混凝土耐久性與孔結(jié)構(gòu)影響因素的研究

毛語桐　董立忠

摘 要：混凝土作為工程建筑中的重要原材料，其耐久性與工程質(zhì)量直接相關(guān)。在實(shí)際施工過程中，為提升混凝土的抗凍性能，通常會選擇引氣或摻加礦物鹽的方式，人為制造混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。人為制造混凝土孔結(jié)構(gòu)能夠有效提升混凝土材料的抗凍性，也會對整體結(jié)構(gòu)的耐久性性和抗?jié)B性產(chǎn)生一定的影響。本文從混凝土耐久性的影響因素出發(fā)，結(jié)合混凝土耐久性與孔結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，探索混凝土性能改善的有效策略。

關(guān)鍵詞：混凝土;耐久性;孔結(jié)構(gòu);影響因素;研究

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑行業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇?；炷磷鳛楣こ探ㄖ闹黧w，其耐久性是決定建筑使用壽命的關(guān)鍵。提升混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性已經(jīng)成為建筑行業(yè)亟待共同面對的問題?；炷猎趦?nèi)部空間結(jié)構(gòu)上是由若干分布不均的孔結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，通過添加復(fù)合材料能夠有效改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使孔結(jié)構(gòu)分布更加均勻，提升內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性，從而實(shí)現(xiàn)混凝土整體耐久度的提升。

1 混凝土耐久性的相關(guān)概念

1.1 混凝土耐久性的定義

混凝土是由水泥、砂、石、水等建筑用料，按照一定比例進(jìn)行攪拌而形成，是一種常見的高強(qiáng)度建筑材料。其耐久性主要表現(xiàn)為混凝土主體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐磨損情況。提升混凝土耐久性是延長建筑使用壽命的關(guān)鍵。在城市建設(shè)過程中，不乏存在大量建筑出現(xiàn)漏水、墻體開裂，甚至垮塌等現(xiàn)象，這些都是由于混凝土結(jié)構(gòu)在長期的侵蝕作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞的結(jié)果?；炷两Y(jié)構(gòu)在長期的溫度變化、雨水侵蝕等外力作用下，表面逐漸脆化。

1.2 混凝土耐久性的影響因素

（1）凍融作用。凍融作用顧名思義，是指自然界中的水滲透進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，由于外界溫度的急劇下降，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)凍結(jié)，外界溫度上升后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)消融。尤其是在冬季，混凝土結(jié)構(gòu)在反復(fù)凍結(jié)和消融過程中很容易造成內(nèi)部應(yīng)力的變化，從而加劇混凝土結(jié)構(gòu)的老化。一方面，混凝土結(jié)構(gòu)在寒冷的天氣下，整個主體因溫度較低而收縮，另一方面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的水在凝固后發(fā)生膨脹，從而導(dǎo)致內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)受損，擴(kuò)大冰凍造成的損傷。

（2）化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。近年來，環(huán)境污染進(jìn)一步加劇，以酸雨和土地鹽漬化為例，酸雨主要呈弱酸性，酸性物質(zhì)同混凝土結(jié)構(gòu)接觸將會產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)生成無機(jī)鹽，從而改變混凝土化學(xué)成分。加劇其表面的剝落。以土地鹽漬化為代表的堿性腐蝕物能夠影響混凝土的膠結(jié)力。提升混凝土的耐久性則需要提升混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的致密性，從而提升整體結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透水平，避免酸性或堿性物質(zhì)的侵蝕。

（3）澆筑裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中為進(jìn)一步提升整體強(qiáng)度，通常會在結(jié)構(gòu)中添加大量的鋼筋作為支撐。一方面，混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在長期銹蝕的過程中，會產(chǎn)生大量的2價(jià)鐵離子或3價(jià)鐵離子，同時(shí)還會產(chǎn)生大量的氫氧化物。另一方面，混凝土的滲透性不佳也會加劇鋼筋表面的腐蝕情況?；炷猎跐仓瓿珊?，硬化過程中會產(chǎn)生大量的熱量，從而在鋼筋周圍因?yàn)閴毫Σ町愒斐闪芽p。

