混凝土的耐久性及影响因素

暴露在自然环境中的混凝土结构物，经常受到各种物理和化学因素的破坏作用，如温度湿度变化、冻融循环、压力水或其他液体的渗透、环境水和土壤中有害介质以及有害气体的侵蚀等。混凝土在使用过程中抵抗由外部或内部原因而造成破坏的能力称为混凝土的耐久性。

1.抗渗性

混凝土抵抗压力水渗透的能力称为抗渗性。抗渗性的大小直接影响混凝土的耐久性。

混凝土的抗渗性主要取决于混凝土的孔隙率和孔隙特征，混凝土孔隙率越低，连通孔隙越少，抗渗性能越好。所以，提高混凝土抗渗性的主要措施，是通过采用降低水灰比、改善集料级配、加强振捣和养护、掺用引气剂和优质粉煤灰掺和料等方法来实现。

混凝土的抗渗性用抗渗等级表示，根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T 50082—2009）的规定，抗渗等级可分为P6、P8、P10、P12及＞P12等，相应地表示混凝土抵抗0.6、0.8、1.0、1.2及＞1.2 MPa的水压力作用而不发生渗透。

2.抗冻性

我国寒冷地区和严寒地区，公路、铁路桥涵中的混凝土遭受冻害的现象是相当严重的。混凝土的抗冻性是指混凝土在吸水达饱和状态下经受多次冻融循环作用而不破坏，同时强度也不显著降低的性能。冻融破坏的原因是混凝土中的水结成冰后，体积发生膨胀，当冰胀应力超过混凝土的抗拉强度时，使混凝土产生微细裂缝，反复冻融使裂缝不断扩大，导致混凝土强度降低直至破坏。

混凝土的抗冻性用抗冻等级表示。混凝土抗冻等级的测定，是以标准养护28 d龄期的立方体试件，吸水饱和后，在＋18～－18°C 情况下进行反复冻融，最后以强度损失不超过25%、质量损失不超过 5%时，混凝土所能承受的最大冻融循环次数来表示。混凝土的抗冻等级分为D25、D50、D100、D150、D200、D250、D300及D300以上，其中数字表示混凝土能经受的最大冻融循环的次数。

影响混凝土抗冻性的主要因素有水泥品种、水胶比及集料的坚固性等。提高抗冻性的措施是提高混凝土的密实度、减小水胶比和掺加引气剂或引气型减水剂等。

3.抗化学侵蚀性

当混凝土所处的使用环境中有侵蚀性介质时，混凝土很可能遭受侵蚀，通常有硫酸盐侵蚀、镁盐侵蚀、一般酸侵蚀和强碱腐蚀等。

混凝土被侵蚀的原因是由于混凝土不密实，外界侵蚀性介质可以通过开口连通的孔隙或毛细管通路，侵入到水泥石内部进行化学反应，从而引起混凝土的腐蚀破坏。所以，提高耐侵蚀性的关键在于选用耐蚀性好的水泥，以提高混凝土内部的密实性和改善孔结构。

4.抗碳化

混凝土的碳化是指空气中的二氧化碳渗透到混凝土中，与混凝土内水泥石中的氢氧化钙发生化学反应，生成碳酸钙和水，使混凝土碱度降低的过程。碳化发生在潮湿的环境中，而水下和干燥环境中一般不发生。

混凝土碳化会引起钢筋锈蚀，也可使混凝土表层产生碳化收缩，从而导致微细裂缝的产生，降低混凝土的抗拉、抗折强度；混凝土的碳化也存在有利的一面，即表层混凝土碳化时生成的碳酸钙，可填充水泥石的孔隙，提高密实度，防止有害物质的侵入。(www.xing528.com)

影响混凝土碳化的因素主要有水泥品种、水胶比、空气中的二氧化碳浓度及湿度。提高混凝土抗碳化的措施是降低水胶比、掺入减水剂或引气剂等。

5.碱-集料反应

碱-集料反应是指集料中的活性二氧化硅与混凝土内水泥中的碱（Na2O及K2O）发生化学反应，生成碱-硅酸凝胶，其吸水后会产生体积膨胀，从而导致混凝土受到膨胀压力而开裂的现象。

多年来，碱-集料反应已经使许多处于潮湿环境中的结构物受到破坏，包括桥梁、大坝和堤岸。发生碱-集料反应必须具备3个条件：① 水泥中含有较高的碱量；② 集料中存在活性二氧化硅且超过一定数量；③ 有水存在。

为防止碱-集料反应所产生的危害，可采取以下措施：使用的水泥含碱量小于0.6%；采用火山灰质硅酸盐水泥，或在硅酸盐水泥中掺加沸石岩或凝灰岩等火山灰质材料，以便于吸收钠离子和钾离子；适当掺入引气剂，以降低由于碱-集料反应时膨胀带来的破坏作用。

6.提高混凝土耐久性的措施

影响混凝土耐久性的因素很多，主要取决于组成材料的品质与混凝土本身的密实度及孔隙特征。

为提高混凝土耐久性，所采取的技术措施主要有：

（1）根据工程所处环境及要求，选用适当品种的水泥。

（2）严格控制水胶比并保证足够的水泥用量。

（3）选用质量较好的砂石，并采用级配较好的集料，提高混凝土的密实度。

（4）掺入减水剂和引气剂。

（5）在混凝土施工中，应搅拌透彻、浇筑均匀、振捣密实、加强养护，以提高混凝土质量。