混凝土耐久性评估与提升措施

混凝土耐久性评估与提升措施

陈皓

            青海机场公司 青海省西宁市  810000

摘要：近年来，我国的工程建设越来越多，对混凝土的应用也越来越广泛。混凝土是房屋、桥梁、隧道和公路等工程的最基本组成材料，混凝土的耐久性直接影响工程的使用安全和使用寿命。本文就混凝土耐久性评估与提升措施进行研究，以供参考。

关键词：混凝土；制备工艺；强度；耐久性

引言

混凝土是现代建筑和工程领域的基石，以其高强度、易成型性和经济性，在多种结构中发挥着核心作用。然而，其在强度和耐久性方面存在局限性，如受环境因素影响而导致的裂缝和脆化问题，这些不仅威胁结构安全，还增加维护成本，对环境可持续性构成挑战。因此，开发更强、更耐用的混凝土材料至关重要。随着技术进步，探索新的混凝土增强技术，如先进材料和改良混合方法，变得尤为关键。文章全面探讨混凝土的耐久性问题，旨在提高建筑物的性能和寿命，为建筑行业和环境可持续性贡献力量。

1混凝土性能改进

科技的进步使得混凝土的性能得以持续改进。例如，通过引入高性能纤维，提高了混凝土的抗裂性、韧性和耐久性；采用智能混凝土，实现了混凝土结构的自诊断和自修复。这些进步都增强了混凝土在实际工程中的应用效果。

2混凝土耐久性提升措施

2.1多场腐蚀耦合作用下混凝土耐久性试验设计

根据GB/T50080《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行制备C50混凝土，其配合比为：水∶水泥∶砂∶石子=0.41∶1.0∶1.16∶2.45。水为普通自来水；水泥为普通硅酸盐水泥P·O42.5R，该水泥各项指标满足GB175—2007《通用硅酸盐水泥》的要求；砂、石均满足JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求。将制备成型的混凝土放入标准养护室内进行养护，其环境为温度（25±3）℃，相对湿度99%以上。腐蚀环境试验设计：配制腐蚀环境溶液用水为试验蒸馏水，分别采用国药网站上购买的MgCl2和MgSO4化学物质溶于蒸馏水中，配制质量分数8%的氯离子和硫酸根离子腐蚀环境。单一腐蚀试验方法：将养护好的混凝土分别放置质量分数8%的氯离子、质量分数8%的硫酸根离子的环境中10、20、30d后，根据GB/T50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测试不同混凝土深度内的氯离子和硫酸根离子浓度，分析单一腐蚀环境对混凝土耐久性的影响。腐蚀环境试验耦合方法：将养护好的混凝土放置在8%质量分数的氯离子环境中12h，然后再放置在8%质量分数的硫酸根离子环境中12h，记作一次循环（1d），以此循环往复30次（30d）后，根据GB/T50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》测试不同混凝土深度内的氯离子和硫酸根离子浓度，分析耦合腐蚀环境对混凝土耐久性的影响。

2.2纤维增强混凝土

纤维增强混凝土是一种通过添加纤维材料来提升混凝土性能的技术。常用的纤维包括钢纤维和玻璃纤维。钢纤维的加入显著提高了混凝土的抗裂和抗冲击能力，使其更适用于承受重载和冲击的结构中。玻璃纤维则因其优异的抗腐蚀特性，常用于需要长期耐受化学侵蚀的环境。纤维的使用不仅增强了混凝土的结构强度，还提升了其整体的耐久性。

2.3混凝土抗渗性能

随着混凝土强度等级的提高，试件渗水压力逐渐增大，说明混凝土的抗渗性能逐渐提高。这是因为，混凝土强度等级越高对应的配比中胶凝材料（水泥、粉煤灰和矿粉）的掺量越大，而水和砂石骨料的掺量变小，一方面胶凝材料量增大会有更多的胶凝材料包裹砂石骨料，使得骨料包裹更加紧密；另一方面较少的水可以减少水泥水化过程中多余水逸出混凝土内部造成孔隙，混凝土内部孔隙变少，混凝土致密性提高。因此，随着混凝土强度等级的增大，内部孔隙减少了，混凝土结构致密性增强，水渗透减弱，混凝土抗渗等级提高。

