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摘要：轻骨料混凝土质轻、高强，在大跨度结构工程中使用，能够有效降低结构本身的载荷，经济、技术效益显著。因此，加强对轻骨料混凝土耐久性研究对促进轻骨料混凝土发展具有重要的作用。
关键词：轻骨料混凝土；耐久性
混凝土作为土建结构的主要材料，其力学性能和耐久性能制约着混凝土结构的使用功能和安全性。特别是由于对混凝土耐久性估计不足，许多混凝土建筑物过早地结束使用寿命，给人民的生命安全和财产损失造成重大威胁，同时使我国的现代化建设和国民经济发展蒙受巨大损失，因此，混凝土的耐久性亟待需重视和解决。
一、轻骨料分类
轻骨料分为粗骨料和细骨料，凡是粒径大于5毫米，堆积密度＜1000kg/m3的骨料被称为轻粗骨料；凡是粒径小于等于5毫米，堆积密度＜1200kg/m3的骨料被称作轻细骨料。从来源上可以讲轻骨料分为三类：○1工业废渣类：是以工业废渣作为原材料，经过加工而成的轻骨料，例如：粉煤灰陶粒、煤矸石等；○2人造类：是以不同地区的材料为原材料，经过加工而成的轻骨料，例如：页岩陶粒、轻砂等；○1和○2统称为为人造轻骨料。○3天然类：是天然形成的多孔岩矿石，然后经过加工后形成的轻骨料，例如：轻砂以及浮石等。轻骨料混凝土是指用轻骨料、水泥以及水配置而成的混凝土。
二、混凝土耐久性包含的内容
混凝土耐久性是指混凝土在使用条件下抵抗周围环境中各种因素长期作用而不被破坏的能力。其主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化及混凝土中钢筋的锈蚀。抗渗性是指混凝土抵抗压力水（或油）渗透能力。其直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。混凝土的抗冻性是指混凝土在使用环境中，经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整的能力。在寒冷地区，特别是在接触水有受冻的环境下的混凝土要有较高的抗冻性能。抗侵蚀性与所用水泥品总、混凝土密实度和孔隙有关。混凝土的碳化是指空气中的二氧化碳在有水存在的条件下，与水泥石中的氧化钙反应生成碳酸钙和水的过程。碱—集料反应是指水泥、外加剂等混凝土构成物及环境中的碱与集料中的碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂膨胀的反应。
三、影响混凝土耐久性的主要因素
影响混凝土耐久性的因素十分复杂，引起结构破坏往往是混凝土内部组成不完善，外部不利因素综合作用的结果。现就内外两方面因素加以分析。
（一）内部因素的影响
（1）混凝土的材质通常讲的混凝土是用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的。砂、石、水泥等材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的密实度和强度，好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好基础。
（2）混凝土的碳化（又称中性化）。混凝土中的水泥在水化过程中产生氢氧化钙，钢筋周围混凝土的孔隙水则呈弱碱性，在钢筋表面形成碱性“钝化”薄膜而保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀。但是由于空气中的二氧化碳与水反应生成的碳酸等酸性物质通过孔隙和毛细孔侵人混凝土，中和这种碱性物质生成碳酸钙，即发生碳化。碳化过程使混凝土碱性降低，钢筋表面在高碱条件下产生的致密氧化膜（钝化膜）遭到破坏，混凝土失去对钢筋的保护作用，使钢筋的锈蚀成为可能。当碳化进行到钢筋表面后，钢筋表面钝化膜遭到破坏，当氧和水同时存在时，钢筋开始锈蚀，其力学性能急剧衰减。同时，碳化还会加剧混凝土的收缩，致使混凝土出现裂缝，粘结力下降，甚至钢筋保护层剥落，导致结构的破坏。
