混凝土耐久性的方法

關鍵詞：提高耐久性措施施工因素影響侵蝕介質的腐蝕提高混凝土耐久性的措施消除混凝土自身的構造破壞因素對混凝土材料提出具體要求摻入高效活性礦物摻料混凝土的強度防止凍融破壞進展耐久性設計改進建筑構造型式合理設計混凝土配合比對混凝土耐久性進展合理的評估進展合理使用與正常維護混凝土的工程應用至今已有一百多年的歷史,是當今世界上最廣泛使用的建筑材料。鑒于經(jīng)濟能源和資源等因素,高耐久性一直是人們不斷追求的目標。土構造物建成后,隨其使用時間的延長,其各項物理性能逐漸降低,這種質量的劣變通常稱之為老化,混凝土抵抗老化的能力稱為耐久性，一般認為是混凝土在環(huán)境介質的作用下保持其使用功能的能力,或混凝土抵抗隨時間引起的性能與狀態(tài)改變的能力。本世紀建造的混凝土構造物由于種種原因,例如溫變收縮、干縮、凍融循環(huán)、鋼筋銹蝕、堿骨料反響和硫酸鹽侵蝕等,據(jù)估計使用壽命達不到100年。而自40年代以來,通過硅酸鹽水泥成分的變化以及混凝土技術的快速進步,混凝土的強度顯著提高,但從鋼筋保護和混凝土耐凍、耐腐蝕角度看,那么與強度并不匹配。亦即,當今更多的混凝土構造,比之50年前更不耐久。據(jù)綜合估計,我國的某些混凝土構造,例如混凝土壩的平均壽命僅約為30～50年。相反,某些2000多年前用火山灰和石灰作為水硬性膠凝材料建造的羅馬古建筑現(xiàn)在仍呈現(xiàn)完好狀態(tài)。為什么混凝土技術大大進步了,混凝土的強度普遍提高了,而混凝土的耐久性問題卻變得日益突出,甚至變得更為嚴重了呢?這不能不成為一個值得人們深刻思考的問題。這其中有技術因素,也有經(jīng)濟利益使然。就后者來房面積增長可能導致今后5～10年內(nèi),每年仍有較大的建筑總量。如果以每年竣工1000萬m2(其中多層70%,高層30%),裝修1000萬m2計,所需砂漿將到達180萬m3以上。如果加上工業(yè)與公共建筑,實際砂漿用量將到達200萬m3。因此提高混凝土的耐久性是一個刻不容緩的話題。本文將就如何提高混凝土耐久性進展討論?；炷恋哪途眯允侵富炷猎趯嶋H使用條件下抵抗各種破壞因素的作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。混凝土耐久性是指構造在規(guī)定的使用年限內(nèi)，在各種環(huán)境條件作用下，不需要額外的費用加固處理而保持其安全性、正常使用和可承受的外觀能力。簡單地說，混凝土材料的耐久性指標一般包括：抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、混凝土的碳化〔中性化〕、堿骨料反響。近10余年來,我國在假設干重大工程的建設中已經(jīng)充分貫徹了“混凝土耐久性設計〞理念,并提升到了“強度設計與耐久性設計并重,強度服從耐久性〞的認識高度。長江三峽水利樞紐工程是世界上最大的水利水電工程,具有防洪、發(fā)電、航運、供水、養(yǎng)殖等綜合功能,對長江和長江流域的自然生態(tài)、人文環(huán)境、經(jīng)濟開展的影響巨大。水庫總庫容393億m3,電站總裝機容量22400MW,年均發(fā)電846.8億kWh,攔河壩最大壩高183m,混凝土方量2700萬m3。1993年開工后,各方專家對三峽工程混凝土大壩的耐久性和工程安全運行年限進展了廣泛的討論,提出了“三峽大壩混凝土耐久性壽命500年的設計設想〞?！按_保三峽工程一流質量的建議案〞1997年曾被列為全國政協(xié)八屆五次會議的“一號提案〞,引起中央和國家領導人的高度重視,特別召開了關于三峽大壩混凝土耐久性的高層決策會議。