2.4纳米技术在混凝土中的应用

纳米技术的应用正在混凝土材料领域中引起革命性变化。纳米水泥是一种运用纳米技术改良的水泥，其粒径远小于传统水泥，从而优化了混凝土的微观结构和性能。这种水泥的独特之处在于其极高的强度和改善的耐化学侵蚀性能，使得由其制成的混凝土具有更低的孔隙率和更高的密度。纳米水泥混凝土在耐水性和耐久性方面表现出色，特别适合用于修复工程，为其提供更持久和稳定的效果。在清水建筑的修复中，使用纳米水泥尤为合适。清水建筑以其混凝土原始的质感和色泽为特征，强调材料的自然美。纳米水泥不仅能有效修复结构损伤，保持与原有结构力学性能的一致性，而且由于其优良的工作性，可以在不破坏建筑原始外观的前提下进行精准应用。这种特性使纳米水泥成为清水建筑修复的理想选择，确保了建筑的历史和美学价值得以保留。

2.5氯盐和硫酸盐耦合环境下混凝土耐久性性能

根据耦合腐蚀试验方法，将混凝土试块放置在8%的氯离子环境中12h，然后再放置在8%的硫酸根离子环境中12h，总共30d后，测试混凝土试块不同深度的氯离子和硫酸盐离子含量。耦合环境下混凝土耐久性性能迅速下降，这是因为在耦合环境下，氯离子和硫酸盐离子会有一个互相加速侵蚀混凝土结构的作用，即在氯离子侵蚀下会导致混凝土疏松，而在硫酸盐离子侵蚀下会导致混凝土出现开裂，两者相互作用降低混凝土的耐久性。在耦合环境下混凝土内部孔隙最大，硫酸盐离子环境下混凝土内部孔隙很大，而氯离子环境下混凝土内部孔隙较大。

2.6再生骨料掺量对混凝土耐久性的影响

当再生骨料掺量为50%时，多因素耦合作用下普通混凝土和再生混凝土相对动弹性模量和氯离子迁移系数变化范围相近，对再生混凝土耐久性性能影响较小；当再生骨料掺量为100%时，相对动弹性模量和氯离子迁移系数变化相差约20%，对耐久性能影响较大。单一碳化试验和干湿循环作用下，再生混凝土分别在碳化0～56d和干湿循环次数0～56次内，能有效增大再生混凝土的相对动弹性模量，降低氯离子迁移系数，对再生混凝土和普通混凝土均呈现有利作用；当碳化和干湿循环达到界限程度后，再生混凝土相对动弹性模量具有减小趋势，氯离子迁移系数呈现增大走向，对再生混凝土和普通混凝土呈不利作用；单一干湿循环作用和多因素耦合作用对再生混凝土的相对动弹性模量和氯离子迁移系数起到不利作用；且相对单一冻融循环作用，耦合作用对再生混凝土的作用效果更加显著。

2.6高性能混凝土的发展

高性能混凝土通过使用特殊的添加剂和混合方法，实现了传统混凝土无法达到的性能。这些添加剂，如高效减水剂、微细粉末材料（如硅灰、粉煤灰）等，不仅提高了混凝土的流动性和可加工性，还显著提升了其力学性能和耐久性。高性能混凝土因其优异的性能特点，广泛应用于要求极高耐久性和强度的工程项目中。

结语

综上所述，通过优化混凝土的制备工艺，可以提高其强度和耐久性，从而降低工程维修和更换成本，提高工程的安全性和使用寿命。本研究结果可为实际工程中混凝土的制备和应用提供理论依据和实践指导。在实际工程中，应根据具体情况选择合适的混凝土配合比中的砂材料，满足工程要求。

参考文献

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