因此能提高混凝土强度15%～20%。
3>节省水泥，降低成本。若保持混凝土强度不变，即保持水胶比不变，可在减水的
同时减少水泥用量，节约水泥10%～15%，降低混凝土的成本。
4>减慢水化放热速度，推迟放热峰值的出现。缓凝型减水剂具有延缓水泥水化的作用，其机理是减水剂分子定向吸附在水泥颗粒表面，起到抑制和延缓水泥水化的作用，同时，在满足相同强度、相同耐久性要求的条件下，使用减水剂可减少水泥用量，降低总的水化热量。这两点有利于克服大体积混凝土由于温度应力所产生的裂缝。
5>有利于提高耐久性。掺入减水剂后使拌合物流动性提高，易于浇注密实，且减少混凝土用水量，可减少混凝土的泌水，使混凝土内部毛细孔孔隙减少，有利于提高混凝土的抗冻性和抗渗性。由于减水剂的品种繁多，又无全国统一的编号，基本上是一个厂家一个编号，因此在选用减水剂时对其主要成分及各种性能应有所了解。
大量试验表明，配制高性能混凝土所选用的高效减水剂应满足以下要求：
1>高减水率；通常减水率应大于25%。
2>新拌混凝土坍落度经时损失小，应以满足施工的具体要求来确定。
3>与所使用的水泥、矿物质掺合料相容性好。高性能混凝土基本特点之一就是采用低水胶比，水泥浆流动性差，所以高效减水剂是高性能混凝土必不可少的组成。高效减水剂的适宜掺量为0.5～1.0%，在掺加时宜与拌合水同时加入搅拌机内，搅拌时间应适当延长，已得到均匀的混凝土拌合物。
由于减水剂的品种繁多，又无全国统一的编号，基本上是一个厂家一个编号，因此在选用减水剂时对其主要成分及各种性能应有所了解。大量试验表明，配制高性能混凝土所选用的高效减水剂应满足以下要求：
1>高减水率；通常减水率应大于25%。
2>新拌混凝土坍落度经时损失小，应以满足施工的具体要求来确定。
3>与所使用的水泥、矿物质掺合料相容性好。高性能混凝土基本特点之一就是采用低水胶比，水泥浆流动性差，所以高效减水剂是高性能混凝土必不可少的组成。高效减水剂的适宜掺量为0.5～1.0%，在掺加时宜与拌合水同时加入搅拌机内，搅拌时间应适当延长，已得到均匀的混凝土拌合物。
4.3掺入高效活性矿物掺料
普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，使得混凝土不能超耐久。活性矿物掺料中含有大量活性Si03及Al203，能和波特兰水泥水化过程中产生的游离石灰及高硷性水化矽酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优的低硷性水化矽酸钙，达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路，还能改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。这些重要的作用，对增进混凝土的耐久性及强度都有本质性的贡献。
4.4混凝土的强度
尽管强度与耐久性概念不同，但密切相关，它们之间的本质联系基于混凝土的内部结构，都与水灰比直接相关。混凝土充分密实条件下，随着水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的强度不断提高，混凝土的抗渗性提高，因而各种耐久性指标也随之提高。在排除内部破坏因素的条件下，随着混凝土强度的提高，其抵抗环境侵蚀破坏的能力也越强。
4.5防止冻融破坏
混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，能显著提高抗冻性。一般引气量4%～8%，同时避免采用吸水率较高的骨料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。另外，还可以通过应用新型混凝土来提高混凝土的耐久性。近些年来提出的高性能混凝土就是从技术和施工等方面提出的考虑了混凝土耐久性的新材料。
4.6进行耐久性设计
4.6.1改进建筑结构型式
建筑结构的设计应同时考虑耐久性要求。处于恶劣环境下的单薄结构构件，尽可能少用，以防止冻融、碳化等引起的损坏。对于易受疲劳损伤的部位，必须限制允许裂缝宽度，一般不大于0.0035倍保护层厚度，其余为0.004倍保护层厚度。值得一提的是，确定钢筋混凝土保护层厚度时除必须区别工程环境、规模、耐久要求外，须考虑保护层之10%～30%的施工误差影响。