在這個會議上,明確提出了三峽大壩的設計思想要突出耐久性設計的概念,同時明確了三峽大壩要采用微膨脹型低堿中熱硅酸鹽水泥,摻用優(yōu)質引氣劑和優(yōu)質高效減水劑,確定必須摻用Ⅰ級粉煤灰,盡可能降低用水量,嚴格控制水膠比,并明確三峽大壩外部混凝土,特別是水位變化區(qū)混凝土的抗凍等級要到達F250。為預防混凝土的堿活性骨料反響,采用人工制備的花崗巖骨料,并限定水泥中的含堿量≤0.5%以及混凝土的總堿含量≤2.5kg/m3,在施工過程中執(zhí)行嚴格的溫控防裂措施。防裂關鍵部位混凝土出機口溫度控制在7℃,澆筑溫度≤12℃~14℃穿越“世界屋脊〞的青藏鐵路格拉段全長1180多公里,其中海拔高度大于4000m的路段約965km,穿越多年凍土地帶的路段約550km。除格爾木和拉薩外,沿線年平均氣溫為-2℃~-6℃,極端最高氣溫為25℃,極端最低氣溫為-45℃。沿線氣候枯燥,干濕交替頻繁,年日正負溫天數(shù)高達180d左右,凍融作用強烈,一些地段的河流中存在有害離子的侵蝕危害。在如此惡劣的自然環(huán)境條件下進展鐵路工程建設,對混凝土材料的長期耐久性是個嚴峻挑戰(zhàn)。為保證工程的長期耐久性使用要求,青藏鐵路明確提出了必須按高性能混凝土原那么配制橋隧構造用混凝土的要求:水膠比≤0.4,抗凍耐久性指數(shù)0.6~0.9,電通量≤杭州灣跨海大橋全長36km,其中跨越海域長度近32km。大橋主體構造除南、北航道橋采用鋼箱梁外,其余均為混凝土構造。全橋混凝土用量約250萬m3,設計使用壽命100年。杭州灣跨海大橋保證混凝土構造的耐久性措施包括:以氯離子擴散系數(shù)為混凝土耐久性的主要控制指標,采用大摻量摻合料和低水膠比,低氯離子擴散系數(shù)，設置合理的鋼筋保護層厚度(承臺水變區(qū)90mm,橋墩浪濺區(qū)60mm);對特殊部位采取附加防護措施,作為目前對耐久性問題認識缺乏的儲藏(環(huán)氧涂層鋼筋、陰極防護、鋼筋阻銹劑、外表防護涂層,安裝耐久性檢測系統(tǒng)進展長期動態(tài)跟蹤監(jiān)測和驗證評估等)。南水北調(diào)中線工程從湖北丹江口水庫陶岔渠首引水至北京團城湖,輸水總干線全長1267km,天津干線從河北徐水向東至天津長154km,橫跨江、淮、黃、海四大水系的700余條大小河流,是我國實現(xiàn)水資源合理調(diào)配的特大型調(diào)水工程,沿途需興建1000多座穿越河流、道路、山體、山?jīng)_、谷口等眾多復雜地形的水工建筑物。工程的耐久性問題主要有凍融、碳化、堿活性骨料,重點是抑制堿骨料反響,確保工程的長期耐久性。針對華北地區(qū)太行山脈和燕山山脈骨料的堿活性比較普遍的現(xiàn)狀,工程在開工之前就制訂了“預防混凝土工程堿骨料反響技術條例〞,規(guī)定了骨料堿活性的檢驗規(guī)那么(取樣、檢驗方法、檢驗程序、評定標準)、工程分類(環(huán)境、構造分類)、預防措施、混凝土堿含量計算方法、工程管理與驗收等。高性能混凝土的核心是保證耐久性。耐久性對工程量浩大的混凝土工程來說意義非常重要，假設耐久性缺乏，將會產(chǎn)生極嚴重的后果，甚至對未來社會造成極為沉重的負擔。據(jù)美國一項調(diào)查顯示，美國的混凝土根基設施工程總價值約為6萬億美元，每年所需維修費或重建費約為3千億美元。美國50萬座公路橋梁中20萬座已有損壞，平均每年有150~200座橋梁局部或完全坍塌，壽命缺乏20年；美國共建有混凝土水壩3000座，平均壽命30年，其中32%的水壩年久失修；而對二戰(zhàn)前后興建的混凝土工程，在使用30~50年后進展加固維修所投入的費用，約占建設總投資的40%~50%以上?；乜粗袊?，我國50年代所建設的混凝土工程已使用40余年。如果平均壽命按30~50年計，那么在今后的10~30年間，為了維修這些建國以來所建的根基設施，耗資必將是極其巨大的。而我國目前的根基設施建設工程規(guī)模宏大，每年高達2萬億人民幣以上。