混凝土耐久性的含义是什么？如何提高混凝土的耐久性

混凝土耐久性的含义是什么？如何提高混凝土的耐久性?耐久性的定义：混凝土除了应有适当的强度外，还应根据使用方面的特殊要求，具有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、耐热性等，统称为耐久性。耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。抗渗性；指混凝土抵抗液体和气体渗透的性能。由于混凝土内部存在着互相连通的孔隙和毛细管，以及因振捣欠密实而产生蜂窝、孔洞，使液体和气体能够渗入混凝土内部，水分和空气的侵入会使钢筋锈蚀，有害液体和气体的侵入会使混凝土变质，结果都会影响混凝土的质量和长期安全使用。混凝土的抗渗性用抗渗标号P表示。如P4表示在相应的0.4N/mm2水压作用下，用作抗渗试验的6个规定尺寸的圆柱体或圆锥体试块，仍保持4个试块不透水。混凝土的抗渗标号一般分为P6、P8、P10、P12。抗冻性：指混凝土抵抗冰冻的能力。混凝土在寒冷地区，特别是在既接触水，又遭受冷冻的环境中，常常会被冻坏。这是由于渗透到混凝土中的水分受冻结冰后，体积膨胀9%，使混凝土内部的孔隙和毛细管受到相当大的压力，如果气温升高，冰冻融化，这样反复地冻融，混凝土最终将遭到破坏。混凝土的抗冻性用抗冻标号F表示。如受冻融的试块强度与未受冻融的试块强度相比，降低不超过25%，便认为抗冻性合格。抗冻标号以试块所能承受的最大反复冻融循环次数表示。根据冻融循环次数，混凝土抗冻标号一般分为：F15、F25、F50、F100、F150和F200o抗侵蚀性：指混凝土在各种侵蚀性液体和气体中，抵抗侵蚀的性能。对混凝土起侵蚀作用的介质主要是硫酸盐溶液、酸性水、活动和或带水压的软水、海水、碱类的浓溶液等。硫酸盐侵蚀是指硫酸根离子与混凝土中水泥水化物之间的化学反应，形成有害化合物，而导致混凝土组成和结构的破坏、强度下降、表面剥离等。耐热性：指混凝土在高温作用下，内部结构不遭受破坏，强度不显著丧失，具有一定化学稳定性的性能。混凝土碱骨料反应：最常见、最重要的反应是碱一硅反应简称ASR)，它是骨料中所含的无定形硅与孔隙里含碱(钠、钾、钙的氢氧化物)的溶液反应，生成易于吸水膨胀的碱-硅凝胶，当结构物暴露在潮湿环境中，混凝土体内相对湿度超过85%时，就会出现膨胀，直到引起混凝土开裂与破坏。混凝土碳化：碳化是指环境中的CO2与混凝土水泥石中的Ca(OH)2作用生成碳酸钙和水，从而降低混凝土中碱度的现象。由于碱度的降低，混凝土中的钢筋失去保护膜，引起钢筋锈蚀；混凝土表面出现碳化收缩，导致微裂缝的产生，降低混凝土的强度和耐久性。主要受CO2浓度、相对湿度、混凝土的密实度、水泥品种和掺和料等影响。混凝土钢筋锈蚀：由于混凝土内的强碱性使得钢筋表面形成钝化膜，从而钢筋在混凝土中不会锈蚀。如果钢筋表面钝化膜被破坏，则钢筋就会发生电化学腐蚀一一锈蚀破坏。混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀2〜7倍，导致混凝土保护层开裂破坏，混凝土中钢材的钝化会由于下列原因被破坏：混凝土中的Ca(OH)2被空气里的SO2、NO2、CO2等酸性氧化物中和而失去碱性；道路除冰盐或海水带进来的氯离子的作用。混凝土耐久性问题的产生原因：。内在因素：硅酸盐水泥矿相和水化产物：高碱、不稳定；混凝土结构：多孔和不均质，有害物质容易进入。（2）外在因素环境因素：有害离子、冻融和干湿循环（温度、湿度）等；人为因素：设计与施工问题、负荷超标准等。（三）提高混凝土强度的措施：混凝土的耐久性主要取决于组成材料的品质和混凝土本身的密实性及孔隙特征。