2 混凝土中孔結(jié)構(gòu)與耐久性之間的關(guān)系

混凝土整體的穩(wěn)定性依賴于內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，孔結(jié)構(gòu)的大小和分布情況與混凝土整體質(zhì)量息息相關(guān)?；炷量捉Y(jié)構(gòu)直徑越小，內(nèi)部空間就越緊湊，孔徑之間的致密性更強(qiáng)，分布更為密集，這時(shí)混凝土的抗?jié)B透能力就越強(qiáng)?；炷量捉Y(jié)構(gòu)直徑越大，造成的內(nèi)部空腔就越嚴(yán)重，發(fā)生滲透的概率就越大。同樣，孔結(jié)構(gòu)數(shù)量的多少對結(jié)構(gòu)間能夠承受的應(yīng)力大小產(chǎn)生直接影響，從而導(dǎo)致混凝土在外界受力和長期侵蝕下產(chǎn)生各種質(zhì)量問題。通過引氣或摻加礦物鹽等形式能夠有效改善混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的分布狀況，同時(shí)調(diào)整內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的大小，形成內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的均勻受力。

3 提升混凝土耐久性的有效策略

3.1 合理控制混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)數(shù)量和大小

在日常施工過程中，承建單位提升施工速度，普遍選擇在混凝土中加入過量的水，這樣一來，混凝土流動性更強(qiáng)，能夠減少震動的工序。然而混凝土內(nèi)部孔徑也因?yàn)樗冶鹊臄U(kuò)大而增加?；炷羶?nèi)部孔結(jié)構(gòu)是影響混凝土整體結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵因素，通過合理控制混凝土水灰配比，科學(xué)控制混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)分布情況，降低毛細(xì)管空隙的出現(xiàn)頻率。內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)數(shù)量越多，孔結(jié)構(gòu)直徑越大，造成的滲水和腐蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重。降低水灰比就能夠有效控制混凝土中空隙的分布情況，從而提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)含水量較低的混凝土在澆筑過程中，施工團(tuán)隊(duì)也會進(jìn)行反復(fù)震動，使混凝土之間的間隙明顯縮小，降低空洞的發(fā)生率。

3.2 根據(jù)工程需要選擇適當(dāng)?shù)乃?/p>

常見的水泥類型有硅酸鹽水泥、硫酸鹽水泥和磷酸鹽水泥等。根據(jù)水化發(fā)熱情況又可以分為中熱水泥和低熱水泥。水泥作為混凝土結(jié)構(gòu)的粘合劑，其化學(xué)成分和質(zhì)量穩(wěn)定性是混凝土耐久性的重要決定因素。在實(shí)際使用過程中，也應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工區(qū)域土壤酸堿度、降水酸堿度進(jìn)行選擇。例如某地區(qū)土地鹽堿化嚴(yán)重，這是應(yīng)當(dāng)選用高抗硫酸鹽水泥，避免因水泥選擇不當(dāng)而發(fā)生人為化學(xué)反應(yīng)。

3.3 做好混凝土表面的保護(hù)工作

對混凝土表面進(jìn)行防水處理，使用特殊涂層或外墻涂料對混凝土結(jié)構(gòu)直接同空氣或土壤接觸的區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，避免酸性或堿性物質(zhì)侵蝕混凝土結(jié)構(gòu)表面。通過粉刷外墻涂料或使用外墻瓷磚能夠有效避免混凝土結(jié)構(gòu)直接裸露在陽光和雨水中，從而達(dá)到養(yǎng)護(hù)混凝土墻面的目的。在頂層加裝遮陽網(wǎng)或隔熱層也能起到很好的保護(hù)效果，降低雨水滲透進(jìn)去混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的機(jī)率。

3.4 規(guī)范操作，避免人為造成的空洞

實(shí)際施工過程中，不乏存在一些施工不規(guī)范的現(xiàn)象。沒有選擇規(guī)范的振搗器進(jìn)行振搗，或沒有對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的振搗。這也是造成混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)密集，直徑大的關(guān)鍵。通過規(guī)范現(xiàn)場施工流程，完善現(xiàn)場監(jiān)管體系，能夠有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

4 結(jié)束語

不斷降低孔結(jié)構(gòu)數(shù)量和直徑是提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵，也是避免混凝土收到外界侵蝕的有效措施，同時(shí)通過合理使用引氣和摻加無機(jī)鹽等形式，能夠促進(jìn)混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

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通訊作者： 董立忠