照此來看，約30~50年后，這些工程也將進入維修期，所需的維修費用和重建費用將更為巨大。因此，高性能混凝土更要從提高混凝土耐久性入手，以降低巨額的維修和重建費用。影對于混凝土的耐久性，水灰比起著十分關鍵的作用，它與混凝土的碳化深度、抗凍性、抗?jié)B性及強度有著明顯的相關性。水灰比越小，混凝土的孔隙率越低，碳化深度越小，混凝土的強度越高，密實性高，抗?jié)B性越好。工程實驗說明，水灰比低于0.6時碳化深度較小，水灰比大于0.7時碳化深度急劇加大。1混凝土的碳化所謂碳化，指大氣中的CO2與混凝土內(nèi)具有堿性的物質產(chǎn)Ca(OH)2發(fā)生化學反響，具體反響如下：CO2+H2O=H2CO3Ca(OH)2+H2CO3=CaCO3+2H2O3CaO·SiO3·3H2O+3H2CO3=CaCO3+SiO2·6H2O幾乎所有混凝土外表都處在碳化過程中，碳化過程會使混凝土堿性降低。當pH<1時鋼筋外表在高堿條件下產(chǎn)生的致密氧化膜〔鈍化膜〕遭到破壞，使混凝土失去對鋼筋的保護作用。另外，碳化加劇混凝土的收縮，致使混凝土出現(xiàn)裂縫，導致構造的破壞。水泥的品種及標號、水泥的用量、水灰比、混凝土設計強度、環(huán)境濕度及CO2濃度等都會影響混凝土碳化速率。2混凝土堿集料反響堿集料反響指混凝土集料中某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生化學反響，生成的化合物重新排序，吸水產(chǎn)生膨脹壓力，致使混凝土開裂，破壞整體構造。堿集料反響主要表現(xiàn)為：水中的堿K2O或Na2O與集料中的活性成分氧化硅、碳酸鹽等發(fā)生化學反響，生成的化合物重新排序，反響機理如下：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONa2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O3其它化學反響。混凝土在使用中還會受到酸性侵蝕，膠凝狀物質水泥石易溶于水的那局部侵蝕產(chǎn)物會溶解掉，但難溶于水的局部產(chǎn)物那么留在原處，反響機理如下：CaSiO4+2H2O=CaSO42H2O(二水石膏)3CaO·Al2O3·6H2O+3CaSO4·2H2O+19H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO3·3H2O混凝土制作過程中使用的外加劑可與其中Ca(OH)2和3CaO·Al2O3·6H2O等發(fā)生化學反響，生成易溶的CaCl2并伴有大量結晶水析出，所產(chǎn)生的化合物反響物質體積成倍增大，造成混凝土的膨脹破壞。反響機理如下：2Cl-+Ca(OH)2=CaCl2+2OH-3CaO·Al2O3·6H2O+25H2O=3CaO·AlO·3CaCl2·31H2O當構造處于冰點以下環(huán)境時，局部混凝土內(nèi)孔隙中的水將結冰，產(chǎn)生體積膨脹，過冷的水發(fā)生遷移，形成各種壓力，當壓力到達一定程度時，導致混凝土的破壞。混凝土發(fā)生凍融破壞的最顯著特征是外表剝落，嚴重時可以露出石子?；炷恋目箖鲂阅芘c混凝土內(nèi)部的孔構造和氣泡含量多少密切相關，孔越少越小，破壞作用越小，封閉氣泡越多，抗凍性越好。混凝土的飽和度、水灰比、混凝土的齡期、集料的孔隙率及其間的含水率等也會影響混凝土抗凍性。3.2.2施工因素影響實際施工過程中，混凝土澆注成型時，振搗不密實會使混凝土內(nèi)部孔隙增加，降低抗?jié)B性。采用潮濕條件下養(yǎng)護混凝土，水泥水化充分使總孔隙降低，抗?jié)B性會隨齡期的增加而提高，混凝土內(nèi)部的孔隙會有所減小。