普通混凝土质量控制-混凝土的耐久性（土木工程材料）

混凝土耐久性混凝土耐久性抗冻性

抗渗性抗蚀性碱－骨料反应碳化一、抗冻性1、混凝土的冻融破坏

正常大气压，0℃时，水冰，体积增大约9％；温度升高时，冰融化，体积减小。在北方大部分地区，冬季温度比较低，对于混凝土的抗冻性要求比较高。混凝土为多孔性无机材料，内部存在孔隙、毛细管道，易吸水。水和冰反复的冻融将对其产生巨大的破坏作用，如：很多建筑物表面的水泥砂浆、油漆、防水层等与建筑物剥离，混凝土被冻粉化，就是这种冻融作用的结果。2、混凝土的抗冻试验（快冻法）试件尺寸为100mm×100mm×400mm，成型养护24d，浸水4d。冻融箱中心温度从-17±2℃至8±2℃

，每循环25次进行一次测试。测试内容主要有两个：质量损失达到初始质量的5％动弹性模量损失达到初始值的40％根据循环的次数来评价混凝土的抗冻性。抗冻等级分为F50、F100、F150……F300有特殊要求可以更高。通常混凝土抗冻性要求最高是F300。所以满足第三个条件的时候也可以停止试验：循环达到300次图6动弹模仪图5冻融试验机动弹性模量测试：

测点涂凡士林：中心5mm

发射接收侧面混凝土的抗冻等级，应根据工程所处的环境，按有关规定选择。

严寒气候条件、冬季冻融交替次数多、处于水位变化区的外部混凝土，以及钢筋混凝土结构或薄壁结构、受动载荷的结构，均应选用较高抗冻等级的混凝土；

与海水或与侵蚀性溶液接触的上述各种结构，应选用更高抗冻等级的混凝土。抗冻性好的混凝土，抵抗温度变化、干湿变化等风化作用的能力也较强。因此在温和地区，对外部混凝土也应有不低于F50的抗冻要求，以保证建筑物抗风化的耐久性。房屋建筑中室内、大体积的内部等不受风雪影响的混凝土，可不考虑抗冻性。二、抗渗性混凝土材料的腐蚀破坏大多是在水及有害液体侵入的条件下发生的。如氯离子侵入，引起的钢筋锈蚀破坏。水压力渗透氯离子渗透性混凝土常用的渗透性检测主要分两种：（一）水压力渗透：抵抗有压水渗透的能力。一组6个试件，成型养护28d后，在试件侧面滚涂一层融化的密封材料（如石蜡），压入预热过的试模中，装在渗透仪上进行试验。水的进入对混凝土的影响：（1）影响物理力学性能（2）引入有害离子（Cl－）圆台形试件上直径175mm，下直径185mm，高150mm。图1密封好的试件图2水压力渗透仪

初始水压0.1MPa，每隔8h增加水压0.1MPa，一直加至6个试件中有三个试件表面出现渗水，记下此时的水压力H，即可停止试验。抗渗等级：

混凝土的抗渗等级分级为S2、S4、S6、S8、S10、

S12，若压力加至1.2MPa,第三个试件仍未渗水，则停止试验，试件的抗渗等级以S12表示。

对于一些强度比较高的混凝土，这种方法不利于我们进行对比试验。这种情况下，就不利于我们做对比试验。通常采用相对渗透系数法。

0.8MPa加压24h，然后沿轴向劈开，看水渗透的高度。沿水印的上边缘画一条线，均匀的取10个点，读取的数据取平均值做为渗透高度Dm。相对渗透系数:m=0.031MPa=10200cm三、抗蚀性

化学侵蚀(水泥石的腐蚀)磨蚀性抗磨蚀性（气蚀性）

一般对抗磨蚀性要求较高的混凝土主要有两大类：（1）受高速水流冲刷的混凝土（水工建筑物中的泄洪洞、大坝等）表面凸凹不平断面突变水流转弯如我国某水电站的一号泄洪洞，第一个洪水期泄洪后，就发现严重的气蚀破坏，在紧邻龙抬头的反弧段下游400mm左右范围底板边墙衬砌被大面积掀起，最大冲刷深度达数米，不得不进行大修。

（2）道路路面混凝土。

车辆荷载的反复作用（冲击、摩擦）磨蚀破坏相当严重的路面抗磨蚀的措施:（1）建筑物的外形（2）混凝土材质的选择（水泥、砂、碎石）

配合比设计水泥混凝土路面耐磨性实验（磨耗法）：试件尺寸：150mm×150mm×150mm成型养护28天进行实验预磨30转，m1

再磨60转，m2单位面积磨耗四、碱－骨料反应

碱－骨料反应可分为碱－硅酸反应（ASR）和碱－碳酸盐反应（ACR）。

1、碱－硅酸反应混凝土内部水泥凝结体中含有Na2O、K2O等碱性氧化物，当这些物质含量较高时，在有水的条件下，它会与骨料中的活性SiO2发生化学反应，生成碱－硅酸盐凝胶，其反应方程式为

这种凝胶堆积在骨料与水泥凝胶体的界面，吸水后会产生很大的体积膨胀（约增大3倍以上），导致混凝土开裂破坏，这种现象称为混凝土的碱－骨料反应。在一些公路、桥梁、混凝土闸坝等工程中均要考虑碱骨料反应的危害，并加以预防。3、碱－骨料反应发生的条件：（1）水泥中含碱量大于0.6％，按(Na2O+0.658K2O)计；（2）骨料中有活性物质（活性二氧化硅、蛋白石、燧石等）；（3）环境中有水存在。针对碱－骨料反应发生的条件，可以采取相应的措施来进行防治。此外还可以在混凝土中掺入活性掺合料（粉煤灰）或引气剂。实际应用中主要从控制原材料品质方面来防止碱骨料反应的发生。五、碳化碳化前：水泥凝胶中的Ca(OH)2含量约为25％，PH＝12～13，碱性。

碳化后：Ca(OH)2浓度下降，PH＝8.5～10，接近中性。不利影响：碱性条件下，钢筋表面生成钝化膜碳化改变了混凝土内部的碱性环境，削弱了混凝土对钢筋的保护作用。有利方面：提高密实度促进水化影响碳化的因素：（1）环境中CO2浓度。浓度越高，碳化越快。（2）环境的相对湿度。最适宜湿度为50％～75％。碳化实验：试件尺寸100mm×100mm×100mm标准养护28天后，60℃烘干48h。碳化箱制度：CO2浓度20±3％，相对湿