论混凝土耐久性提升的关键控制点

【摘要】钢筋混凝土是基础设施建设中的主角，"提升混凝土耐久性"课题正受到了资源、能源以及环境承载能力的多重考验。实践证明，要实现可持续发展策略，就涉及混凝土工程而言，最关键的任务是延长混凝土工程的使用年限，减少巨额维修费用。我国正处于建设高潮，应重视提高工程寿命，从国情出发，提高工程质量，提升混凝土耐久性，必将取得巨大社会效益.

【关键词】工程寿命；质量控制关键点；社会效益

随着混凝土结构物使用年限的推移，在各种自然环境的作用下，混凝土各种使用性能，能持续满足安全使用要求的能力，称之为混凝土的耐久性。随着人们逐渐重视工程质量、强调安全和环境保护，高性能混凝土真正进入推广应用时期。对业主或用户来说，混凝土的耐久性好，安全使用期长，可减少维修费；对社会来说，高性能混凝土降低能耗、料耗，利用工业废渣、减少噪声污染，对环境有利；对施工者来说，高性能混凝土操作方便，改善劳动条件，加快进度，减少模板和劳力；对于设计者来说，高性能混凝土减小断面，减轻自身重量，增加使用空间。本文作者将从混凝土原材料的选用、预防结构中钢筋锈蚀、避免或减轻碱集料反应、降低用水量减少水灰比、加强砼施工工艺控制，特别是加强砼施工工艺控制进行论述，以便我们在工作中把握提高混凝土耐久性的关键点。

一、按施工技术规范要求选择高性能的砼原材料

混凝土是由水泥、砂、石、水辅之以必要的起强化作用的外加剂，按一定的配比拌制而成的，高性能结构体。在整体结构中，这几种材料相辅相成、共同支撑形成具有不同强度等级的混凝土；砼原材料的要求如下表：

序号

材料名称

基本要求

主控指标值

备注

1

粗集料

宜选用花岗岩、玄武岩、石灰岩、等质地坚硬材料；

a.压碎指标值：≤10%，C60～C40；

b.岩石的抗压强度： 60 MPa -100 MPa，C30-C60；

c.级配范围：一般建议最大粒径取31.5mm或者26.5mm；

d.针片状颗粒含量：限值≤8%[≥C60]、≤15%[C55～C30]、≤25%[C≤25]；

e.含泥量合格：C60以上混凝土碎石含泥量小于0.5%、C30-C55碎石含泥量小于1.0%、小于C25碎石含泥量小于2.0%；

卵石、碎石

2

细集料

宜选用质地坚硬并匀称的天然砂，不宜使用山砂及机制砂，禁止使用海砂；

砂尽量选择中砂；细度模数2.3-3.0；砂中含泥量限值根据混凝土强度等级不同而不同：大于或等于c30砂中含泥量≤3.0、小于c30含泥量≤5.0；

砂子

3

水泥

正确选择水泥强度，使水泥强度等级与所配制的混凝土强度等级相匹配；

水泥的选择一般来说C25以下的混凝土宜用325水泥，C30以上的混凝土宜用425以上水泥，浇注大体积混泥土要还要选择水化热比较低的水泥；

考虑酸碱环境选用

4

水

不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质；

要注意满足饮用条件的水就可

禁用工业废水

随着科技的发展，新型建材的日新月异，高效能的混凝土外加剂对改善混凝土的综合性能效果显著，如聚羧酸系高效减水剂、新型高性能超塑化剂、SF- A型混凝土养护剂、氯盐阻锈型防冻剂、低分子有机氟脱模剂，这些外加剂的飞速发展将有力推动混凝土质量的提高；

二、确保砼结构体中钢筋性能的稳定，特别重视防止钢筋锈蚀

混凝土是一种人工石料，抗压能力强但抗拉能力弱，而钢筋不仅抗拉能力强，而且具有良好的塑性和可焊性，能与混凝土有机的粘结在一起共同工作，从而提高构件的承载能力，完成其结构功能；如果钢筋混凝土随着使用时间的延长，钢筋本来处在混凝土中的真空状态受到了破坏，抗氧化能力会逐降降低，最后钢筋在短时间内就能完全锈透，整个结构会失稳。所以如何防止钢筋砼中钢筋不生锈，对延长结构物的工程寿命很重要，常用的做法有：混凝土在浇筑过程中，要认真仔细检查模板上确保砼保护层厚度的垫块，要满足设计要求的厚度，让浇筑后的成品钢筋混凝土构件中钢筋有充足的包裹厚度；降低砼构件中砼的孔隙率，使砼的密实度能保证钢筋在长期的使用过程中，杜绝自然环境中水、酸性物等有害物质对其破坏，浇筑砼时严格控制好水灰比，掺入高效减水剂，减少混凝土凝结过程中多余水份，从而达到最佳密实状态；加强重要承重构件在使用过程的监测，一但出现不影响承重受力的裂缝，如混收缩干裂缝、局部重力碰撞扰动裂缝等，要及时采取高效能的新型材料进行密封修补，平时的养护及时，就能有效防止破坏表面，而锈蚀钢筋；最行之有效的措施是砼的表面，做好隔离涂层，让砼构件表面穿上一件不受不良环境影响的外衣，根据砼构件所在环境的特殊性，选择如防腐涂料、耐碱涂料、耐老化涂料、耐候涂料等；

