探析混凝土结构耐久性

2019-01-12邢金生

魅力中国 2019年17期

邢金生

（身份证号：1330301969****5998）

一、高性能混凝土结构的耐久性

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的掺合料（矿物细掺料）和高效外加剂。

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。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安全性，而且更多地体现在适用性上。

二、高性能混凝土结构耐久性的主观影响因素

（一）材料因素

原材料品质对混凝土结构耐久性的影响至关重要，如原材料控制不严，会导致某些组份之间发生化学反应，特别是碱骨料反应，对结构耐久性十分不利。另外，原材料中氯离子含量超标，也容易导致钢筋的锈蚀。

（二）施工因素

高性能混凝土的特点是低水胶比、高矿物掺和料、复掺外加剂，这与普通混凝土是不同的。这使得高性能混凝土在施工的质量控制、养护措施都与普通混凝土不同。低水胶比决定于混凝土的粘性变大，在混凝土的运输、浇注、振捣工艺上必须严格控制，有的施工人员为方便施工而掺水，结果强度、耐久性大幅度下降；高矿物掺和料要求混凝土的养护必须到位，普通混凝土早期强度高水化快，对养护不是很敏感，但高性能混凝土则不同，因为掺和料的活性比水泥小得多，对矿粉混凝土，要求潮湿养护14d，而粉煤灰混凝土则要养护21d才能达到预期效果，否则会发生表面掉面、耐磨性差等；复掺外加剂要求混凝土的拌合时间必须要长，外加剂的用量很小，若不保证拌合时间，根本分散不开，均匀性变差，致使外加剂不仅起不到作用，反而使混凝土表面质量下降。

三、混凝土结构耐久性提高措施

（一）原材料的选择

1.水泥的选择

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，因此水泥的选择应结合工程的实际情况、所处的环境并且需注意水泥品种的具体性能，尽量选择碱含量小、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。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，需要考虑其工程性能，有时，其工程性能比强度更重要。

2.集料与掺合料选择

集料的选择应考虑其碱活性、耐蚀性和吸水性,防止碱集料反应造成的危害，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。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的,在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料：硅灰、矿渣、粉煤灰等中含有大量活性SiO2及活性Al2O3,它们能和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化硅酸钙产生二次反应生成强度更高,稳定性更优的低碱性水化硅酸钙,从而达到改善水化胶凝物质的组成,消除游离石灰的目的。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级粉煤灰和磨细矿渣粉分别应符合GB1596和GB/T18046规定，Ⅰ级粉煤灰需水量比不应大于100%,磨细矿渣比表面积应大于450m2/kg。矿物掺合料掺量不超过水泥用量的30%,粉煤灰与磨细矿渣复合使用时,两者之比为1：1。

3.减水剂及缓凝剂。由于高性能混凝土具有较高的强度，且一般混凝土拌和物的坍落度较大,在低水胶比（一般＜0.35）一般的情况下，要使混凝土具有较大的坍落度，就必须使用高效减水剂，且其减水率宜在20%以上。有时为减少混凝土坍落度的损失，在减水剂内还宜掺有缓凝的成份。此外，由于高性能混凝土水胶比低，水泥颗粒间距小，能进人溶液的离子数量也少，因此减水剂对水泥的适应性表现更为敏感。因大部分高性能混凝土施工时采用泵送，故掺减水剂后混凝土拌和物的坍落度损失不能太快太大，否则影响泵送。

4.钢筋

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，这种钢筋保护层能长期保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。