混凝土耐久性概述
混凝土材料与结构的耐久性
P. K. Mehta., Concrete Technology for Sustainable Development. CI; Nov 1999.
三、混凝土结构的耐久性
混凝土结构耐久性的概念
1）耐久性不是混凝土本身的固有属性，而与 其所处环境密切相关。 2）结构中混凝土的变形受到约束，通常是收 缩形成拉应力、受到损伤、产生微裂纹，对 结构耐久性产生不利影响。 3）试验室制备的试件中混凝土不受外界约束， 其收缩变形使得更加密实，耐久性评定试验 呈现更”优异“的结果。
振捣 手工插捣
抗 压 强 度
充分捣实的混 凝土
未充分捣实的混凝土
与 水 胶 比 和 龄 期 的 关 系
粉 煤 灰 和 水 泥 对 强 度 的 贡 献
英国伦敦Gatwick机场
1982年新建停机坪工程 对 OPC和 HFCC进行比较 OPC HFCC 粗骨料: 40mm 673 525kg/m3 20mm 598 317 10mm 231 210 砂： 598 545 水泥： 375 275 粉煤灰： 232 水 115 134 引气剂： 525 2000ml/m3 塑化剂： 600 560
P. K. Mehta., Concrete Technology for Sustainable Development. CI; Nov 1999.
强度方程
fcu.k
= A • ce ( C/W – B )
f
fcu.k——混凝土配制强度 fce —— 水泥标号
C/W——灰水比
A,B —— 系数：
P.K.Mehta. Building Durable Structures in The 21st Century. CI. Mar,2001
混凝土耐久性
耐久性的概念与主要影响因素1. 混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性是指在设计使用年限内，在正常维护下，必须保持适合于使用，而不需进行维修加固。
混凝土结构的设计使用年限根据结构的重要性按现行的有关国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》 (GB 50068) 的规定确定。
我国规定的设计使用年限分为 50 年和 100 年。
混凝土结构广泛用于各类工程结构中，如果因耐久性不足而失效，或为了继续正常使用而进行相当规模的维修、加固或改造，则将要付出高昂的代价。
保证混凝土结构能在自然和人为环境的化学和物理作用下，满足耐久性的要求，是一个十分迫切和重要的问题。
在设计混凝土结构时，除了进行承载力计算、变形和裂缝验算外，还必须进行耐久性设计。
混凝土结构的耐久性设计主要根据结构的环境类别和设计使用年限进行，同时还要考虑对混凝土材料的基本要求。
在我国，采用满足耐久性规定的方法进行耐久性设计，实质上是针对影响耐久性能的主要因素提出相应的对策。
2. 影响耐久性能的主要因素内部因素主要有：混凝土的强度、密实性、水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、外加剂用量、保护层厚度等；外部因素主要有：环境条件，包括温度、湿度、C02含量、侵蚀性介质等。
出现耐久性能下降的问题，往往是内、外部因素综合作用的结果。
此外，设计不周、施工质量差或使用中维修不当等也会影响耐久性能。
埋在混凝土中的钢筋，由于混凝土中的高碱性，会在钢筋表面形成氧化膜，它能有效地保护钢筋。
然而，大气中的 CO 2 或其他酸性气体，将使混凝土中性化而降低其碱度，这就是混凝土的碳化。
当混凝土保护层被碳化至钢筋表面时，将破坏钢筋表面的氧化膜。
此外，当混凝土构件的裂缝宽度超过一定限值时，将会加速混凝土的碳化，使钢筋表面的氧化膜更易遭到破坏。
钢筋表面氧化膜的破坏是使钢筋锈蚀的必要条件。
这时，如果含氧水份侵人，钢筋就会锈蚀。
因此，含氧水份侵人是钢筋锈蚀的充分条件。