（3）混凝土碱集料反应。碱集料反应是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应，生成具有强烈的吸水膨胀能力的物质，引起混凝土内部产生不均匀膨胀，造成裂缝，并使混凝土的强度和弹性模量下降，影响混凝土的耐久性。混凝土中的碱主要来自水泥熟料、外加剂等，活性材料主要是Si02，碳酸盐、硅胶盐等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆碱与硅胶盐产生的凝胶遇水会膨胀，在混凝土内部产生膨胀应力引起混凝土开裂。
（二）外部因素的影响
（1）钢筋锈蚀。钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要原因。当钢筋表面处于活化状态且存在氯离子和水时，钢筋就会发生电化学腐蚀。氯离子可破坏钢筋表面的钝化保护膜，使腐蚀介质渗人钢筋，加快混凝土结构的损坏。钢筋锈蚀后，钢筋的有效截面面积减小，构件承载能力降低。同时，钢筋的不均匀锈蚀还将导致导致钢筋表面凹凸不平，产生应力集中现象，使钢筋的脆性增大、延性变差、强度降低。
（2）混凝土的冻融破坏。冻融循环对混凝土结构的损伤分为内部损伤和表层损伤两类。混凝土具有热胀冷缩的性质，在干燥时失水收缩，而在水浸润后又膨胀。这种作用循环进行，当超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。混凝土本身就是多孔隙的复合材料，开裂后水分更易侵人。渗人到混凝土中的水在温度在冰点以下时会结冰引起膨胀，将从内部损伤混凝土结构。混凝土表层若持续受盐溶液浸蚀，在混凝土薄弱处也将会发生剥落。经过多次冻融循环，最终将引起混凝土剥落酥裂而降低其耐久性。
（3）浸蚀性介质的腐蚀。混凝土在外部环境条件下，硫酸盐、盐水、腐殖质、镁盐等一些化学介质都可能对混凝土产生腐蚀。
（4）施工因素影响。施工时水灰比增大时，混凝土的密实性就降低，抗渗性就变差。混凝土渗水也主要是由于混凝土多余水分蒸发留下空隙，拌合物保水性差引起混凝土泌水现象造成的，混凝土的抗渗性好坏直接影响混凝土的耐久性。因此，施工时应该控制水灰比，确保混凝土有良好的和易性和保水性，以保证混凝土的密实度，提高结构的耐久性。
（5）其他外部因素。诸如风沙、持续的超高气温、持续冰冻天气、生物腐蚀等都会影响到混凝土结构的耐久性。
四、混凝土耐久性的措施措施
从混凝土构造方面考虑，其可以采用的措施包括：①确定最小保护层。其主要目的是为了防止混凝土结构中的钢筋锈蚀。在海水环境下，针对水下区、水位变动区、浪溅区、大气区选用合理的保护层厚度；②确定混凝土的最低强度等级和最小水泥用量；③确定最大水灰比，主要是为了保证混凝土的密实性；④对混凝土结构中的碱含量、含盐量进行限制。
从混凝土结构耐久性的影响现象来考虑，其可以采用的措施包括：①控制或防止碱集料反应：优选选用低碱水泥；以粉煤灰、矿渣等掺合料加入到混凝土中以减少混凝土中的碱性物质；控制含有活性成分的骨料含量；②对于混凝土冻融破坏的主要防制措施：首先控制混凝土中游离态的自由水的含量，降低水灰比；其次施工过程中使用引气剂，在混凝土结构中形成细小的微小气孔，提高混凝土结构的抗冻性；③采用措施防止化学介质的腐蚀：掺入树脂、硫磺、水玻璃等外加剂以便形成特种混凝土，在抗腐蚀能力方面采取有效措施，对混凝土使用寿命的增加和混凝土结构耐久性的延长均有作用；④防止混凝土碳化采取的主要措施：针对工程特点、环境、气候等选用合适的水泥品种，采用合适的混凝土等级，合理提高混凝土中水泥额用量；混凝土拌合过程中控制好混凝土水灰比，增加混凝土的密实度，以及在外加剂的使用合理加以控制；⑤防止钢筋锈蚀的主要措施包括：控制好混凝土原材的选用材料，在混凝土设计及施工过程中要确保混凝土结构的密实性；设计时要合理设计保护层厚度，施工时确保保护层的施工质量；可以在表面进行涂膜防护，阻止引起锈蚀作用的水、O2的进入；在钢筋表层涂抹防锈剂等。
影响混凝土耐久性的因素是复杂的、综合性的，必须从原材、结构设计、施工、使用环境及其检测维护等多种因素综合考虑，使混凝土既满足承载力要求，又要满足其耐久性的要求。
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论文作者:卢良,陈鹏
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2016/9/2
标签：混凝土论文; 骨料论文; 耐久性论文; 钢筋论文; 锈蚀论文; 混凝土结构论文; 密实论文; 《基层建设》2015年7期论文;