4.6.2合理设计混凝土配合比
控制水泥的最低用量，以保持混凝土的碱性；同时尽量降低水灰比，以减小游离水的量，对此可以采用减水剂，在满足施工要求的前提下，降低用水量。用优质掺和料，比如在混凝土中掺入优质粉煤灰代替部分水泥，可以降低水泥用量，减小用水量，改善和易性，降低泌水率，减小干缩变形。通常粉煤灰可以代替约20%的水泥。严格控制原材料的含盐量，实验表明，盐量达混凝土重量的0.1%～0.2%时，即能引起钢筋的锈蚀。
4.6.3对混凝土耐久性进行合理的评估
通过对混凝土耐久性影响因素分析来预测结构物的剩余寿命，从而有针对性地提出解决方法来提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性评估方法有基于可靠度理论的混凝土结构耐久性评估与设计、基于模糊数学理论的混凝土结构耐久性综合评估、混凝土结构耐久性专家系统评估法、基于神经网络的结构耐久性综合评估与预测、基于灰色系统理
论的结构耐久性综合评估与预测等多种方法。
4.6.4进行合理使用与正常维护
要严格按照建筑物的用途合理使用，未经技术鉴定及设计许可，不得改变结构的用途及承重结构。使用期间应定期进行监测，及时进行维护。宜根据环境类别，按照《建筑结构可靠度设计统一标准》规定维护措施及检查年限；对于重要的结构，宜在与使用环境类别相同的适当位置设置供耐久性检查的专用构件。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。混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增强表面密实度，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。
5结论
影响耐久性的混凝土性能有(抗压)强度、含气量和抗渗性等。混凝土的许多耐久性破坏,如钢筋锈蚀、冻融破坏、化学腐蚀和碱骨料反应等都与这几项性能有关。高强可能具有耐久性,但高耐久性并不一定需要高强。通过在混凝土中掺用外加剂、矿物掺合料, 设计低水胶比,低水泥用量, 加强混凝土浇注后的养护以降低极限温升,避免出现裂缝等技术措施,可以施工出具有长耐久性的混凝土。混凝土的耐久性问题是一个涉及环境、材料、设计和施工等诸多因素的综合问题，只有正确地进行结构设计，合理地选择材料，严格地控制施工质量以及在其使用阶段实行必要的管理和维护，才能保证混凝土结构的耐久性。混凝土的耐久性是混凝土经济性能的最重要影响因素。总之, 提高混凝土的耐久性是混凝土发展的必然趋势。
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致谢
在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的杨飞老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意！在学校的学习生活即将结束，回顾四年来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢!在论文工作中，遇到了许许多多这样那样的问题，有的是专业上的问题，有的是论文格式上的问题，一直得到老师的亲切关怀和悉心指导，使我的论文可以又快又好的完成，老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和他敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘我的老师对我的亲切关怀和悉心指导，再一次向他表示衷心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向老师致以最崇高的谢意!最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!