钢筋锈蚀严重时，体积膨胀，导致沿钢筋长度出现纵向裂缝，并使保护层剥落，从而使钢筋截面削弱，截面承载力降低，最终将使结构构件破坏或失效。
混凝土的耐久性
混凝土的耐久性商品混凝土的耐久性指什么？商品混凝土除了应有适当的强度外，还应根据使用方面的特殊要求，具有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、耐热性等，统称为耐久性。
（1）抗渗性；指商品混凝土抵抗液体和气体渗透的性能。
由于商品混凝土内部存在着互相连通的孔隙和毛细管，以及因振捣欠密实而产生蜂窝、孔洞，使液体和气体能够渗入商品混凝土内部，水分和空气的侵入会使钢筋锈蚀，有害液体和气体的侵入会使商品混凝土变质，结果都会影响商品混凝土的质量和长期安全使用。
商品混凝土的抗渗性用抗渗标号P表示。
如P4表示在相应的0.4N/mm2水压作用下，用作抗渗试验的6个规定尺寸的圆柱体或圆锥体试块，仍保持4个试块不透水。
商品混凝土的抗渗标号一般分为P4、P4、P6、P8、P10、P12。
（2）抗冻性：指商品混凝土抵抗冰冻的能力。
商品混凝土在寒冷地区，特别是在既接触水，又遭受冷冻的环境中，常常会被冻坏。
这是由于渗透到商品混凝土中的水分受冻结冰后，体积膨胀9%，使商品混凝土内部的孔隙和毛细管受到相当大的压力，如果气温升高，冰冻融化，这样反复地冻融，商品混凝土最终将遭到破坏。
商品混凝土的抗冻性用抗冻标号F表示。
如受冻融的试块强度与未受冻融的试块强度相比，降低不超过25%，便认为抗冻性合格。
抗冻标号以试块所能承受的最大反复冻融循环次数表示。
根据冻融循环次数，商品混凝土抗冻标号一般分为：F15、F25、F50、F100、F150和F200。
（3）抗侵蚀性：指商品混凝土在各种侵蚀性液体和气体中，抵抗侵蚀的性能。
对商品混凝土起侵蚀作用的介质主要是硫酸盐溶液、酸性水、活动和或带水压的软水、海水、碱类的浓溶液等。
（4）耐热性：指商品混凝土在高温作用下，内部结构不遭受破坏，强度不显著丧失，具有一定化学稳定性的性能。
混凝土耐久性的含义是什么？如何提高混凝土的耐久性
混凝土耐久性的含义是什么？如何提高混凝土的耐久性？答：（一）耐久性的定义：混凝土除了应有适当的强度外，还应根据使用方面的特殊要求，具有一定的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、耐热性等，统称为耐久性。
耐久性是指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。
（1）抗渗性；指混凝土抵抗液体和气体渗透的性能。
由于混凝土内部存在着互相连通的孔隙和毛细管，以及因振捣欠密实而产生蜂窝、孔洞，使液体和气体能够渗入混凝土内部，水分和空气的侵入会使钢筋锈蚀，有害液体和气体的侵入会使混凝土变质，结果都会影响混凝土的质量和长期安全使用。
混凝土的抗渗性用抗渗标号P表示。
如P4表示在相应的0.4N/㎜2水压作用下，用作抗渗试验的6个规定尺寸的圆柱体或圆锥体试块，仍保持4个试块不透水。
混凝土的抗渗标号一般分为P6 、P8 、P10 、P12 。
（2）抗冻性：指混凝土抵抗冰冻的能力。
混凝土在寒冷地区，特别是在既接触水，又遭受冷冻的环境中，常常会被冻坏。
这是由于渗透到混凝土中的水分受冻结冰后，体积膨胀9%，使混凝土内部的孔隙和毛细管受到相当大的压力，如果气温升高，冰冻融化，这样反复地冻融，混凝土最终将遭到破坏。
混凝土的抗冻性用抗冻标号F表示。
如受冻融的试块强度与未受冻融的试块强度相比，降低不超过25%，便认为抗冻性合格。
抗冻标号以试块所能承受的最大反复冻融循环次数表示。
根据冻融循环次数，混凝土抗冻标号一般分为：F15、F25、F50、F100、F150和F200。
（3）抗侵蚀性：指混凝土在各种侵蚀性液体和气体中，抵抗侵蚀的性能。
对混凝土起侵蚀作用的介质主要是硫酸盐溶液、酸性水、活动和或带水压的软水、海水、碱类的浓溶液等。
硫酸盐侵蚀是指硫酸根离子与混凝土中水泥水化物之间的化学反应，形成有害化合物，而导致混凝土组成和结构的破坏、强度下降、表面剥离等。