采用加熱養(yǎng)護時，如果溫度上升速度過快，或恒溫溫度過高，就會使混凝土內(nèi)部水分大量蒸發(fā)，水泥水化沒有足夠的水兒導致孔隙增加，抗?jié)B性降低?；炷敛牧媳旧碣|量低下，水灰比選擇以及骨料級配不當都會導致混凝土性能下降，施工過程中操作不當?shù)热藶橐蛩卦斐傻幕炷羶?nèi)部存在的缺陷，都會使混凝土容易遭到破壞。3.2.3侵蝕介質的腐蝕除化學介質對混凝土侵蝕，引起混凝土構造破壞外，侵蝕性介質的腐蝕還包括硫酸鹽腐蝕、酸腐蝕、生物腐蝕、海水腐蝕以及鹽類結晶型腐蝕等。如酸、堿溶液直接接觸混凝土時，引起嚴重的腐蝕；酸雨那么大面積地影響著工程構造的耐久性。此外，風沙、持續(xù)的超高氣溫、機械磨損及不可抗拒的偶然因素等也會影響到混凝土的耐久性。4提高混凝土耐久性的措施4.1消除混凝土自身的構造破壞因素混凝土本身的一些物理化學因素，會引起混凝土構造的嚴重破壞，致使混凝土失效。要提高混凝土的耐久性，就必須減小或消除這些構造破壞因素。限制或消除從原材料引入的堿、S03、C1-等可以引起破壞構造和侵蝕鋼筋物質的含量，加強施工控制環(huán)節(jié)，防止收縮及溫度裂縫產(chǎn)生，以提高混凝土的耐久性。4.2對混凝土材料提出具體要求根據(jù)標準要求，提出不同環(huán)境類別下的最大水灰比、最小水泥用量、最低強度等級、最大氯離子含量以及最大堿含量和保護層最小厚度，這些設計要求為減弱混凝土的碳化、防止鋼筋銹蝕、降低混凝土的滲透性、防止凍融破壞等提供了基本保障。水泥性能對混凝土的耐久性至關重要。其中水泥水化熱是造成大體積混凝土開裂的直接原因，因此選用低水化熱的水泥，可以減小裂縫，提高耐久性?；炷量够瘜W腐蝕的能力一般取決于水泥的品種，不同品種的水泥抗化學腐蝕的能力是不一樣的，選用與腐蝕類型或程度相適應的水泥品種，可以減小對混凝土的腐蝕。一般地，對普通混凝土來說，只需考慮水泥的強度,而對于高性能混凝土來說水泥性能有其特殊要求。高性能混凝土水膠比很低，要滿足施工工作性的要求，水泥用量就要大。但為了盡量降低混凝土的內(nèi)部溫升和減小收縮，又應當盡量降低水泥的用量，同時，為了使混凝土有足夠的彈性模量和體積穩(wěn)定性，對膠凝材料總量也要加以限制。因此，用于高性能混凝土的水泥的流變性能比強度更重要。為了獲得高性能混凝土，對水泥性能的要求，除了確保最低限度的流動性之外，還要求水泥在低的水灰比下，能促進水泥的水化反響，使水泥石的構造密實化。這是至關重要的。高性能混凝土所用水泥最好是強度高且同時具有良好的流變性能，并與目前大量使用的高效減水劑有很好的相容性。高性能混凝土水膠比較低，其強度開展較快，水泥早強的要求并不重要。如果沒有相應的措施，最好不用早強型的水泥，以免影響混凝土的流變性能和后期強度的開展。一般來說，可以應用中等強度等級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，混凝土強度等級大60MPa時，宜用62.5號水泥。為了混凝土的高強化與高性能化，在國外出現(xiàn)了球狀水泥，調(diào)粒水泥，以及活化水泥等。這些新品種水泥的一個很大的特點是，到達一樣的標準稠度下，需水量很低。高性能混凝土為了確保其流動性，必須摻入高效減水劑。因此，必須選擇適宜低水灰比特性的水泥。其一是細度及粒子的組成，另一方面是加水后的早期水化。同時應注意與外加劑的適應性，水泥與超塑化劑的相容性不好時，不僅會影響超塑化劑的減水率，更重要的是會造成混凝土坍落度的嚴重損失，有的混凝土拌和物攪拌后經(jīng)半小時坍落度就可損失一半以上。影響水泥與超塑化劑相容性的主要因素，對高效減水劑來說，是其化學性質、分子量、交聯(lián)度、磺化程度和平衡離子等；對水泥來說，是SO3含量同水泥中C3A除水泥標號外，水泥礦物組成和細度都對混凝土的性能有較大的影響。