混凝土结构耐久性浅谈

内容摘要

耐久性是混凝土结构的重要指标之一，混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力，关系着结构物的使用寿命。文章分析了混凝土结构的耐久性问题，阐述了混凝土耐久性的概念，探讨了造成耐久性失效的原因、因素，并针对耐久性问题提出了相关的具体措施及案例，最后做了总结。

关键词：

混凝土；混凝土耐久性；破坏原因；影响因素；措施

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混凝土结构耐久性浅谈

目 录

内容摘要 ........................................................................................................................... I 引 言 ............................................................................................................................ 1 绪论 .................................................................................................................................. 1

1.1 混凝土耐久性问题的提出 ............................................................................. 1 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 .............................................................................................. 5 2.2.2 影响因素 .............................................................................................. 5 2.3 碱骨料反应 ..................................................................................................... 5

2.3.1 破坏原因 .............................................................................................. 6 2.3.2 影响因素 .............................................................................................. 6 2.4 混凝土的碳化 ................................................................................................. 6

2.4.1 破坏原因 .............................................................................................. 7 2.4.2 影响因素 .............................................................................................. 7 2.5 钢筋锈蚀 ......................................................................................................... 7

2.5.1 破坏原因 .............................................................................................. 8 2.5.2 影响因素 .............................................................................................. 8 2.6 化学侵蚀 ......................................................................................................... 8

2.6.1 产生原因 .............................................................................................. 8 2.6.2 影响因素 .............................................................................................. 9

3 提高混凝土耐久性的措施 ...................................................................................... 10

3.1 提高混凝土抗碳化能力 ............................................................................... 10 3.2 防止混凝土的冻融破坏 ............................................................................... 10 3.3 预防侵蚀性介质的腐蚀 ............................................................................... 11

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3.4 减轻混凝土碱骨料反应 ............................................................................... 11 3.5 钢筋锈蚀的预防 ........................................................................................... 12 4 案例分析 .................................................................................................................. 13 5 结论与展望 .............................................................................................................. 14 参考文献 ........................................................................................................................ 15

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引 言

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。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。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。因此，如何提高混凝土耐久性，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。本文着重分析了混凝土耐久性的影响因素和混凝土缺陷检测的方法、提出了提高混凝土耐久性的措施并对现有混凝土结构设计施工的思考。

绪论

1.1 混凝土耐久性问题的提出

在长期不利的自然环境和使用条件下，混凝土虽能满足强度要求，但因耐久性不良而遭到破坏的工程实例比比皆是，例如混凝土结构的碳化、保护层脱落、裂缝、钢筋锈蚀、渗透及冻融破坏等等，影响结构的使用寿命，沉重的维修与重建费用使混凝土结构的耐久性问题受到越来越多的人们重视。随着建筑物使用时间的加长、使用不当以及不符合要求的材料和工艺的应用，导致了大量混凝土结构出现不同程度的碳化、开裂、变形、酥松、露筋、蜂窝、空洞、剥落等破坏现象。在过分追经济效益的现在，这种问题更值得关注。

有调查表明，国内大多数工业建筑在使用25～30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物的使用寿命仅15～20年，桥梁、港口等基础设施工程尤其严重。许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂［3］。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导致的，有的则是由于使用荷载的不利变化而造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足而造成的失效，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侵蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，这已成为实际工程中的重要问题。

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在我国,钢筋混凝土结构一直是工业与民用建筑中最主要的结构形式,虽然钢结构及其他结构也在不断发展,但由于工程造价相对较高,目前尚不能普遍采用。然而随着大量钢筋混凝土结构建筑建成后不久,在使用过程中就出现的种种影响使用功能、危机结构安全的问题,越来越引起人们的广泛关注,而这些问题的出现,较多是结构耐久性出现问题所致。我国是发展中国家,现正处于基础设施建设的高峰时期,在不断提高建筑速度、高度、强度的同时,建筑的品质也应不断提高,减少使用过程中高昂的维修费用,避免高成本重复建设,是当前建筑行业实施可持续发展战略的关键所在。

