科洛防水劑與混凝土耐久性的具體體現

科洛防水劑網訊 混凝土耐久性是指對風化作用、化學腐蝕、磨 損或任何其它破壞過程的抵抗能力。工程結構在長期使用過程中，在人為或自然 環境的作用下，其內部將隨著時間的變化發生材料老化與結構損傷，這種損傷積 累將導致結構承載力下降、耐久性能降低。

影響混凝土結構耐久性的因素主要分為內部因素和外部因素。由于內外因素 的作用使混凝土結構常發生凍融破壞、堿一集料反應、混凝土碳化、鋼筋銹蝕、 磨蝕、化學侵蝕等。這些反應將導致抗力下降甚至結構破壞。

2.1混凝土滲透性與混凝土耐久性

1. 丨混凝土的滲透性

滲透性是多孔材料的基本性質之一，它反映了材料內部孔隙的大小、數量、 分布以及連通等情況。混凝土是一種多孔的、在各種尺度上多相的非均質復合材 料。概括地說，混凝土的滲透性是指氣體、液體或離子受壓力、化學勢或電場作 用在混凝土中滲透、擴散或遷移的難易程度。它衡量的是混凝土抵抗各種介質入 侵的能力^[16’^|7]。

2.丨.2混凝土滲透性對混凝土耐久性影響

混凝土的主要破壞因素，鋼筋銹蝕、碳化、凍融循環、酸侵蝕、堿侵蝕、硫 酸鹽侵蝕、磨蝕等，它們作用機理各不相同且十分復雜，但共同點是：都與水或 其他有害液體或氣體向混凝土內部傳輸的難易程度有關，即與混凝土的滲透性相 關。混凝土材料的腐蝕大多是在有水及有害液體或氣體侵入的條件下產生的，混 凝土的耐久性與滲透性有著密切的聯系。

(1) 凍融破壞與滲透性

凍融破壞是指混凝土在負溫與正溫交替循環作用下發生表面剝落、開裂、強 度降低、結構疏松乃至破壞的現象。這種破壞在接觸水又受凍的環境下容易發生， 所以抗凍性也是混凝土耐久性的一項重要指標。

材料微觀結構決定了其宏觀的行為。決定滲透性的主要微觀結構指標如混凝 土的密實度、孔隙構造和數量，同時也是混凝土抗凍性的重要因素。因此混凝土 的滲透性一定程度上反映了其抵抗凍融破壞的能力。已有試驗表明混凝土滲透性 與抗凍性之間存在較好的相關性。

干燥的混凝土不會遭受冰凍破壞。由于混凝土含水率存在一個臨界飽和度，

8

在濕環境中，水滲入混凝土內部并達到這個臨界飽和度，在凍結時產生的壓力大 于周圍水泥漿體的抗拉強度而產生微裂縫。混凝土經充分養護后含水率可能低于 臨界飽和度，但如果其滲透性較高，且暴露于潮濕環境時，可以再次達到或超過 臨界飽和度。

因此，對處于凍融環境中的混凝土，其滲透性非常重要。滲透性不僅控制著 凍結時與內部水的移動有關的滲透壓力，而且控制著冰凍前的臨界飽和度。

(2) 碳化與滲透性

研究表明，混凝土碳化是影響混凝土耐久性的一個重要因素。一般情況下， 早期混凝土呈較強的堿性（一般，pH>12.5),當空氣、土壤、地下水等環境中的 酸性氣體（如C0₂、S0₂等）或液體侵入混凝土中，與水泥石中的堿性物質發生 化學反應，使pH下降，稱為混凝土的中性化。其中，由空氣中的C0₂所引起的 中性化過程稱為混凝土的碳化。

混凝土的碳化是伴隨著C0₂氣體向混凝土內部擴散，溶解于混凝土孔隙內的 水，再與各水化產物發生碳化反應這樣一個復雜的物理化學過程。研究表明，混 凝土的碳化速度取決于C0₂氣體的擴散速度及<：0₂與混凝土成分的反應性。混凝 土的滲透性在很大程度上決定著C0₂的擴散速度，從而影響著混凝土的抗碳化性

能。

許多研究證明混凝土的碳化與滲透指標（吸水性、氣體滲透性、氯離子擴散 性等）具有較好的相關性。

1) 碳化深度與吸水性關系。有調查研究表明碳化深度隨吸水量的增大而呈 線性增加趨勢。

2) 碳化深度與氣體滲透性關系。混凝土的碳化性能很大程度上取決于C0₂ 在混凝土中的擴散速度，因此也就必然受混凝土氣體滲透性的影響。有試驗結果 表明，混凝土碳化深度的平方與空氣滲透系數成良好的線性關系。

3) 碳化深度與氣離子擴散性。有試驗結果表明，兩者間有較好的相關性^[181。

(3) 堿一集料反應與滲透性

堿一集料反應是指混凝土中的堿性物質與具有堿活性的集料間發生的化學反 應。這種反應引起明顯的混凝土體積膨脹和開裂，改變混凝土的微結構，是影響 混凝土耐久性的最主要因素之一。堿一集料反應實際是混凝土中某些活性礦物集 料與混凝土中的堿性溶液之間的反應。

混凝土發生堿一集料反應的條件是集料的堿活性、水泥的含堿量或其他途徑 得到堿以及潮濕的外部環境。研究^[19’^2(>]表明，只有在空氣相對濕度大于80%，或 直接接觸水的環境中，堿一集料反應膨脹破壞才會發生。否則，即使骨料具有堿 活性且混凝土中有超量的堿，堿骨料反應也很緩慢。生成的凝膠在干燥狀態下不 產生體積膨脹，就不會產生破壞性膨脹開裂。所以，混凝土的滲透性對堿一集料