一般而言，配制高性能混凝土不得使用立窯水泥，應防止使用早強、水化熱較高和高C3A含量的水泥，同時水泥中f-CaO，f-MgO，SO3和Cl-混凝土拌合用水是在混凝土攪拌時，參加其中賦予混凝土的流動性，和水泥發(fā)生水化反響，使混凝土凝結、硬化及滿足其強度開展。拌合用水對拌合料的性能、混凝土的凝結、硬化、強度開展、體積變化以及工作度等方面都有很大影響。拌制或養(yǎng)護混凝土用水，不能含有對混凝土中鋼筋產(chǎn)生有害影響的物質。通常使用清潔的能飲用的河水、井水、自來水、湖水及溪澗水(pH值不得小于4)等。但沼澤水、工廠廢水以及含礦物質較多的硬水那么不得使用；至于水中含有脂肪、糖類、酸類等有害物質比那么應制止使用。?混凝土拌合用水標準?對混凝土拌合水有如下技術要求：1對凝結時間的影響；用待檢驗水和生活用水，進展水泥凝結時間試驗。兩者的初凝和終凝時間差不得大于30min，而且要符合水泥國家標準的規(guī)定。2對抗壓強度的影響；用待檢驗水配制的水泥砂漿或混凝土的28d抗壓強度，不得低于用飲用水拌制的砂漿或混凝土抗壓強度的90%。3雜質含量不能超過標準規(guī)定。骨料在混凝土中約占70%，是混凝土的主要組成局部。顧名思義，骨料就是作為混凝土骨架的材料。骨料有粗細之分，細骨料粒徑范圍在0.15mm～5mm之間，如天然砂與石屑；粗骨料粒徑在5mm～40mm之間，如卵石與碎石。高性能混凝土對骨料本身的強度要求高，一般采用碎石，卵石不能配制高性能混凝土。在混凝土中，骨料具有重要的技術和經(jīng)濟作用，正確選擇骨料的品種和性能，符合有關技術標準的要求，是配制高性能混凝土的根基。在普通混凝土中，一般骨料的強度高于混凝土的3～4倍，雖然骨料不同，但混凝土的抗壓強度差異很??；但在高強、高性能混凝土中，隨著混凝土強度的提高，骨料的差異對混凝土的抗壓強度影響很大，甚至骨料的粒徑、粒形、外表狀況、級配及最正確砂率、骨灰比都成為影響高強或高性能混凝土強度的主要因素。對于高性能混凝土來說，骨料的選擇應考慮以下問題：1級配要好；混凝土骨料，既要求級配合格，也要粗細、大小適中?？障堵时M可能低，這樣到達一樣流動性時，水泥漿的用量低，混凝土的自收縮變形低，水化熱低，體積穩(wěn)定性好，對強度耐久性均好。2物理性能好；骨料的表觀密度和堆積密度要大。吸水率要低，外表要粗糙、粒徑好。表觀密度>2.65,堆積密度>1450kg/m3,這樣可以降低骨料空隙率，降低水泥漿用量，有利于流動性，耐久性和強度。吸水率<1.0%；說明巖石比較致密，穩(wěn)定性好。粒形方正，針片狀低，外表粗糙的石灰石碎石或硬質碎石。粒徑一般<25mm。3力學性能；不含軟弱顆粒的骨料或風化骨料。巖石抗壓強度應為混凝土強度的1.5倍以上。骨料彈性模量越大，混凝土的彈性模量也相應增大。4化學性能；骨料應是無堿活性骨料，防止高性能混凝土中發(fā)生堿-骨料反響。不含泥塊，含泥量<1.0%；不含有機物、硫化物和硫酸鹽等雜質。4.2.4外加劑外加劑主要通過提高混凝土密實度和改善毛細孔構造提高混凝土的抗?jié)B性。減水劑、緩凝劑可以有效地改善混凝土的工作性能，有利于混凝土的均勻性和密實性，減少質量缺陷，提高混凝土抗?jié)B性。減水劑可以在滿足施工和易性的條件下，大幅度地減少用水量，減少混凝土的空隙，提高混凝土的強度和耐久性，研究說明，當水灰比降低到0.38以下時，消除毛細管孔隙的目標便可以實現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下。引氣劑可以使混凝土中形成一定數(shù)量的均勻分布、穩(wěn)定而封閉的球形孔，從而切斷毛細孔滲水的通路，到達提高抗?jié)B性的效果，同時也能提高混凝土的抗凍、抗腐蝕和耐久性能。改善混凝土拌合物流變性能的外加劑主要包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等。