1.2 混凝土耐久性的概念

混凝土耐久性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作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。

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2 混凝土结构耐久性问题的分析

如上一章所述，混凝土耐久性是指混凝土在实际使用过程中抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。主要包括抗冻性、抗渗透性、抗碱集料反应，抗腐蚀等几个方面。

本章将从冻融破坏、渗透破坏、碱骨料反应、混凝土的碳化、钢筋锈蚀、化学侵蚀六个方面对混凝土结构发生耐久性失效的原因及影响因素进行论述。

2.1 混凝土冻融破坏

混凝土冻融破坏是指混凝土在饱水或潮湿的状态下，由于环境中温度的正负变化，导致混凝土内部松弛产生疲劳应力，反复的冻融循环造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。

混凝土发生冻融破坏后，破坏作用不断积累，裂缝不断扩大和深入，由外向里，直至混凝土破坏，而其现象就是从表层开始向内逐层剥落。当经过反复多次的冻融循环以后，损伤逐步积累不断扩大，发展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，最终严重影响了结构的长期使用。

2.1.1 破坏机理

混凝土冻害机理的研究始于20世纪30年代，有静水压假说、渗透压假说等。但由于混凝土结构冻害的复杂性，至今尚无公认的、完全反映混凝土冻害机理的理论。直至现在，被广大科研学者接受的最有价值的解释是静水压假说和渗透压假说的结合，这种结合奠定了混凝土抗冻性研究的理论基础。

(1) 静水压假说：硬化混凝土的孔隙有凝胶孔、毛细孔、空气泡等。各种孔隙之间的孔径差异很大。水转变为冰时体积膨胀9％，在冰冻过程中，混凝土孔隙中的部分孔溶液冰冻膨胀，迫使未结冰的孔溶液从结冰区向外迁移。孔溶液在可渗透的水泥浆体结构中移动，必须克服粘滞阻力，因而产生静水压，形成破坏应力。

静水压假说能解释成熟混凝土冰冻破坏的许多表现，它在引气混凝土方面的应用也较成功。但从水压力本质来理解它的作用应是瞬时性的，随着时间进展危

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险理应逐渐消失才对。然而试验说明：混凝土冰冻破坏有时随时间而日益剧烈、严重。在水泥浆冰冻时，水分的运动大多不像通常设想那样，远离冰冻地点而去，而恰恰是趋向冰冻地点；再次冰冻时的膨胀一般情形是随冷却速率增加而下降。这些都是静水压假说难以解释的。

(2) 渗透压假说：渗透压假说认为，由于混凝土孔溶液中含有钠、钾、钙等盐类，大孔中的部分溶液先结冰后，未冻溶液中盐的浓度上升，与周围较小孔隙中的溶液之间形成浓度差。这个浓度差的存在使小孔中溶液向已部分冻结的大孔迁移。即使是浓度为0的孔溶液，由于冰的饱和蒸汽压低于同温下水的饱和蒸汽压，小孔中的溶液也要向已部分冻结的大孔溶液中迁移。可见渗透压是孔溶液的盐浓度差和冰水饱和蒸汽压差共同形成的

（3）温度应力假说：该假说认为，高强或高性能混凝土冻融破坏主要是因为骨料与胶凝材料之间热膨胀系数相差较大，在温度变化过程中变形量相差较大，从而产生温度疲劳应力破坏。

2.1.2 影响因素

对于影响混凝土冻融破坏的主要因素总结起来大致有以下四个方面： （1）水灰比：水灰比越大，使凝土孔隙率越大，导致混凝土的吸水率增大，最终导致混凝土结构冻融破坏严重；