提高混凝土耐久性的技术措施 提高混凝土耐久性的技术措施 中图分类号：TU528文献标识码： A 文章编号： 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。混凝土耐久性与诸多因素有关，但在很大程度上取决于施工过程中的质量控制和质量保证以及结构使用过程中的正确维 修与例行检测。就本文而言，重在从施工过程控制的方面来保证混凝土的耐久性，即根据混凝土结构所处的环境作用等级进行混凝土原材料选择、配合比选配，并加强施工工艺控制，特别是混凝土养护的温度、湿度控制等。 1原材料选用 1.1水泥 采用品质稳定、强度等级不低于P.O42.5级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥(掺合料仅为粉煤灰或磨细矿碴)，禁止使用其它品种水泥。品质应符合GB175-2007规定：水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过0.60%，游离氧化钙含量不应超过1.5%，水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%(强腐蚀环境下不应大于5%)，C4AF 含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。 1.2粗骨料 选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，压碎指标不大于10%，母岩立方体抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2，含泥量小于0.5%，针、片状颗粒含量不大于5%，颗粒尽量接近等径状。粗骨料粒径宜为5～20mm，且分两级储存、运输、计量，5～10mm颗粒质量占(40±5)%，10～20mm 颗粒质量占(60±5)%。选用无碱活性粗骨料(因条件所限不得不采用碱―硅酸反应砂浆棒膨胀率为0.10～0.20%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3)。 1.3细骨料
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
一、混凝土的耐久性 混凝土的耐久性-指混凝土抵抗物理和化学侵蚀（如冻融、高温、碳化、硫酸盐侵蚀等）的作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而未维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。 主要取决于：混凝土抵抗腐蚀性介质侵入的能力； 硬化后体积稳定性好，无裂缝发生，抵抗腐蚀性介质侵入的性能好； 硬化水泥浆中毛细管孔隙率，以及引入空气量。 简单的说混凝土材料的耐久性指标一般包括： 1 混凝土的碳化 2 混凝土中钢筋的锈蚀 3 碱-骨料反应 4 混凝土冻融破坏 5 氯离子侵蚀 二、提高混凝土耐久性的措施 原材料的选择 1. 水泥水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准，如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此，工程中选择水泥强度的同时，需考虑其工程性能，有时，其工程性能比强度更重要。 2．集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反应造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度；大量研究表明了掺粉煤灰，矿渣，硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔结构，填充内部空隙，提高密实度，高掺量混凝土还能抑制碱集料反应，因而掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施。即近年来发展的高性能混凝土。 3. 混凝土的设计应考虑耐久的要求混凝土配比的设计配合比设计在满足混凝土强度，工作性的同时应考虑尽量减少水泥用量和用水量，降低水化热，减少收缩裂缝，提高密实度，采用合理的减水剂和引气剂，改善混凝土内部结构，掺入足量的混合料，提高混凝土耐久性能。结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度，预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体 耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。 4. 混凝土工程施工应考虑结构耐久性混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体
提高混凝土结构耐久性的技术措施 混凝土结构的设计寿命要求一般为40~50年，有的要求上百年。而现实中，处于腐蚀环境中的混凝土远远达不到设计寿命要求，有的在15~20年就出现了钢筋锈蚀破坏，甚至不足五年就开始修复。此方面的花费是惊人的，已经是一个重大经济问题。因此，提高混凝土结构耐久性的意义是不言而喻的。 提高混凝土结构耐久性措施主要包括两大类：基本措施和补充措施。基本措施的基本内容是：通过仔细设计与施工，最大限度地提高混凝土本身的耐久性，在使用中保持低渗透性，以限制环境侵蚀介质渗透混凝土，从而预防钢筋锈蚀。 ①最大限度地改善混凝土本身性能，是提高混凝土结构耐久性的许多措施中最经济合理的。 （1）结构采用耐久性设计。 （2）提高混凝土保护层厚度和质量。 （3）采用高性能混凝土。 ②补充措施是指：环境侵蚀作用特别严重时，或设计、施工不当，单靠上述基本措施还不能保护混凝土结构必要的耐久性时，需要另外增加的其他防护措施。有以下几方面： （1）采用耐腐蚀钢筋。 （2）对混凝土进行表面处理。 （3）混凝土中掺加阻锈剂。 （4）电化学保护
结构设计 1、结构选型和细部设计 频繁地干温交替会加剧钢筋锈蚀，所以在结构选型和细部设计时，应昼限制混凝土表面、接缝和密封处积水，加强排水，尽量减少受潮和溅湿的表面积。 由于环境侵蚀介质在构件棱角或突出部分可以同时从多方面侵入混凝土，而凹入部分易积存侵蚀介质、应力异常，因此从提高混凝土结构耐久性角度出发，混凝土构件选型应力戒单薄、复杂和多棱角。预计腐蚀破坏严重的构件应便于检测、维护和更换。 2、控制裂缝 不可控制的裂缝包括混凝土塑性收缩、沉降或过载造成的裂缝，常为较宽的裂缝，应针对成因采取措施预防开裂，即使难以预料也应加以引导，使其发生于次要部位或便于处理的位置。 可控制裂缝是靠传统的结构设计知识，按结构几何尺寸与荷载可以合理预防和控制的裂缝。 七、提高海工混凝土耐久性的技术措施 国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示，当前较为成熟的提高海洋钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有： （1）高性能海工混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，低缺陷，高密实、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土较高的抗
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 ..........................