調(diào)節(jié)混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑。包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等。改善混凝土耐久性的外加劑。包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等。改善混凝土其它性能的外加劑。包括加氣劑、膨脹劑、著色劑、防凍劑、防水劑和泵送劑等。如圖4-1、4-2為混凝土引氣劑與減水劑。圖4-1引氣劑圖4-2減水劑選擇外加劑時應注意與水泥的適應性，試驗說明，同一種外加劑，對于不同品種的水泥，其增加混凝土流動度與強度的性能均有很大的差異，由于水泥品種不同，摻外加劑引起的混凝土的凝結時間和坍落度損失也不同，同一品種，同一強度等級的水泥，由于生產(chǎn)廠家不同，其水泥活性也不一樣。因此，外加劑的摻加效果與水泥的適應性(協(xié)調(diào)匹配性)有關，應做適應性試驗，主要包括減水率試驗和坍落度經(jīng)時損失試驗兩項，選擇與水泥適應性好的優(yōu)良外加劑。外加劑與礦物質摻合料也存在同樣的問題。減水劑是在混凝土坍落度基本一樣的條件下，能減少用水量的外加劑，又稱塑化劑。根據(jù)減水能力大小分為普通減水劑和高效減水劑。相對于普通減水劑，高效減水劑的減水能力更強，引氣量低，也叫超塑化劑或流化劑。減水劑在減少拌合用水量的同時，往往還具有引氣、緩凝或早強等效果，所以減水劑有標準型、引氣型、緩凝型和早強型等，在使用時應根據(jù)需要和混凝土的技術要求合理選擇。減水劑的主要技術性質包括減水率、泌水率比、含氣量比、凝結時間差和各齡期的抗壓強度等。工程中使用時應根據(jù)所用的類型和品種，按照標準要求進展有關性能的試驗。減水劑主要用于改善混凝土拌合物的性能，即減少用水量，控制坍落度的損失，改善工作性；也有減水劑兼有引氣、緩凝或膨脹等其他性能。減水劑的主要功能及技術經(jīng)濟指標：1提高混凝土拌合物的流動性。在拌合水量不變的條件下，摻入減水劑可使混凝土的坍落度提高100～200mm。2減少用水量，降低水膠比，提高混凝土強度。在保持拌合物坍落度不變的條件下，能減少用水量10%～15%。如果水泥用量不變，減少用水量即降低水膠比，因此能提高混凝土強度15%～20%。3節(jié)省水泥，降低成本。假設保持混凝土強度不變，即保持水膠比不變，可在減水的同時減少水泥用量，節(jié)約水泥10%～15%，降低混凝土的成本。4減慢水化放熱速度，推遲放熱峰值的出現(xiàn)。緩凝型減水劑具有延緩水泥水化的作用，其機理是減水劑分子定向吸附在水泥顆粒外表，起到抑制和延緩水泥水化的作用，同時，在滿足一樣強度、一樣耐久性要求的條件下，使用減水劑可減少水泥用量，降低總的水化熱量。這兩點有利于抑制大體積混凝土由于溫度應力所產(chǎn)生的裂縫。5有利于提高耐久性。摻入減水劑后使拌合物流動性提高，易于澆注密實，且減少混凝土用水量，可減少混凝土的泌水，使混凝土內(nèi)部毛細孔孔隙減少，有利于提高混凝土的抗凍性和抗?jié)B性。由于減水劑的品種繁多，又無全國統(tǒng)一的編號，基本上是一個廠家一個編號，因此在選用減水劑時對其主要成分及各種性能應有所了解。大量試驗說明，配制高性能混凝土所選用的高效減水劑應滿足以下要求：1高減水率；通常減水率應大于25%。2新拌混凝土坍落度經(jīng)時損失小，應以滿足施工的具體要求來確定。3與所使用的水泥、礦物質摻合料相容性好。高性能混凝土基本特點之一就是采用低水膠比，水泥漿流動性差，所以高效減水劑是高性能混凝土必不可少的組成。高效減水劑的適宜摻量為0.5～1.0%，在摻加時宜與拌合水同時參加攪拌機內(nèi)，攪拌時間應適當延長，已得到均勻的混凝土拌合物。