淺析如何提高混凝土的耐久性及其防腐措施

摘要：耐久性是混凝土結構的重要指標之一，混凝土的耐久性是使用期內結構保證正常功能的能力，關系著結構物的使用壽命。文章分析了混凝土結構的耐久性問題，探討了造成耐久性失效的原因，并針對耐久性問題提出了相關的防腐建議。

關鍵詞：混凝土；耐久性；防腐措施；集料反應；化學侵蝕

我國混凝土結構耐久性問題不容忽視。我國人口眾多，過去為及時解決居住需要和促進工業(yè)生產，建造過不少質量不高的民用房屋和工業(yè)廠房。結構設計雖然采用可靠度理論計算，實質上僅能滿足安全可靠指標的要求，而對耐久性要求考慮不足，且由于忽視維修保養(yǎng)，現(xiàn)有建筑物老化現(xiàn)象相當嚴重。截至20世紀末，有近23.41億平方米的建筑物進入老齡期，處于提前退役的局面。20世紀50年代不少在混凝土中采用摻入抓化鈣快速施工的建筑，損壞更為嚴重。近幾年房屋開發(fā)中反映出的質量問題也很突出，不少新建好的商品房，未使用幾年就需要修復，造成極大浪費。

我國是一個發(fā)展中的大國，正在從事著為世界所矚目的大規(guī)模基本建設，而我國財力有限，能源短缺，資源并不豐富，因此科學合理的設計，優(yōu)質的施工質量來提高混凝土結構耐久性及防腐性，延長結構使用壽命是擺在我們面前的一個很重要的課題和任務。

一、混凝土工程中的耐久性問題

強度和耐久性是混凝土結構的兩個重要指標，因以往工程中習慣上只重視混凝土的強度，或片面追求高強度而忽視混凝土的耐久性?；炷恋哪途眯允鞘褂闷趦冉Y構保證正常功能的能力，關系到結構物的使用壽命，隨著結構物老化和環(huán)境污染的加重，混凝土耐久性問題已引起了各主管部門和廣大設計、施工部門的重視。

二、混凝土結構耐久性問題的分析

混凝土耐久性問題，是指結構在所使用的環(huán)境下，由于內部原因或外部原因引起結構的長期演變，最終使混凝土喪失使用能力，即所謂的耐久性失效，耐久性失效的原因很多，有抗凍失效，堿-集料反應失效，化學腐蝕失效，鋼筋銹蝕造成結構破壞等。下面作具體分析：

混凝土的凍融破壞

結構處于冰點以下環(huán)境時，部分混凝土內孔隙中的水將結冰，產生體積膨脹，過冷的水發(fā)生遷移，形成各種壓力，當壓力達到一定程度時，導致混凝土的破壞?；炷涟l(fā)生凍融破壞的最顯著的特征是表面剝落，嚴重時可以露出石子?；炷恋目箖鲂阅芘c混凝土內部的孔結構和氣泡含量多少密切相關?？自缴僭叫。茐淖饔迷叫?，封閉氣泡越多，抗凍性越好。影響混凝土抗凍性的因素，除了孔結構和含氣量外，還包括：混凝土的飽和度，水灰比，混凝土的齡期，集料的孔隙率及其間的含水率等。

混凝土的堿-集料反應

混凝土的堿-集料反應，是指混凝土中的堿與集料中活性組分發(fā)生的化學反應，引起混凝土的膨脹，開裂，甚至破壞。因反應的因素在混凝土內部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隱患。許多國家因堿-集料反應不得不拆除大壩，橋梁，海堤和學校，造成巨大損失，國內工程中也有堿-集料反應損害的類似報道，一些立交橋、鐵道軌枕等發(fā)生不同程度的膨脹破壞。混凝土堿-集料反應需具備三個條件，即有相當數(shù)量的堿、相應的活性集料及水分。反應通常有三種類型：堿-硅酸反應，堿-碳酸鹽反應，慢膨脹型堿-硅酸鹽反應，避免堿-集料反應的方法可采用：盡量避免采用活性集料；限制混凝土的堿含量；摻用混合材。

化學侵蝕

當混凝土結構處在有侵蝕性介質作用的環(huán)境時，會引起水泥石發(fā)生一系列化學、物理與物化變化，而逐步受到侵蝕，嚴重的使水泥石強度降低，以至破壞。常見的化學侵蝕可分為淡水腐蝕，一般酸性水腐蝕，碳酸腐蝕，硫酸鹽腐蝕，鎂鹽腐蝕五類。淡水的沖刷，會溶解水泥石中的組分，使水泥石孔隙增加，密實度降低，從而進一步造成對水泥石的破壞；研究表明，當水泥石中的氧化鈣溶出5%時，強度下降7%,當溶出24%時，強度下降29%,因此，淡水沖刷會對水工建筑有一定影響；而當水中溶有一些酸類時，水泥石就受到溶淅和化學溶解雙重作用，腐蝕明顯加速，這類侵蝕常發(fā)生在化工廠；碳酸對混凝土的影響主要為：在溶淅水泥石的同時，破壞混凝土內的堿環(huán)境，降低水泥水化產物的穩(wěn)定性，影響水泥石的致密度，造成對混凝土的侵蝕；硫酸鹽的腐蝕則表現(xiàn)為so42-離子深入混凝土內與水泥組分反應，生成物體積膨脹開裂造成損壞；海水中由于存在多種離子，侵蝕形式較為復雜，但主要是由于鎂鹽使硬化水泥石的結構組分分解，同時硫酸鹽作用會造成對水泥石的損壞，而氧化鎂沉淀會堵塞混凝土孔隙，會使海水侵蝕有所緩和。

鋼筋的銹蝕

鋼筋的銹蝕，其一表現(xiàn)為鋼筋在外部介質作用下發(fā)生電化反應，逐步生成氫氧化鐵等鐵銹，其體積比原金屬增大2~4倍，造成混凝土順筋裂縫，從而成為腐蝕介質滲入鋼筋的通道，加快結構的損壞。氫氧化鐵在強堿溶液中會形成穩(wěn)定的保護層，阻止鋼筋的銹蝕，但堿環(huán)境被破壞或減弱，則會造成鋼筋的銹蝕，如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的原因，主要是混凝土的密實度即抗?jié)B性不足，酸性氣體滲入混凝土內與氫氧化鈣作用；其二，氯離子對鋼筋表面鈍化膜有特殊的破壞作用，當混凝土中氯含量超過標準時，鋼筋會銹蝕，而水和氧的存在是鋼筋被腐蝕的必要條件，因此，若混凝土開裂，造成水和氧的通道，則鋼筋銹蝕加速，促成混凝土裂縫進一步開展，混凝土保護層剝落，最終使構件失去承載力。

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