提高混凝土耐久性的方法 混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土原材料易得、经济、便于施工、耐久、环境友好,是应用最为广泛的建筑工程材料。所谓混凝土的耐久性,是指结构在要求的目标使用期限内,不需要花费大量资金加固处理而能保证其安全性和适用性的能力;通俗来讲,也就是建(构)筑物的使用年限。在土建工程中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一，所以提高混凝土的耐久性意义重大。 那么影响混凝土耐久性的因素有哪些呢？下面作几点阐述； 一、混凝土抗渗性，指混凝土抵抗压力水渗透的能力。混凝土阻碍液体向其内部流动的能力越好，混凝土的抗渗性越好。混凝土的耐久性与水和其它有害化学液体流入其内部的数量、范围等有关，因此抗渗性能高的混凝土，其耐久性就高 二、混凝土冻融破坏，当结构处于冰点以下环境时，部分混凝土内空隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力达到一定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的气孔结构和气泡含量多少密切相关。气孔越少越小，破坏作用就越小，封闭气泡越多，抗冻性就越好。影响混凝土抗冻性的因素，除了气孔结构和含气量外，还与混凝土的饱和度、水灰比、混凝土的龄期、集料的空隙率及其间的含水率有关。 三、混凝土碳化，混凝土的碳化，是指混凝土中的Ca(OH)2与空气中的CO2起化学反应，生成中性的碳酸盐CaCO3。未碳化的混凝土
呈碱性。碳化使混凝土的碳度降低，同时，增加混凝土孔隙溶液中氢离子数量，使混凝土对钢筋的保护作用减弱。当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。钢筋锈蚀后，锈蚀产生的体积比原来膨胀，从而对周围混凝土产生膨胀应力，锈蚀越严重，铁锈越多，膨胀力越大，最后导致混凝土开裂形成顺筋裂缝。裂缝的产生使水和CO2得以顺利的进入混凝土内，从而加速了碳化和钢筋的锈蚀。 四、钢筋的锈蚀，钢筋的锈蚀表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。 根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径,目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法： 一、掺入高效减水剂：在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减少水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝体内的游离水释放出
提高混凝土耐久性的技术措施 前言 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。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。混凝土耐久性与诸多因素有关，但在很大程度上取决于施工过程中的质量控制和质量保证以及结构使用过程中的正确维修与例行检测。就本文而言，重在从施工过程控制的方面来保证混凝土的耐久性，即根据混凝土结构所处的环境作用等级进行混凝土原材料选择、配合比选配，并加强施工工艺控制，特别是混凝土养护的温度、湿度控制等。 1 原材料选用 水泥 采用品质稳定、强度等级不低于级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥(掺合料仅为粉煤灰或磨细矿碴)，禁止使用其它品种水泥。品质应符合GB175-2007规定：水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过%，游离氧化钙含量不应超过%，水泥熟料中C3A 的含量不宜超过8%(强腐蚀环境下不应大于5%)，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。 粗骨料 选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，压碎指标不大于10%，母岩立方体抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2，含泥量小于%，针、片状颗粒含量不大于5%，颗粒尽量接近等径状。粗骨料粒径宜为5～20mm，且分两级储存、运输、计量，5～10mm颗粒质量占(40±5)%，10～20mm颗粒质量占(60±5)%。选用无碱活性粗骨料(因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为～%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3)。 细骨料 细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗砂(不宜使用机制砂和山砂，严禁使用海砂)，细度模数～。严格控制云母和泥土的含量，砂的含泥量应不大于%，泥块含量应不大于%，选用无碱活性细骨料(因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为～%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3)。 矿物掺合料 适当掺用优质Ⅰ级粉煤灰、磨细矿渣、微硅粉等矿物掺合料或复合矿物掺合料，Ⅰ级粉