（2）孔结构和孔隙特征：连通毛细孔易吸水饱和，使混凝土冻害严重；若为封闭孔，则不易吸水，冻害就小；

（3）饱水度：若混凝土的孔隙非完全吸水饱和，冰冻过程产生的压力促使水分向孔隙处迁移，从而降低冰冻膨胀应力，对混凝土破坏作用就小；

（4）混凝土自身强度：在相同的冰冻破坏应力作用下，混凝土强度越低，冻害程度就越高。

2.2 混凝土渗透破坏

混凝土结构的渗透破坏是指气体、液体或者离子等有害介质在混凝土中渗透、扩散或迁移，最终导致混凝土结构受到破坏。混凝土结构发生渗透破坏后，有害介质首先破坏结构表层混凝土，导致混凝土中发生钢筋锈蚀、碱骨料反应等变化，而这些变化多数伴随着体积的膨胀，膨胀产生的应力又使得混凝土进一步开裂，从而进一步加大混凝土的渗透性，使得有害介质的入侵更加迅速，导致混凝土结构循环往复产生更大范围的破坏。因此混凝土的渗透性给有害介质提供了入侵的通道，而有害介质与混凝土发生的破坏性反应则增大了混凝土的渗透性，两者相

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互促进，最终严重影响混凝土结构的耐久性。 2.2.1 破坏原因

混凝土具有多种粒径的孔隙，连通的孔隙会成为气体、液体或有害介质进入混凝土的通道，导致混凝土破坏。

混凝土的渗透机理是水与混凝土表面接触时，压力差和毛细孔压力不断促使水分向混凝土内部迁移。随着水分迁移的深入，水与毛细孔壁摩擦阻力增大，渗水速度随渗透深度的增加成比例下降。当水达到混凝土相反的一侧时，毛细孔压力就会改变方向，阻碍水分的渗出。若压力差大于孔壁摩擦阻力和毛细阻力，则水将从混凝土相反的一侧滴出；若压力差小于摩擦阻力和毛细孔阻力，则水的迁移为毛细孔迁移，此时的迁移速度取决于混凝土背水面水分的蒸发速度。

2.2.2 影响因素

影响混凝土渗透性的因素主要有水灰比、骨料最大粒径、混凝土养护方法、水泥品种、外加剂等因素。具体影响情况为：

（1）混凝土的水灰比会影响混凝土孔隙的大小和数量，进而直接影响混凝土结构的密实性。水灰比越小，混凝土越密实，其抗渗性越好，反之亦然。

（2）由于骨料和水泥浆的界面处易产生裂隙和较大骨料下方易形成孔穴，因此在水灰比相同时，混凝土骨料的最大粒径越大，其抗渗性能越差；

（3）蒸汽养护的混凝土，其抗渗性较潮湿养护的混凝土要差。在干燥条件下，混凝土早期失水过多，容易形成收缩裂缝，因而降低混凝土的抗渗性。而在潮湿环境中或水中硬化的混凝土，不但总孔隙率降低，而且孔径也较小。这就增加了混凝土密实性，提高了混凝土的抗渗性；

（4）水泥的品种、性质也影响混凝土的抗渗性能。水泥的细度越大，水泥硬化体孔隙率越小，强度就越高，则其抗渗性越好；

（5）在混凝土中掺入某些外加剂，如减水剂等，可减小水灰比，改善混凝土的和易性，因而可改善混凝土的密实性，即提高了混凝土的抗渗性能；

2.3 碱骨料反应

混凝土中的碱与混凝土中的活性骨料发生反应，生成膨胀性物质，导致混凝土发生膨胀破坏，称为碱骨料反应。这种反应引起明显的混凝土体积膨胀和开裂，

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改变混凝土的微结构，使混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量等力学性能明显下降，严重影响结构的安全使用性，而其反应一旦发生很难阻止，更不易修补和挽救，被称为混凝土的“癌症”。 2.3.1 破坏原因

碱骨料反应主要可分为碱与硅酸、碱与碳酸盐及碱与硅酸盐三种反应。 （1）碱-硅酸反应：是分布最广、研究最多的碱骨料反应，该反应是指混凝土中的碱组分与骨料中的活性SiO2之间发生的化学反应，其结果是导致骨料被侵蚀，生成碱-硅酸凝胶，并从周围介质中吸收水分而膨胀，导致混凝土开裂。