因此，提高混凝土的耐久性应在这两方面采取措施。（1） 减少拌和水及胶凝材料浆体的用量：将拌和水的最大用量作为控制混凝土耐久性质量要求的一种标志，要比用最大水胶比（或水灰比）更为适宜。依靠水胶比的控制尚不能解决混凝土中因浆体过多，而引起收缩和水化热增加的负面影响。（2） 在高性能混凝土中，减少浆体量，增大骨料所占的比例，又是提高混凝土抗渗性或抗氯离子扩散性的重要手段。如果控制拌和水用量，则可同时控制浆体用量（浆骨比），就有可能从多个方面体现耐久性要求。对水胶比很低的混凝土一般不宜超过150kg/m3。对水胶比在0.42以下的混凝土，用水量一般应控制在170kg/m3以下。控制混凝土单方用水量就可以控制混凝土中胶凝材料用量，有利于降低混凝土的渗透性，并减少收缩量，所以必须有最高用量的限制。我国对于低水胶比混凝土的胶凝材料用量，过去一直偏高，甚至有的高达550kg/m3以上，其主要原因就是因为骨料品质不好，因此必须特别重视对混凝土骨料的级配以及粗骨料的粒形要求。为达到减少拌和水与水泥浆量的目的，主要途径有：1） 选用良好级配和粒形的粗骨料。2） 添加高效减水剂。3） 添加低需水量比的矿物掺和料。4） 降低水固比（W/S）和浆骨比。对混凝土整体而言，降低拌和水量而增加固态材料的重量，是有益的建议，在高性能混凝土建议水固比（W/S）W0.08；控制浆骨比在较低的水平例如中低等级混凝土在0.32以下，高等级混凝土在0.35以下。（3） 选择合理的胶凝材料体系：在胶凝材料体系中，降低混凝土的水泥用量，增大矿物细粉掺合料的用量，可以提高混凝土结构的化学稳定性和抵抗化学侵蚀的能力，降低内部缺陷，提高密实性。粉煤灰、磨细矿粉的添加，在过去曾被严重误解，以为对混凝土品质会有很大影响，但随着减水剂的应用，当水胶比较低时，大掺量矿物细粉掺合料配制的混凝土各方面品质优良，这一点已被近年的工程实践所证实，并已在1995年版的美国混凝土ACI318《结构混凝土规范》中被认同，也算平反了粉煤灰、磨细矿渣在混凝土中的行为，2009年5月1号实施的GB50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》中提出大掺量矿物掺合料混凝土水胶比不宜大于0.40。（4） 降低水胶比：混凝土的强度与密实性很大程度上取决于水胶比，当然今后绿色高性能混凝土是要在掺加大量矿物掺合料的前提下控制水胶比在较低的水平。掺加矿物细粉掺合料，降低水胶比。降低水胶比可以提高长期强度，有效降低界面水胶比，提高密实性，减少氢氧化钙在界面的富集现象，使界面强化。（5） 合理使用水泥：选用低水化热和含碱量偏低的水泥，尽可能避免使用早强水泥、细度过细和高C3A含量的水泥。（6） 掺用引气剂：掺用引气剂，引入微小封闭气泡，不仅可以有效提高混凝土抗渗性、抗冻性，而且可以明显提高混凝土抗化学侵蚀能力。这主要是由于这些微小气泡可以缓解部分内部应力，抑制裂纹生成和扩展。（7） 控制混凝土总碱含量和氯离子含量：碱含量和卤化物（尤其是氯盐）是混凝土发生碱骨料病害和中钢筋腐蚀的主要原因，因此应注意：1） 控制混凝土组成材料中的碱含量，《混凝土结构耐久性设计规范》中规定：对骨料无活性且处于干燥环境条件下的混凝土构件，含碱量不应超过3.5kg/m；对于设计使用年限为100年的结构物，宜限制混凝土的含碱量不超过3kg/m；对于骨料无活性但处于潮湿环境（相对湿度N75%）条件下的混凝土构件，含碱量不超过3kg/m。2） 控制混凝土中的氯离子含量，应符合GB50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》中规定。（8） 加强混凝土质量的生产过程控制