耐久性混凝土质量保证措施 制定关键工序的质量控制措施：搅拌工序、运输工序、浇筑工序、振捣工序、养护工序。 耐久混凝土施工前，事先确定并培训专门从事耐久混凝土关键工序过程施工的操作人员和记录人员。 混凝土搅拌过程中，每一工作班正式称量前，对计量设备进行零点校核。定期或随时（雨天）测定骨料的含水率，每一工作班不少于二次。当含水率有显著变化时，增加测定次数，并依据检测结果及时调整用水量和骨料用量。搅拌耐久混凝土时，先向搅拌机中投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入外加剂，充分搅拌后，再投入粗骨料，并继续搅拌均匀为止。上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于3min。原材料的投放顺序及混凝土的搅拌时间严格执行，不无故更改，未经批准不得任意延长和缩短搅拌时间。 耐久混凝土运输设备能确保浇筑工作连续进行，其运输能力与搅拌设备的搅拌能力配合适宜。确保运输设备不漏浆和不渗水。在运输混凝土过程中，保持混凝土的均匀性，做到不分层、不离析、不漏浆。泵送施工根据施工进度安排，加强组织和调度工作，确保连续均匀供料。 浇筑前，仔细检查保护层垫块的位置、数量及其紧固程度，并指定专人作重复性检查。保护层垫块的尺寸保证钢筋混凝土保护层厚度的准确性，其形状（工字形或锥形）有利于钢筋的定位。混凝土的入模温度视气温而调整，一般不超过25℃。对于构件最小断面尺寸在300mm以上的结构，尽可能降低混凝土的入模温度。负温气候条件下施工时，混凝土的入模温度不低于12℃。控制新浇混凝土
与邻接的己硬化混凝土介质间的温差不大于20℃。 预应力混凝土梁体采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。 采用插入式高频振捣器时，采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不超过30s，避免过振。振捣按规定的工艺设计路线和方式进行，防止随意加密振点和漏振及任意延长同一振点的振捣时间。 混凝土振捣完毕后，立即对暴露面混凝土进行覆盖，并及时采取适当的保温保湿养护措施对混凝土进行养护。 对采用带模养护的混凝土结构，保证模板按接缝处混凝土不失水干燥。新浇立面混凝土振捣24～48h后且强度发展至对结构安全性无不利影响时，可略微松开模板，并浇水养护7d以上。对于具有大面积暴露面的结构，振捣结束后，立即将暴露面混凝土抹平，再用土工布、草帘等覆盖后，及时采取洒水喷雾等保湿措施养护14d以上，以减少混凝土的暴露时间，防止表面水分过分蒸发。混凝土拆模后，迅速采用土工布、草帘等将暴露面混凝土进行覆盖，并采取切实措施，保证混凝土表面保持潮湿状态，然后再用塑料布将土工布、草帘等保湿材料包裹完好，进一步对混凝土进行养护28d以上。保护覆盖物完好无损，且彼此搭接完好，其内表面具有凝结水珠。混凝土养护期间，选择有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等环境参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土内外温差满足规范的要求。
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
提高混凝土耐久性的措施 在土建工程中，商品混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来，商品混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50MPa以上的高强商品混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要， 在提出高强度的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中都成功地采用高性能商品混凝土。 高性能商品混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能商品混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能商品混凝土的基本特征是按耐久性进行设计， 保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。 基于上述特点，高性能商品混凝土成为我国近期商品混凝土技术的主要发展方向。高性能商品混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的商品混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的商品混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有商品混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的商品混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设的商品混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10-30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其
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