（2）碱-碳酸盐反应：是指混凝土中的碱与碳酸盐矿物产生化学反应引起混凝土的地图状开裂。碱-碳酸盐反应是孔溶液中的碱与骨料中的白云石之间的反应。这一反应不是发生在骨料颗粒与水泥砂浆的表面，而是发生在骨料颗粒的内部，水镁石Mg（OH）2晶体排列的压力和粘土吸水膨胀，引起混凝土的内部应力，导致混凝土开裂。

（3）碱-硅酸盐反应：是指混凝土中的碱与骨料中某些层状结构的硅酸盐发生反应，使层状硅酸盐层间间距增大，骨料发生膨胀，致使混凝土膨胀开裂。

2.3.2 影响因素

从碱骨料反应发生的条件出发，分析该种破坏的影响因素主要是： （1）活性骨料：引起混凝土碱骨料反应的主要因素是混凝土中含有碱活性的骨料。因此在施工中尽量选择无碱活性的骨料，在不得不采用具有碱活性的骨料时，应严格控制混凝土中总的碱量；

（2）活性掺合料：掺用活性掺合料，如硅灰、矿渣、粉煤灰（高钙高碱粉煤灰除外）等，对碱骨料反应有明显的抑制效果。活性掺合料与混凝土结构中的碱起反应，反应产物均匀分散在混凝土中，而不是集中在骨料表面，不会发生有害的膨胀，从而降低了混凝土的含碱量，起到抑制碱骨料反应的作用；

（3）水分：碱骨料反应要有水分，如果没有水分，反应就会大为减少乃至完全停止。因此，要防止外界水分渗入混凝土结构中以减轻碱骨料反应的危害。

2.4 混凝土的碳化

混凝土的碳化作用是指空气中的二氧化碳气体渗透到混凝土内，与其碱性物

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质起化学反应生成碳酸钙和水，使混凝土碱度降低的过程，这一过程又称混凝土的中性化。 2.4.1 破坏原因

碳化的化学反应式为：

Ca（OH）2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O

混凝土的碳化反应结果有两个方面：一方面，反应生成碳酸钙和其他固态物质会堵塞在混凝土孔隙中，使混凝土的孔隙率下降，大孔减少，从而减弱了后续CO2的扩散，使混凝土密实度提高；另一方面，孔隙中的Ca(OH)2浓度及PH值降低，导致钢筋脱钝而锈蚀。

2.4.2 影响因素

影响混凝土碳化的因素有很多，但概括其主要因素有两方面，一方面是材料因素，另一方面是环境条件因素。

（1）材料方面：不同的水泥，其矿物组成、混合材量、外加剂、生料化学成分不同，直接影响水泥的活性和混凝土的碱度，对碳化速度有着重要的影响。一般而言，水泥中熟料越多，则混凝土的碳化速度越慢。不同的骨料品种和粒径级配不同，其内部孔隙结构差别很大，直接影响混凝土的密实性。其材质致密坚实，级配好的骨料混凝土，其碳化的速度较慢。水灰比的角度，在水泥用量一定的条件下，增大水灰比，其混凝土的孔隙率增加，密实度降低，渗透性增大，空气中的水分及有害物质较多的侵入混凝土内部，加快混凝土的碳化。

（2）环境条件：温度对混凝土碳化表现在当温度下降较大时，混凝土表面收缩产生拉力，一旦超过混凝土的抗拉强度，使得混凝土表面开裂，为二氧化碳和水分渗入创造条件，加速混凝土碳化；另外，温度高时，二氧化碳在空气中的扩散系数较大，为其余氢氧化钙反应提供了有利条件，阳光的照射加速了其反应的碳化速度。另外，影响混凝土碳化程度的因素还有养护方法和龄期，混凝土强度，相对湿度，CO2浓度等等。