（4）耐热性：指混凝土在高温作用下，内部结构不遭受破坏，强度不显著丧失，具有一定化学稳定性的性能。
混凝土耐久性试验标准
混凝土耐久性试验标准混凝土是一种常见的建筑材料，其性能的好坏直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
混凝土的耐久性是指其在使用寿命内能够维持其性能和结构完整度的能力。
为了保证混凝土结构的耐久性，需要进行一系列的试验来评估其性能，其中包括混凝土的耐久性试验。
本文将介绍混凝土耐久性试验的标准。
一、试验对象试验对象为混凝土材料，可以是原材料，也可以是混凝土结构中的部件或样品。
二、试验方法1. 水泥石试验水泥石试验是评估混凝土抗化性能的一种方法。
试验流程如下：（1）取适量的水泥和水，按照一定比例拌和成水泥糊。
（2）将水泥糊填充到标准尺寸的模具中，压实并震动。
（3）在模具中央放置一小块钢片，使其与水泥糊接触。
（4）将模具放置在恒温水槽中，保持一定时间。
（5）取出模具，将钢片取出，观察其表面腐蚀情况，并根据标准进行评定。
2. 混凝土抗渗透试验混凝土抗渗透试验是评估混凝土抗渗性能的一种方法。
试验流程如下：（1）将混凝土样品放入试验室中，保持一定湿度。
（2）将试样置于水槽中，施加一定压力，记录混凝土中透水的情况。
（3）根据试验结果，评定混凝土的抗渗性能。
3. 混凝土抗冻融试验混凝土抗冻融试验是评估混凝土抗冻融性能的一种方法。
试验流程如下：（1）将混凝土样品放入试验室中，保持一定湿度。
（2）将试样放入低温环境中，使其冻结。
（3）将试样取出，放置在室温下，观察混凝土的裂缝情况，并根据标准进行评定。
4. 混凝土碱骨料反应试验混凝土碱骨料反应试验是评估混凝土中碱骨料反应的一种方法。
试验流程如下：（1）将混凝土样品放入试验室中，保持一定湿度。
（2）将样品置于一定温度和湿度的环境中，观察混凝土中碱骨料反应的情况，并根据标准进行评定。
三、试验评定标准1. 水泥石试验评定标准根据钢片的腐蚀情况，将水泥石试验结果分为以下五个等级：（1）优秀：钢片表面无腐蚀现象。
（2）良好：钢片表面有轻微腐蚀现象，但不影响使用。
（3）一般：钢片表面有明显的腐蚀现象，但不影响使用。
混凝土耐久性检测及评定标准
混凝土耐久性检测及评定标准一、前言混凝土作为建筑结构中最常用的材料之一，其耐久性评定显得尤为重要。
本文旨在介绍混凝土耐久性检测及评定标准，从混凝土材料的组成、检测方法、评定标准等方面进行分析和介绍，以期为工程建设提供参考。
二、混凝土材料的组成混凝土是由水泥、水、骨料和掺合料等组成的。
其中，水泥是混凝土的胶凝材料，水是混凝土中的溶剂，骨料是混凝土中的骨架材料，掺合料是对混凝土性能进行调整和改善的材料。
混凝土材料的组成对混凝土的耐久性有着重要的影响。
三、混凝土耐久性检测方法1. 碱骨料反应检测方法碱骨料反应是指混凝土中的水泥与砂、骨料中的某些矿物质发生化学反应，生成一些致使混凝土产生膨胀或开裂的化合物。
检测方法主要有化学法和物理法。
2. 氯离子含量检测方法氯离子是混凝土中主要的腐蚀物质之一，其含量是评定混凝土耐久性的重要指标。
检测方法主要有电化学法和化学分析法。
3. 混凝土抗渗性检测方法混凝土抗渗性是指混凝土的抗渗透性能，是评定混凝土耐久性的重要指标。
检测方法主要有静水压试验、渗透试验、蒸发试验等。
4. 混凝土强度检测方法混凝土的强度是指混凝土的承载能力，是评定混凝土耐久性的重要指标。
检测方法主要有压缩强度试验、抗拉强度试验、弯曲强度试验等。
四、混凝土耐久性评定标准1. 碱骨料反应评定标准根据我国现行标准《建筑结构混凝土耐久性评定标准》GB/T 50119-2005，碱骨料反应的评定标准如下：（1）Ⅰ级：无碱骨料反应；（2）Ⅱ级：轻微碱骨料反应，不会对混凝土结构的使用寿命产生影响；（3）Ⅲ级：中等碱骨料反应，对混凝土结构的使用寿命会有一定的影响；（4）Ⅳ级：严重碱骨料反应，会导致混凝土结构的破坏。