由于減水劑的品種繁多，又無全國統(tǒng)一的編號，基本上是一個廠家一個編號，因此在選用減水劑時對其主要成分及各種性能應有所了解。大量試驗說明，配制高性能混凝土所選用的高效減水劑應滿足以下要求：1高減水率；通常減水率應大于25%。2新拌混凝土坍落度經(jīng)時損失小，應以滿足施工的具體要求來確定。3與所使用的水泥、礦物質摻合料相容性好。高性能混凝土基本特點之一就是采用低水膠比，水泥漿流動性差，所以高效減水劑是高性能混凝土必不可少的組成。高效減水劑的適宜摻量為0.5～1.0%，在摻加時宜與拌合水同時參加攪拌機內(nèi)，攪拌時間應適當延長，已得到均勻的混凝土拌合物。4.3摻入高效活性礦物摻料普通水泥混凝土的水泥石中水化物穩(wěn)定性的缺乏，使得混凝土不能超耐久?；钚缘V物摻料中含有大量活性Si03及Al203，能和波特蘭水泥水化過程中產(chǎn)生的游離石灰及高鹼性水化矽酸鈣產(chǎn)生二次反響，生成強度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低鹼性水化矽酸鈣，到達改善水化膠凝物質的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石構造更為致密，并阻斷可能形成的滲透路，還能改善集料與水泥石的界面構造和界面區(qū)性能。這些重要的作用，對增進混凝土的耐久性及強度都有本質性的奉獻。4.4混凝土的強度盡管強度與耐久性概念不同，但密切相關，它們之間的本質聯(lián)系基于混凝土的內(nèi)部構造，都與水灰比直接相關。混凝土充分密實條件下，隨著水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的強度不斷提高，混凝土的抗?jié)B性提高，因而各種耐久性指標也隨之提高。在排除內(nèi)部破壞因素的條件下，隨著混凝土強度的提高，其抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力也越強。4.5防止凍融破壞混凝土的組成、配合比、養(yǎng)護條件和密實度決定了其在飽水狀態(tài)下抵抗凍融破壞的能力，在混凝土中摻加優(yōu)質引氣型高效減水劑，能顯著提高抗凍性。一般引氣量4%～8%，同時防止采用吸水率較高的骨料，加強排水以免混凝土構造被水飽和。另外，還可以通過應用新型混凝土來提高混凝土的耐久性。近些年來提出的高性能混凝土就是從技術和施工等方面提出的考慮了混凝土耐久性的新材料。4.6進展耐久性設計4.6.1改進建筑構造型式建筑構造的設計應同時考慮耐久性要求。處于惡劣環(huán)境下的薄弱構造構件，盡可能少用，以防止凍融、碳化等引起的損壞。對于易受疲勞損傷的部位，必須限制允許裂縫寬度，一般不大于0.0035倍保護層厚度，其余為0.004倍保護層厚度。值得一提的是，確定鋼筋混凝土保護層厚度時除必須區(qū)別工程環(huán)境、規(guī)模、耐久要求外，須考慮保護層之10%～30%的施工誤差影響。4.6.2合理設計混凝土配合比控制水泥的最低用量，以保持混凝土的堿性；同時盡量降低水灰比，以減小游離水的量，對此可以采用減水劑，在滿足施工要求的前提下，降低用水量。用優(yōu)質摻和料，比方在混凝土中摻入優(yōu)質粉煤灰代替局部水泥，可以降低水泥用量，減小用水量，改善和易性，降低泌水率，減小干縮變形。通常粉煤灰可以代替約20%的水泥。嚴格控制原材料的含鹽量，實驗說明，鹽量達混凝土重量的0.1%～0.2%時，即能引起鋼筋的銹蝕。4.6.3對混凝土耐久性進展合理的評估通過對混凝土耐久性影響因素分析來預測構造物的剩余壽命，從而有針對性地提出解決方法來提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性評估方法有基于