2.5 钢筋锈蚀

混凝土中水泥水化后，会生成碱性的氢氧化钙，导致混凝土孔隙中的水分有很高的碱性，在钢筋表面形成一层致密的钝化膜，因此在正常情况下钢筋不会锈

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蚀；但钝化膜一旦破坏，在有足够水和氧气条件下会产生电化腐蚀。混凝土中钢筋一旦发生锈蚀，在钢筋表面生成一层疏松的锈蚀产物，同时向周围混凝土孔隙中扩散。混凝土中的钢筋锈蚀后，一方面会使钢筋有效截面减小，另一方面，锈蚀产物体积膨胀使混凝土保护层胀裂甚至脱落，钢筋混凝土之间的粘结作用下降。 2.5.1 破坏原因

混凝土中钢筋锈蚀的实质是电化学腐蚀。主要表现为钢筋在外部介质作用下发生电化学反应，逐步生成氢氧化铁（即铁锈）等，铁锈的体积会比原金属增大2~4倍，产生膨胀压力，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 2.5.2 影响因素

钢筋锈蚀的开始是从钢筋周围的钝化膜破坏开始的，因此影响混凝土结构钢筋锈蚀的因素主要有：

（1）混凝土液相pH值：钢筋锈蚀速度与混凝土液相pH值有密切关系。当pH值大于10时，钢筋锈蚀速度很小；而当pH值小于4时，钢筋锈蚀速度急剧增加。

（2）混凝土密实度和保护层厚度：混凝土越密实，破坏性介质越不容易进入混凝土腐蚀钢筋；保护层厚度对钢筋锈蚀的影响呈线性关系，因此世界各国规范对保护层厚度都作了规定。

（3）水泥品种和掺合料：粉煤灰等矿物掺合料能降低混凝土的碱性，从而影响钢筋锈蚀破坏。

2.6 化学侵蚀

一些侵蚀性介质，比如酸、碱、硫酸盐、压力动水等，侵入混凝土，可能会造成混凝土的化学腐蚀。化学腐蚀主要有三类，分别为溶出性侵蚀、溶解性侵蚀和膨胀性侵蚀。 2.6.1 产生原因

（1）溶出性侵蚀：对于一些密实性较差、渗透性较大的混凝土，在一定压力的流动水中，水化产物Ca（OH）2会不断溶出并流失。Ca（OH）2的溶出使水化硅酸钙和水化铝酸钙失去稳定性而水解、溶出，这些水化产物的溶出使混凝土的强度不断降低。

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（2）溶解性侵蚀：溶解性侵蚀分为酸侵蚀和碱侵蚀两类。当环境水的PH值小于6.5时，会对混凝土造成酸侵蚀；由于水泥的水化会生成碱性物质，因此混凝土中呈碱性，当碱在一定的浓度（15%以下）、温度（低于50℃）时，碱对混凝土的侵蚀作用很小，但是对于高浓度的碱溶液或者熔融状碱会对混凝土产生侵蚀作用。

（3）膨胀性侵蚀：硫酸盐与混凝土的水化产物发生化学反应，对混凝土产生膨胀破坏作用，是典型的膨胀性侵蚀。

2.6.2 影响因素

结构的密实程度和孔隙特征对混凝土化学侵蚀会有所影响；结构密实和孔隙封闭的混凝土，环境水不易侵入，故其抗侵蚀性较强。

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3 提高混凝土耐久性的措施

如前分析，不论是上述哪一种因素主导着混凝土的劣化过程，其共同点是混凝土内有充足的水分和其他有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性，满足耐久性要求，必须降低混凝土的孔隙率，特别是降低毛细管孔隙率，即混凝土必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝，从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。