2. 氯离子含量评定标准根据GB/T 50119-2005，氯离子含量的评定标准如下：（1）Ⅰ级：氯离子含量小于等于0.25%，对混凝土结构的使用寿命没有影响；（2）Ⅱ级：氯离子含量大于0.25%，小于等于0.50%，对混凝土结构的使用寿命会有一定的影响；（3）Ⅲ级：氯离子含量大于0.50%，对混凝土结构的使用寿命会有较大影响；（4）Ⅳ级：氯离子含量大于等于1.00%，对混凝土结构的使用寿命会有严重影响。
混凝土结构工程耐久性概念
*BS7543:1992(1998修订本）建筑物及建筑构件、 产品与组建的耐久性指南 *开发了耐久性新技术： 混凝土：高质量混凝土、高性能混凝土、高强度混 凝土、高抗渗混凝土…… 钢筋：涂层钢筋、不锈钢筋…… 结构与构造：III类PC结构、耐久结构设计…… 防护：涂料、阴极保护、阻锈剂…… 咨询公司：WJE,RH,TROW,SIKA,清水……（掌握耐 久性专利级技术） 国际经验表明，解决结构耐久性仅仅依靠规范、规 程、指南是不行的。现代化的建设，必须用好，发 挥好高水平的咨询机构的咨询作用（重视知识产权 问题）。
1958 1974 1972 1970 1967
23年 7年 9年 11年 14年
轻微裂纹或轻微 锈斑点、较普遍 出现顺筋裂缝或 严重锈斑和流锈水。
某广播电台（2002年）
石家庄百孔桥大梁（2001年）
石臼煤码头方形块下保护层脱落（1985-2002）
上海市政府办公楼（1935年）
上海市政府办公楼（1935年）（地下室顶板）
Probabilistic Durability Design
European Approacቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ and Examples
Folker H. Wittmann
Institute of Architecture and Engineering Centre for Durability, Maintenance, and Repair (Aedificat Institute Freiburg)
临时性结构 易于替换的结构构件 普通房屋和结构物
5 25 50 100
纪念性建筑和特别重要的建 筑结构
B、工程验证： 现代水泥发明：[英]Joseph.Aspdin,1824年.石灰+ 粘土烧制成功水硬性材料。 RC发明：[法]Monier,1867年取得专利。 RC设计理论：[德]Kö nen，19世纪末（1888年）提 出RC结构利用混凝土抗压、钢筋抗拉的理论。 PC发明：[发]E.Freyssinet,1928年 所以在工程师看来，现代RC结构耐久性的工程验证 还不到140年，PC结构的工程验证还不到75年。
混凝土结构耐久性设计规范要求概述
混凝土结构耐久性设计规范要求概述混凝土结构在建筑和基础设施工程中起着重要的作用。
为了确保混凝土结构的耐久性和安全性，许多国家和地区制定了相应的设计规范。
本文将对混凝土结构耐久性设计规范的要求进行概述，以便工程师和设计人员了解并合理应用这些规范。
1. 混凝土材料的选用与性能混凝土结构设计要求首先考虑材料的选用与性能。
混凝土的强度、抗裂性、耐久性等性能指标应符合相关规范的要求。
在设计过程中，需要根据具体的工程要求和环境条件选择适当的水泥种类、配合比、添加剂等材料，并进行充分的试验验证。
2. 结构设计与构造混凝土结构的设计与构造直接影响其耐久性。
设计人员应根据规范要求和工程特点合理确定结构形式、布置和尺寸，并考虑荷载、变形和温度等因素的影响。
构造方面，要注意混凝土的浇筑、振捣、养护等工序，确保混凝土的密实性和质量。
3. 抗渗性设计要求混凝土结构的抗渗性设计是保证其耐久性的重要方面。
规范要求对不同的水槽进行分类，确定相应的抗渗等级，要求采用适当的措施提高混凝土的抗渗能力，如增加混凝土的密实性和控制渗漏路径。
4. 抗裂性设计要求混凝土结构在使用过程中常常受到各种荷载的作用，因此抗裂性设计显得尤为重要。