三、避免或减轻碱集料反应

混凝土碱集料反应是指混凝土构件在使用过程中，因自然环境中含碱类有害物质渗入到了砼内部或砼材料自带超标的含碱类物质，在长年累月中不断发生化学反应，缓慢积累产生胶凝物质，在结构体吸收水分后发生膨胀，导致从内向外胀裂和损毁的现象。碱集料反应破坏严重，如有发生修复难度很大。避免或减轻碱集料反应的方法有：掺配其它混合料，实践证明掺粉煤灰，矿渣，硅粉等混合材料能有效改善混凝土的性能，抑制碱集料反应；选择活性含量低的骨料，避免使用酸性集料，能有效避免碱集料反应；随着混凝土工艺的不断进步，所用的水泥品种、外加剂等种类繁多，应有混凝土中碱的总含量的控制指标；加强对成品构件碱集料反应的检验方法、监控措施的制定实施。

四、降低用水量，减少水灰比

针对水化物以及其引发的问题，在保证浇筑时砼流动性的同时，应尽可能减少用水量，减小水灰比，使混凝土凝结后更密实，毛细管孔隙率最低。减少用水量关键是要严格控制施工时的实际水灰比，不能为图浇筑时轻松，人为增大用水量，更不能在拌和后直接加"生水"。还可采用掺入外加剂来改善混凝土拌合物流变性能，主包括各种减水刘、引气剂和泵送剂等。

五、加强混凝土施工工艺控制

砼的施工工艺流程中主要应控制拌制、运输、浇筑、振捣、养护、砼冬期高温期六大关键环节，每一个具体环节，要重点注意和采取的措施如下。

混凝土的拌制要采用机械拌和，按先石子、次水泥、后砂子的上料顺序，确保拌制出料的砼石子表面包满砂浆、材料混合均匀、色泽一致。在整过施工过程中要严格控制水灰比，随时通过试验检查和校正坍落度，不得任意调整用水量。混凝土只有足够的拌和时间才能使之拌和均匀，但拌和时间要适当，时间过长又会造成离析，具体拌和时间可根据拌和机容量、气温、坍落度要求按施工技术规范查表选定。

混凝土的运输不应转运，以时间最短并保持平稳状态，运送至浇筑地点。混凝土经拌和至振捣中间间隔的时间不能超出施工规范，具体间隔时间主要与气温情况相关，温度为50C-100C时不超过2小时，温度为100C-190C时不超过1.5小时，温度为200C-3000C C时不超过1小时；运输道路要平整不能造成簸箕离析现象；从高处倾落混凝土时，高度2米之内可在自由倾倒，高度在2米至10米之间可以用串筒、溜槽，但超过10米串筒内应附设减速装置。

混凝土浇筑前要认真检查校验模板及钢筋的数量、位置和尺寸，并要查看模板的清洁、紧密情况。混凝土的整体性和密实性与浇筑方法有密切的关系，当构件的高度较大时，就应采用分层浇筑法；次层混凝土开始浇筑时必需在前层混凝土开始凝结前，两层浇筑时间相隔视气温等情况一般不应超过1小时，也可根据试验来确定准确相隔时间。

混凝土拌和料受振时会产生暂时的流动性，在自重作用下，将空气形成的小气泡排出，从而使混凝土达到密实，满足内实外光的要求。混凝土的振动应用机械，振动器有平板式、插入式、附着式，根据不同的结构物情况选用正确的振动机械，才能产生最密实的效果。桥面、基础等大面积混凝土宜用平板式振动器；如梁肋等薄壁结构宜用挂在模板外部振动的附着式振动器；构件钢筋不是太密且断面有足够的地位插入，就宜选择用插入式振动器；一般应振动到表面无气泡冒出，表面平整出现薄层浮浆为合格。

混凝土的养护方法，最常用的是自然养护法，此方法最为经济，但受气温条件限制，气温必需在5度以上，混凝土终凝后覆盖草袋、麻袋等，保持构件一直处于湿润状态，直到达到设计强度要求。为加速施工进度和周转材料的周转，可采用蒸气养护法。

混凝土冬期施工可用尽量减少用水量、适度增加拌和时间、采用发热量高的水泥品种、掺入早强剂、用蒸气养护、暖棚法、电热法等；混凝土高温期施工可采用遮荫、喷冷却水、充分利用夜间温度低时施工等措施；

六、结论

混凝土结构的工程寿命直接关系到我国基础设施建设的社会效益、经济效益、环境效益，让混凝土表现出良好的工作性、很高的耐久性和符合工程要求的强度，使之成为满足重大工程需求的高性能混凝土，是建材科技工作者的责任，也是国家建设大计的保障。通过本文的论述我们在实际工作中可从：合理选择原材料、避免钢筋锈蚀、防止碱集料反应、降低水灰比、加强施工工艺等五大方面，作为提高混凝土耐久性的质量控制关键点。

参考文献：

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[2]陈仲庆，提高混凝土耐久性的措施[J]， 科技资讯，2007，（14）。

[3]丁大钧，混凝土工程发展新阶段及近15年预测，东南大学出版社，1999。