针对影响混凝土耐久性的因素，采取的措施多种多样，归纳起来主要有以下几点：

3.1 提高混凝土抗碳化能力

碳化对混凝土结构耐久性影响主要是使混凝土碱度降低，进而钢筋脱钝、锈蚀。为此必须减小、延缓混凝土的碳化。钢筋外留下足够的混凝土保护层厚度是简单有效的方法；混凝土配合比将影响碳化速度，足够的水泥用量、降低水灰比、采用减水剂都可减缓碳化速度。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CO2向混凝土内部渗透，大大提高混凝土抗碳化能力。

混凝土碳化的防治措施。对于混凝土的碳化破坏，治理措施：(1)在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境，选择合适的水泥品种；(2)分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用；(3)要选好配合比，适量的外加剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运输，及时的养护等各项严格的工艺手段，以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀，以确保混凝土的密实性；另外，若建筑物地处环境恶劣的地区，宜采取环氧基液涂层保护效果较好，对建筑物地下部分在其周围设置保护层；用各种溶注液浸注混凝土，如：用溶化的沥青涂抹。另外，若水工建筑物一旦发生了混凝土碳化，最好采用环氧材料或特殊纤维布材料防护修补，若碳化深度较大，可凿除混凝土松散部分，洗净进入的有害物质，将混凝土衔接面凿毛，用环氧砂浆或特殊纤维布材料铺粘填补，最后以环氧基液做涂基保护。

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3.2 防止混凝土的冻融破坏

冻融破坏在我国北方寒冷地区大量出现。防止冻融破坏主要措施是降低水灰比、使用引气技术（加引气剂）。但是，由于引入空气微泡会降低混凝土强度，加之市场上引气剂品种繁多，质量参差不齐，故在工程使用时应慎重选用。

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

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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。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小W／C，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。

混凝土的密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度是决定其抗冻性的重要因素。当混凝土的原材料质量较好、混凝土强度较高、水灰比较小、具有封闭细小想气泡且气泡间距较小，都有助于混凝土抗冻性的提高。在混凝土中掺用引气剂，是提高抗冻性能力最有效的方法。大量微小气泡的存在，不仅能隔断混凝土中毛细管通道，还对水分结冰时所产生的压力有缓冲作用。气泡还可使混凝土弹模有所降低，对提高混凝土抗裂性有利。随着龄期的增加，混凝土的抗冻性也可得到提高。水泥不断水化使可冻结水量减少，水中溶解盐浓度随水化深入而增加，冰点也随龄期而降低，抗冻性能力也随之增强。所以延长冻结前的养护时间可以提高混凝土的抗冻性。

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3.3 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（ 粉煤灰、磨细矿渣、硅灰）等。

混凝土的抗侵蚀性与所用水泥的品种、混凝土的密实程度和空隙特性有关。密实和孔隙封闭的混凝土，环境水不易侵入，故其侵蚀性较强。降低混凝土的水灰比或使用铝酸三钙含量低的水泥或适当的添加一些引气剂等可以提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。按适当的比例添加硅粉、粉煤灰或矿渣，从而减少参与化学反应物质的喊了，也可以提高混凝土抗硫酸盐侵蚀的能力。[6]

3.4 减轻混凝土碱骨料反应

混凝土碱骨料反应危害很大，而且一旦发生很难修复。但在我国由于碱骨料反应引起开裂的实例很少见。这是因为我国混凝土强度等级较国外低，水泥用量少，总碱量低。另外，我国水泥中普遍掺有15%以上碎矿渣、粉煤灰、沸石粉等混合料，有效抑制了可能发生的碱骨料反应。但随着混凝土强度提高，水泥用量增加，同时水泥生产工艺的改变，混凝土含碱量已在明显提高。由于大量基建项目的兴建，骨料来源减少，劣质骨料可能被采用，施工队伍素质等问题也将提高碱骨料反应几率，故应采取有效预防措施。当混凝土使用有碱活性反应的骨料时，配合比必须控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性；粉煤灰能抑制碱骨

