混凝土的耐久性

混凝土耐久性的好壞，決定混凝土工程的壽命。它是混凝土的一個重要性能，因此長期以來受到人們的高度重視。影響混凝土耐久性的破壞作用主要有6種：冰凍-融解循環作用　是最常見的破壞作用，以致有時人們用抗凍性來代表混凝土的耐久性。凍融循環在混凝土中產生內應力，促使裂縫發展、結構疏鬆，直至表層剝落或整體崩潰。環境水的作用　包括淡水的浸溶作用、含鹽水和酸性水的侵蝕作用等。其中硫酸鹽、氯鹽、鎂鹽和酸類溶液在一定條件下可產生劇烈的腐蝕作用，導致混凝土的迅速破壞。環境水作用的破壞過程可概括成為兩種變化：一是減少組分，即混凝土中的某些組分直接溶解或經過分解後溶解；二是增加組分，即溶液中的某些物質進入混凝土中產生化學、物理或物理化學變化，生成新的產物。上述組分的增減導致混凝土體積的不穩定。風化作用　包括乾濕、冷熱的循環作用。在温度、濕度變幅大、變化快的地區以及兼有其他破壞因素（例如鹽、鹼、海水、凍融等）作用時，常能加速混凝土的崩潰。中性化作用　在空氣中的某些酸性氣體，如Cl2、H2S和CO2在適當温、濕度條件下使混凝土中液相的鹼度降低，引起某些組分的分解，並使體積發生變化。鋼筋鏽蝕作用　在鋼筋混凝土中，鋼筋因電化學作用生鏽，體積增加，脹壞混凝土保護層，結果又加速了鋼筋的鏽蝕，這種惡性循環使鋼筋與混凝土同時受到嚴重的破壞，成為毀壞鋼筋混凝土結構的一個最主要原因。鹼-集料反應　最常見的是水泥或水中的(鹼分Na2O、K2O)和某些活性集料(如蛋白石、燧石、安山岩、方石英)中的SiO2起反應，在界面區生成鹼的硅酸鹽凝膠，使體積膨脹，最後能使整個混凝土建築物崩解。這種反應又名鹼-硅酸反應。此外還有鹼-硅酸鹽反應與鹼-碳酸鹽反應。此外，有人將抵抗磨損、氣蝕、衝擊以至高温等作用的能力也納入耐久性的範圍。上述各種破壞作用還常因其具有循環交替和共存疊加而加劇。前者導致混凝土材料的疲勞；後者則使破壞過程加劇並複雜化而難於防治。要提高混凝土的耐久性，必須從抵抗力和作用力兩個方面入手。增加抵抗力就能抑制或延緩作用力的破壞。因此提高混凝土的強度和密實性常常有利於耐久性的改善，其中密實性尤為重要，因為孔縫常是破壞因素進入混凝土內部的途徑，所以混凝土的抗滲性和抗凍性密切相關。另一方面通過改善環境以削弱作用力，也能提高混凝土的耐久性。此外，還可採用外加劑（例如引氣劑之對於抗凍性等），謹慎選擇水泥和集料，摻加聚合物，使用塗層材料等，來有效地改善混凝土的耐久性，延長混凝土工程的安全使用期。耐久性是一項長期性能，而破壞過程又十分複雜。因此，要較準確地進行測試及評價，還存在着不少困難。現在只是採用快速模擬試驗，對在一個或少數幾個破壞因素作用下的一種或幾種性能變化，進行對比並加以測試的方法還不夠理想，評價標準也不統一，對於破壞機理及相似規律更缺少深入的研究，因此到目前為止，混凝土的耐久性還難於預測。除了試驗室快速試驗以外，進行長期暴露試驗和工程實物的觀測，從而積累長期數據，將有助於耐久性的正確評定。 ^[1]