提高混凝土耐久性的技术措施.doc

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提高混凝土耐久性的技术措施

前言

混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。

现行国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。

混凝土耐久性与诸多因素有关，但在很大程度上取决于施工过程中的质量控制和质量保证以及结构使用过程中的正确维修与例行检测。

就本文而言，重在从施工过程控制的方面来保证混凝土的耐久性，即根据混凝土结构所处的环境作用等级进行混凝土原材料选择、配合比选配，并加强施工工艺控制，特别是混凝土养护的温度、湿度控制等。

1原材料选用

水泥

采用品质稳定、强度等级不低于级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥（掺合料仅为粉煤灰或磨细矿碴），禁止使用其它品种水泥。

品质应符合GB175-2007规定：

水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过%，游离氧化钙含量不应超过%，水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%（强腐蚀环境下不应大于5%），C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。

粗骨料

选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，压碎指标不大于10%，母岩立方体抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2，含泥量小于%，针、片状颗粒含量不大于5%，颗粒尽量接近等径状。

粗骨料粒径宜为5～20mm，且分两级储存、运输、计量，5～10mm颗粒质量占（40±5）%，10～20mm颗粒质量占（60±5）%。

选用无碱活性粗骨料（因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为～%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3）。

细骨料

细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗砂（不宜使用机制砂和山砂，严禁使用海砂），细度模数～。

严格控制云母和泥土的含量，砂的含泥量应不大于%，泥块含量应不大于%，选用无碱活性细骨料（因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为～%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3）。

矿物掺合料

适当掺用优质Ⅰ级粉煤灰、磨细矿渣、微硅粉等矿物掺合料或复合矿物掺合料，Ⅰ级粉煤灰和磨细矿渣粉分别应符合GB1596和GB/T18046的规定，Ⅰ级粉煤灰需水量比不应大于100%，磨细矿渣比表面积应大于450m2/kg。

矿物掺合料掺量不超过水泥用量的30%，粉煤灰与磨细矿渣复合使用时，两者之比为1：

1。

专用复合外加剂

采用具有高效减水、坍落度损失小、适当引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂，尽量降低拌和水用量，专用复合外加剂必须满足专用复合外加剂的规定。

拌和及养护用水

拌制和养护混凝土用水应符合国家现行《混凝土拌和用水标准》的要求。

凡符合饮用标准的水，即可使用。

2预防钢筋的锈蚀

常用的方法有环氧涂层钢筋，采用静电喷涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层，这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀。

此外，在混凝土表面涂层也是简便有效的方法，但涂料应是耐碱、耐老化和与钢筋表面有良好附着性的材料。

还可掺加高效减水剂，在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙率，特别是毛细孔隙率大幅度降低。

还可研究新技术，开发新产品，如耐锈钢筋、阻锈钢筋等。

3避免或减轻碱集料反应

混凝土碱集料反应危害很大，一旦发生很难修复。

当混凝土使用有碱活性反应的骨料时，必须从配合比出发，严格控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性。

此外，外加剂特别是早强剂带来高含量的碱，为预防碱集料反应，在设计上应对外掺剂的使用提出要求。

4加强混凝土施工工艺控制

混凝土的拌制

混凝土配合比应考虑强度、弹性模量、初凝时间、工作度等因素并通过实验来确定。

混凝土原材料应严格按照施工配合比进行准确称量，称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：

胶凝材料（水泥、掺合料等）±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌和用水±1%。

搅拌混凝土前，应严格测定细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量的变化，以便及时调整施工配合比。

混凝土搅拌时投料顺序为：

先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。

上述每一阶段的搅拌时间不应少于30s，总搅拌时间不应少于2min，也不宜超过3min。

混凝土拌和物入模前进行含气量测试，并控制在2～4%的范围内。

混凝土输送

混凝土采用混凝土输送泵输送或混凝土运输车运送。

当采用泵送时，输送管路的起始水平段长度不小于15m，除出口处采用软管外，输送管路其它部分不得采用软管或锥形管。

输送管路应固定牢固，且不得与模板或钢筋直接接触。

混凝土应连续输送，输送时间间隔不大于45min，且坍落度损失不大于10%。

输送泵接料斗格网上不得堆满混凝土，要控制供料流量，及时清除超径的骨料及异物。

夏季高温施工时宜用湿草袋等覆盖输送管，防止因输送管道温度过高造成混凝土坍落度损失过大影响施工，直至造成混凝土堵管。

冬季施工时宜用保温材料包扎输送管防止混凝土受冻。

混凝土浇筑

浇筑混凝土前，应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等；混凝土浇筑过程中，不得无故更改事先确定的浇筑方案。