提高混凝土耐久性的措施 班级：1033118 学号：1103300337 姓名：李世祥 摘要：随着混凝土技术的发展，其用量越来越大，耐久性不仅影响其承载力，也影响其美观。本文通过对混凝土破坏机理及影响因素的分析，提出相应的改善提高混凝土耐久性的 一些可能措施。 关键字：混凝土耐久性破坏机理改善措施 一、影响混凝土耐久性的因素 （一）钢筋锈蚀 钢筋在有水的环境中与氧和氮离子产生化学反应，钢筋表面的铁不断失去电子 而锈蚀，产生Fe（OH）3 锈蚀物，使钢筋表面产生锈蚀。 （二）碳化 所谓碳化，就是大气中的CO2渗入混凝土内，与具有碱性的物质Ca（OH）2 的反应。混凝土的碳化是同时在气相、液相和固相中进行，降低混凝土的碱度，当降低至pH<1 时，钢筋表面钝化膜将受到破坏，产生“去钝”，造成钢筋的锈蚀;此外，混凝土的碳化会加剧混凝土的收缩，也会导致混凝土的开裂和结构的破坏，对钢筋混凝土结构的耐久性产生较大破坏。 （三）混凝土的抗冻融性 冰的分离层理论；充水系数理论；渗透压力理论；水压力理论；冰融临界饱水值理论；孔结构理论。以上各种理论，总的都认为混凝土冻融破坏是由于 表面先饱水，由表及里，因混凝土不密实先从大的孔隙中造成静水压力，使过 冷的水迁移，冰水蒸汽压差造成渗透压力，当压力超过混凝土能承受的强度时，也就是破坏力大于抵杭力时，混凝土内部孔隙及微细裂缝不断扩展，由小变大，相互贯通。由于渗透压及水压力的作用，造成最后破坏。 （四）侵蚀性介质腐性 在酸、碱性溶液作用下的环境，侵蚀性介质将对混凝土产生腐蚀，主要是 由氯盐产生的“盐害”。
（五）混凝土碱集料反应（AAR） 混凝土碱- 骨料反应是指混凝土骨料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱溶液产生的化学反应，生成碱- 硅酸凝胶并吸水产生膨胀压力，致使混凝土开裂。 二、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。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。还可掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细孔隙率大幅度降低。还可研究新技术，开发新产品，如耐锈钢筋、阻锈钢筋等。 （二）避免或减轻碱集料反应 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，外加剂特别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 严格控制施工配合比，搅拌必须均匀，振捣必须到位，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。混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的，在混凝土终凝前做好原浆抹面压光，增强表面密实度，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、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，目前只有加气混凝土才能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，应避免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。 （五）拌合及养护用水
混凝土结构耐久性 1.1 混凝土结构耐久性问题的重要性 钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，且一直被认为是一种非常耐久性的结构形式，其应用范围非常广泛。 然而，从混凝土应用于建筑工程至今的150年间，大量的钢筋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。这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，尤其是钢筋的锈蚀而造成结构的早期损坏，丧失了结构的耐久性能，已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失。耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因。 国内外统计资料表明，由于混凝土结构耐久性病害而导致的损失是巨大的，并且耐久性问题越来越严重。结构耐久性造成的损失大大超过了人们的估计。国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性，即设计阶段对钢筋防护方面节省1美元，那么就意味着：发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元；混凝土表面顺筋开裂时采取措施将追加维修费25美元；严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。 因此，钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决的问题，通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法；另一方面可对新建项目进行耐久性设计，揭示影响结构寿命的内部与外部因素，从而提高工程的设计水平和施工质量。因此，它既有服务于服役结构的现实意义，又有指导待建结构进行耐久性设计的理论意义，同时，对于丰富和发展钢筋混凝土结构可靠度理论也具有一定的理论价值。 正因为混凝土结构耐久性的问题如此重要，近年来世界各国均越来越重视混凝土结构的耐久性问题，众多的研究者对混凝土结构耐久性展开了研究，取得了系列研究成果，而材料层面的成果尤为显著。迄今为止，已经形成了混凝土结构耐久性研究框架，如图1-1所示。本章将着重介绍混凝土结构耐久性研究中成熟的相关研究成果。 图1-1 混凝土结构耐久性研究框架 ?????????????????????????????????????????????????耐久性评估耐久性设计结构层次构件承载力的变化粘结性能衰退模型混凝土锈胀开裂模型构件层次钢筋锈蚀碱－集料反应冻融破坏氯盐腐蚀混凝土碳化材料层次工业环境土壤环境海洋环境大气环境环境层次混凝土结构耐久性
建筑材料小论文 题目：影响混凝土耐久性 的因素及其应对措施 班级：建筑与艺术设计学院城市规划091班 姓名：苏永帅 学号：092839 日期：2011/5/7
