浅谈混凝土耐久性的试验研究性

刘海建

刘海建

中铁大桥局第七工程有限公司湖北省武汉市430000

摘要：近年，伴随我们国家基础设施建筑的投入力度不断加大，大量建设工程项目建设、运营支撑着我们国家经济的大力发展。同时建筑工程成本管理、质量和后期运营维护工作对工程质量提出了更高要求。混凝土是一种原料丰富、价格低的工程材料，耐久度好，在建设工程中得到比较广泛的运用。但是，因为工程的不同，对于混凝土耐久性要求也有所不同，所以通过实验方式对大型建设工程的混凝土耐久久进行测试非常有必要。文章对混凝土耐久性进行试验分析，重点对混凝土配合比设计以及性能试验进行深入解析，从而得出一些对混凝土耐久性产生影响的因素。

关键词：混凝土；耐久性；试验；基础设施；建筑

一、耐久性定义

耐久性：混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。

二、试验研究

（一）原材料

1、水泥：采用华新42.5级普通硅酸盐水泥，实测28d强度为48.6MPa，其他性能指标满足GB175-2007技术要求。2、砂：采用巴河天然砂，细度模数为2.72，属于级配二区中砂，含泥量为2.1%，不含有泥块，经砂浆长度法检验3个月膨胀率值小于0.05%，可认定为非活性集料。3、碎石：采用阳新碎石5-16mm、16-31.5mm两档粒径，含泥量较低，泥块含量为0%，针片状颗粒含量为4.2%，压碎指标达到7.4%，碱活性膨胀率值符合非活性集料的要求。试验用碎石需要通过合适的比例掺配，形成良好的颗粒组成级配。4、外加剂：使用KH-A100高效引气减水剂，推荐掺量为0.5-1.0%，减水率为16%，各项指标均满足GB8076-2008的技术要求。5、矿物掺合料：粉煤灰采用北仑电厂F类Ⅱ级粉煤灰，矿渣粉为符合S95级技术要求。

三、混凝土配合比设计与试验

（一）配合比例设计要求

混凝土配合比设计采用质量法，可以计算出单位混凝土各项材料的使用比例和数量。而且，在试拌过程中可以从混凝土表面情况对各种材料的使用比例进行调整改进。当进行混凝土配合比设计时，在考虑抗压强度符合设计要求，各项工作性能符合施工要求的前提下，还应考虑配合比是否经济合理、安全可靠。经大量数据显示，混凝土在经过几十年不同恶劣环境下的侵蚀，材料性质正在发生变化，不同程度上耐久性存在隐患，致使在使用后期突现了安全和建设费用问题，所以在现今混凝土配合比设计中除满足上述各种条件外，还需要考虑耐久性指标的各项要求，例如抗冻性能、抗渗性能等。

（二）混凝土配合比试验

试验方案一：采用两组相近的配合比，一组为掺矿物掺合料的混凝土（A1），另一组为未掺矿物掺合料的混凝土（A2），使用的外加剂都是KH-A100高效引气减水剂，经试验分别得出混凝土的各项性能（见表1），从表1可以看出A1早期强度明显高于A2，但是后期A2也表现了强度的快速增长。从测定两者硬化混凝土水溶性氯离子含量来看，A2小于A1，这与水泥及掺合料中所含氯离子含量及配比中各材料数量有直接的关系，针对不同的材料不能一概而论，由于A2比较密实，所以体现出抗氯离子渗透性大于A1的情况；混凝土的碱含量通过配比中各材料碱含量实测值进行计算，在计算中其中粉煤灰的有效碱含量为实测值的1/6，矿渣粉的有效碱含量为实测值的1/2，所以A2碱含量要低于A1；抗渗性能两种配合比的混凝土都能超过P10抗渗等级，但从实际试件渗水情况看，A1抗渗略差；抗冻性能利用测量100次冻融循环后试件的质量损失率来判定混凝土的抗冻能力大小，经试验得出A2抗冻性略低于A1。

四、试验结果分析

（一）水胶比对混凝土耐久性的影响

水胶比很大程度上决定了混凝土的孔结构以及致密性，随着水胶比不断减小，混凝土粉度会逐渐增大。在施工过程中，可以对拌合物进行水胶比分析，验证配合比各材料的用量。控制最大水胶比也是高性能混凝土配合比设计中必须做到的，过大的水胶比对混凝土的强度及抗渗性能都有一定影响。

（二）矿物掺合料对混凝土耐久性的影响

混凝土中矿物掺合料通常是指粉煤灰和矿渣粉，适量的掺加有利于缓解大体积混凝土水泥水化热过高问题；由于矿物掺合料的有效碱含量明显低于水泥，所以对控制混凝土碱-骨料反应具有重要意义；适当的掺加矿物掺合料能显著改善混凝土的毛细孔结构，提高混凝土的密实度，这对混凝土的抗氯离子渗透和抗渗性都非常有利，但过量掺加矿物掺合料对混凝土的抗冻性不利，这就需要我们在设计配合比中找到一个平衡点。

（三）引气剂对混凝土抗冻性能的影响

长期的工程实践和研究发现，当向混凝土中加入一定量的引气剂时，可以明显改善拌合物的和易性和泌水离析现象。由于引气剂的作用使得混凝土中会引入大量分布均匀的微小气泡，这些气泡可以很好地阻断混凝土内部毛细血管和外界的通路，使得水分不容易被侵入，可以吸收和减少由于下湿、冻融交替作用所产生的体积变化和内应力，提高混凝土的抗冻能力，但是过量的掺加引气剂也会使混凝土的含气量不断提高，从而导致混凝土内部结构空隙不断增加，抗压强度随之下降。

结束语

随着社会不断发展，混凝土工程的耐久性破坏问题也越来越备受关注，在混凝土使用过程中，这是个主要病害。控制最大水胶比、控制最小胶凝材料用量有利于保证混凝土强度及提高抗渗性能；控制混凝土的含气量在合理的范围之内，能够确保混凝土施工性能、保障混凝土抵抗冻融破坏的能力，也保证了混凝土抗压强度不致于损失过多；加入适量的矿物掺合料，能够提高混凝土的抗渗性能、减小抗氯离子渗透能力及预防碱-骨料反应；控制掺合料的最大用量能减少对混凝土抗冻性能的影响。因此，为更好地把握混凝土质量，需要考虑原材料各方面因素，使设计的配合比既能够安全耐久，又体现经济合理，关键是要找到混凝土耐久性各项指标中材料用量的平衡点。进行混凝土耐久性的试验研究，是工程技术人员现在乃至今后长期需要努力的方向。

参考文献：

[1]孟涛，钱晓倩，詹树林，钱匡亮.海洋环境下聚合物对混凝土力学性能和抗氯离子渗透性能的影响研究[J].稀有金属材料与工程，2008，37（A02）：675-677

[2]尹红娣孙雪飞.混凝土抗冻性试验分析[J].黑龙江交通科技.2008，31（10）：20-20，22

[3]张名杰，赵俊奎，丁铸.再生骨料混凝土性能的研究[J].中国粉体技术，2015（4）：85-88