浇筑混凝土前，应仔细检查钢筋型号、数量、间距、保护层厚度及其紧固程度。

构件侧面和底面的垫块至少应为４个／m２，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。

混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于２m；当大于２m时，应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，确保混凝土不出现分层离析现象。

混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min；混凝土的一次摊铺厚度不大于300mm。

混凝土的浇筑应尽量选择在一天中气温适宜时进行，混凝土的入模温度为5～30℃，夏季气温较高时采用冷却水拌和混凝土，使其入模温度符合要求。

模板的温度为5～35℃，夏季气温较高时采用冷却水喷洒模板，并采取遮荫措施。

在低温条件下浇筑混凝土时，应采用适当的保温防冻措施，防止混凝土受冻。

混凝土的振捣

所有混凝土一经灌注，立即进行全面的捣实，使之形成密实、均匀的整体。

混凝土的密实采用高频插入式振捣棒和附着式振动器联合振捣的方式进行。

混凝土振捣采用操作台统一控制，操作台由专人负责，统一指挥，严格控制振动时间及振动顺序。

混凝土的养护

混凝土养护要注意湿度和温度两个方面。

养护不仅是浇水保湿，还要注意控制混凝土的温度变化。

在湿养护的同时，应该保证混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度之间不出现过大的差异。

采取保温和散热的综合措施，防止温降和温差过大。

因此，综合考虑，蒸汽养护能较好地解决以上两个方面的问题。

混凝土养护温度控制的原则是：

（1）升温不要太早和太高；

（2）降温不要太快；（3）混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间以及混凝土表面和大气之间的温差不要太大。

温度控制的方法和制度要根据气温（季节）、混凝土内部温度、构件尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件来确定。

混凝土的拆模

混凝土拆模时的强度应符合设计要求，还应考虑拆模时的混凝土温度（由水泥水化热引起）不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇注凉水养护。

混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。

一般情况下，结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃（截面较为复杂时，温差大于15℃）时不宜拆模。

大风或气温急剧变化时不宜拆模。

在寒冷季节，若环境温度低于0℃时不宜拆模。

在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。

拆模按立模顺序逆向进行，不得损伤混凝土，并减少模板破损。

当模板与混凝土脱离后，方可拆卸、吊运模板。

拆模后的混凝土结构应在混凝土达到100%的设计强度后，方可承受全部设计荷载。

高温季节混凝土施工

在高温下拌和、浇筑和养护会损害混凝土的质量和耐热性，过热会使坍落度损失过快，拌和物用水量增大。

因此，炎热天气施工对混凝土的最高温度和浇筑作业要有限制。

降低混凝土拌和物温度的主要措施有：

4.7.1采取对集料遮荫或围盖和喷水冷却，对其它组成成分遮荫或围盖；

4.7.2对输送泵搭棚遮荫，对混凝土输送泵管道包裹保温隔热棉被套、对拌和水冷却；

4.7.3对与混凝土接触的模板、钢筋及其它表面在混凝土浇筑前覆盖湿麻布和喷雾状水冷却至30℃以下，使混凝土的入模温度不超过30℃避开高温时段；

4.7.4充分利用夜间进行混凝土灌注。

五、结语

　　混凝土结构的耐久性是一个涉及环境、材料、设计、施工等多种因素的复杂问题，要解决好这个问题需要进行多方面的工作。

钢筋混凝土结构耐久性应由正确的结构设计、材料选择以及严格的施工质量来保证，同时应注意对其在使用阶段实行必要的管理和维护。

只有这样，才能保证和提高混凝土结构的耐久性，才能保证我国建筑事业的可持续发展。