目录 摘要…………………………………………………………………………………I 绪论…………………………………………………………………………………I 一、耐久性问题的提出………………………………………………………………I 二、耐久性的重要性…………………………………………………………………I 三、影响混凝土结构耐久性的主要因素 1．环境因素………………………………………………………………………I 2．材料因素………………………………………………………………………I 3．设计因素………………………………………………………………………I 4．施工因素………………………………………………………………………I 四、提高混凝土耐久性的措施………………………………………………………I 1．渗透性…………………………………………………………………………I 2．抗冻融性………………………………………………………………………I 3．抗侵蚀性………………………………………………………………………I 4．碱－集料反应…………………………………………………………………I 结论…………………………………………………………………………………I
摘要：混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式，但是由于其结构自身和使用环境的特点，使得混凝土存在严重的耐久性问题。本文通过提出混凝土耐久性问题，说明其重要性，然后重点分析了其影响因素及其预防措施。 关键字：混凝土耐久性、影响因素、性能、抗渗、抗冻、抗侵蚀、)碱—集料反应 绪论：混凝土的工程应用至今已有一百多年的历史，是当今世界上最广泛使用的建筑材料。鉴于经济能源和资源等因素，高耐久性一直是人们不断追求的目标。混凝土结构物建成后，随其使用时间的延长，其各项物理性能逐渐降低，这种质量的劣变通常称之为老化，混凝土抵抗老化的能力称为耐久性，一般认为是混凝土在环境介质的作用下保持其使用功能的能力，或混凝土抵抗随时间引起的性能与状态改变的能力[1]。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和结构的适用性，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：(1)抗渗性：混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。(2)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。(3)抗侵蚀性：混凝土暴露在有化学物的环境和介质中，有可能遭受化学侵蚀而破坏。(4)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[2]。 一、耐久性问题的提出 本世纪建造的混凝土结构物由于种种原因，例如温变收缩、干缩、冻融循环、钢筋锈蚀、碱骨料反应和硫酸盐侵蚀等，据估计使用寿命达不到 100年。而自 40 年代以来，通过硅酸盐水泥成分的变化以及混凝土技术的快速进步，混凝土的强度显著提高，但从钢筋保护和混凝土耐冻、耐腐蚀角度看则与强度并不匹配。也就是说，当今更多的混凝土结构，比 50 年前更不耐久[3]。据综合估计，我国的某些混凝土结构，例如混凝土坝的平均寿命仅约为 30 年~50 年[4]。相反，某些 2 000 多年前用火山灰和石灰作为水硬性胶凝材料建造的罗马古建筑现在仍呈现完好状态。为什么混凝土技术大大进步了，混凝土的强度普遍提高了而混凝土的耐久性问题却变得日益突出，甚至变得更为严重了呢？这不能不成为一个值得人们深刻思考的问题。 二、耐久性的重要性 混凝土工程因其工程量浩大，将会因耐久性不足对未来社会造成极为沉重的负担。我国 20 世纪 50 年代所建设的混凝土工程已使用 40 余年，如果我国混凝土工程的平均寿命按 30 年~50 年计，在今后的 10 年~30 年内，为了维修建国以来所建基础设施的费用，将是极其巨大的。目前，我国的基础设施建设工作规模宏大，每年投资高达 20 000 亿元人民币以上，那么，约在 30 年~50 年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费或重建费，将更为巨大。作为 21 世纪的混凝土，高性能混凝土，更要从提高混凝土耐久性即超耐久入手，免除巨额的维修和重建费用[5]。 三、影响混凝土结构耐久性的主要因素 混凝土结构耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的
混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。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简单的说混凝土材料的耐久性指标一般包括： 1 混凝土的碳化 2 混凝土中钢筋的锈蚀 3 碱-骨料反应 4 混凝土冻融破坏 5 氯离子侵蚀耐久性检测项目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；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9、护筋性10、碱骨料反应 混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。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 1 混凝土的碳化 2 混凝土中钢筋的锈蚀 3 4 混凝土冻融破坏 5 氯离子侵蚀 6 抗冲磨性能 用通过混凝土的电通量来反应混凝土抗氯离子渗透性能； 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 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。 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