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料反应，但是如掺量小于10% ，有时反而会增加膨胀。外加剂特别是早强剂带来高含量的碱。我国目前仅外加剂提供的碱量有时竟高于国外混凝土总碱量，如复合早强剂（ 硫酸钠、氧化钠、氧化钙、亚钠为主要成分） 带入混凝土的碱为3．13kg/m3～6．80kg/m3，早强减水剂（硫酸钠、木质素为主要成分） 带入碱为1．31kg/m3～3．93kg/m3。目前，混凝土施工常因工期要求掺入早强剂等外加剂，为预防碱骨料反应，在设计上应对外掺剂的使用提出要求。

3.5 钢筋锈蚀的预防

对钢筋锈蚀问题，可以采用的表面保护措施有：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，这种钢筋保护层即使氯离子、氧等大量侵入混凝土时也能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。另外，在混凝土表面涂层也是简便有效的方法，涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。此外，自20世纪60～70年代起，国内外都开始在混凝土拌和物中掺入亚钠作为预防恶劣条件下钢筋腐蚀的补充措施。

另外，还可掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性（工作性）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。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。当加入减水剂后，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，同时使水泥絮凝状的絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。掺入高效活性矿物掺料，如硅灰、粉煤灰等，改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，使水泥石结构更为致密，有效地阻断可能形成的渗透通道，提高混凝土强度，增强混凝土自身抵抗环境侵蚀破坏的能力等。

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4 案例分析

东海大桥地处北亚热带南缘、东北季风盛行区，受季风影响冬冷夏热，四季分明，降水充沛，气候变化复杂多年平均气温为15.8℃，海区全年盐度一般在10.00%——32.00%之间变化属强混合型海区，海洋环境特征明显。 在海洋环境下混凝土结构的腐蚀荷载主要由气候和环境介质侵蚀引起。主要表现形式有钢筋锈蚀、冻融循环、盐类侵蚀、溶蚀、碱—集料反应和冲击磨损等。东海大桥位于典型的亚热带地区，严重的冻融破坏和浮冰的冲击磨损可不予考虑。镁盐、硫酸盐等盐类侵蚀和碱骨料反应破坏则可以通过控制混凝土组分来避免。这样钢筋锈蚀破坏就成为最主要的腐蚀荷。

根据工程调研和环境条件分析得出，影响东海大桥结构混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-渗透速度。针对这一具体情况，并考虑当地的实际情况，如原材料的可及性、工艺设备的可行性等。东海大桥工程应当采取以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性策略和方案以及满足现阶段工程实际情况和技术水平的施工措施和质量保证措施，确保高性能混凝土的质量符合耐久性设计的要求。

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混凝土结构耐久性浅谈

5 结论与展望

本文通过混凝土耐久性问题的提出，到阐述了混凝土耐久性概念及机理分析，从混凝土冻融、碱骨料反应、碳化、钢筋锈蚀、侵蚀性介质腐蚀等各自原因；影响因素方面进行全面细致的分析。最后针对以上分析因素，得出了提高混凝土耐久性的六条具体措施，这些措施有助于我们更新观念，从耐久性的角度评价水泥和混凝土的质量。从文章分析可知,混凝土的外部环境，内部孔结构，碱骨料反应，碳化和侵蚀性介质腐蚀是混凝土耐久性能的重要因素。因此，工程中应根据具体情况，有针对性地采取相应措施，提高混凝土的耐久性。

经过一段时间的学习我发现科技的进步是与时俱进的，材料也一样。像混凝土，人们致力于研究高强、轻质、耐久、抗裂性能好、易成型，因为时代要求更好的更多动能混凝土，在钢筋方面，人们也在研发钢筋的高强轻质、延性好、低松弛、防腐等优势。我们学习建筑的学生应该时刻关注这些最新的科学的研究成果，在以后的学习和工作中打下坚实的基础。 混凝土虽然在实际应用中已经大放异彩，但是我们必须从最根本的方面着手，一步步掌握，比如它在实际运用中受力与破坏的优缺点，工程中的改进措施等，都是要我们在实际应用里一点点摸索与吸取教训获取的经验知识。

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混凝土结构耐久性浅谈

参考文献

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