设计人员应根据规范要求，采取合理的措施控制混凝土的开裂，如控制温度变形、增加钢筋和预应力等。
5. 耐久性设计要求混凝土结构的耐久性是指其在长期使用和环境作用下保持所需功能的能力。
耐久性设计要求主要包括以下几个方面：抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透、抗碱骨料反应等。
设计人员应根据具体工程环境和使用要求，确定相应的耐久性指标，并采取相应的预防措施。
6. 检验与验收混凝土结构的耐久性设计要求不仅仅是在设计和施工中要求的，还需要在使用和维护过程中进行检验和验收。
设计人员应制定相应的检验方法和验收标准，并对混凝土结构进行定期的检测和维护，以确保其耐久性和安全性。
总结起来，混凝土结构耐久性设计规范对混凝土材料的选用、结构设计与构造、抗渗性、抗裂性和耐久性等方面提出了具体要求。
混凝土耐久性
硬化水泥浆体的水化产物到接近1000℃的时候分解 完毕，强度完全丧失。
July 11, 2019
33
八、混凝土中钢材的锈蚀
由于混凝土内的强碱性使得钢筋表面形成钝化膜， 从而钢筋在混凝土中不会锈蚀。
外部环境因素：
水、风化、冻融、化学腐蚀、磨损、气体等；
材料内部原因：
碱骨料反应、体积变化、吸水性、渗透性等。
July 11, 2019
7
混凝土耐久性的内容
混凝土的劣化抗分渗为性两大类： 第一类，由抗水冻、空性气和其它侵蚀性介质渗透进入 混凝土的速率 所耐决腐定蚀。性
化学的：钢抗筋碳锈蚀化、性碱-骨料反应、硫酸盐、海水和酸 的侵蚀、碳化碱；—骨料反应 物理的：冻耐融、火盐性结晶、火灾等。 第二类，是耐磨耗磨、性冲与磨抗冲刷性
海水 有机物环境(垃圾、生活污水) 工业废料 土壤和地下水 水泥熟料
July 11, 2019
18
2、混凝土硫酸盐侵蚀的劣化模式
劣化模式
体积膨胀 开裂 (从构件的边缘和角上开始) 表面剥落、质量损失 强度下降 外观劣化——发白
最易发生的部位
大坝 桥墩 地下基础 水工设施
30
抑制碱—骨料反应的措施
限制碱含量
低碱水泥
限制活性骨料 提高混凝土的密实性或阻止水分渗入 引气剂 引入气泡缓解膨胀压力，减
少有害膨胀
July 11, 2019
31
六、混凝土的抗碳化性
定义：碳化是指环境中的CO2与混凝土水泥石
混凝土的耐久性名词解释
混凝土的耐久性名词解释混凝土是一种与建筑行业有着密不可分的产品。
它是由水泥、砂粒和碎石经过混合而成的。
由于这种特殊的组合，混凝土具有良好的耐久性，能够抵抗外界因素的侵蚀和破坏。
混凝土的耐久性就是它的最大卖点。
混凝土的耐久性主要是由它的几种成分决定的，所以我们需要了解每个成分的性能。
水泥是混凝土的主要成分，它以固化剂的形式存在，具有抗腐蚀性和力学强度。
砂粒是混凝土的构成部分，具有不同的硬度，能够在高温下不变形，提高混凝土的强度，以及抵抗侵蚀和腐蚀。
碎石是混凝土的基体，它的作用是赋予混凝土一定的特性，通过吸收及间隙颗粒的防止破裂，抗冻性能，改善混凝土的抗冲击性能，延长混凝土的使用寿命。
此外，混凝土的耐久性还取决于其加工技术。
普通混凝土施工中，使用正确的工具和机械，采用合理的施工工艺，并在拌合料中加入各种辅助剂，如抗凝剂、抗冻剂、防水剂等，以增强其抗腐蚀能力和抗冲击性能。
例如，可以使用水泥改性剂和吸水剂来改善混凝土的耐水性，使其能够抵抗水压，有效地防止渗水；也可以使用抗碱剂和抗盐溶液剂来改善混凝土的抗腐蚀性，使它能够承受恶劣环境的侵蚀，更好地抵抗空气中的盐沉积，防止锈蚀。
除了上述因素影响外，维护和保养也是提高混凝土耐久性的重要操作。
在使用过程中，应注意避免高温、高压和撞击，以保护混凝土不受损坏。
定期维护可以检查混凝土的外观状态，如有变色或开裂等情况，及时进行修补，避免结构产生更大的破坏，延长混凝土的使用寿命。
总之，混凝土的耐久性取决于它的组成成分和加工技术，良好的施工工艺和定期的维护保养是提高混凝土耐久性的重要措施，从而成为一种建筑行业中不可或缺的产品。
由此可见，混凝土具有良好的耐久性，能够确保建筑物的结构平安、长久。