影响混凝土质量的因素及混凝土耐久性的提高方法

长期以来，混凝土的质量常以28天强度作为衡量指标，并在工程界逐渐形成那单纯追求强度的倾向，以为加大水泥用量和采用早强水泥总有利于质量，并排斥使用粉煤灰等矿物掺和料和引气剂，这些斗对混凝土结构的耐久性带来极为不利的影响。对于现代混凝土来说，提高强度比较容易可，而耐久性则急待改善。为此，施工人员应该深入了解耐久性混凝土的特点，并在混凝土结构施工过程中对混凝土原材料的选用与混凝土配合比参数严加控制。

选择水泥不能以强度作为唯一指标，不能认为强度高的水泥就一定好。发达国家的水泥标准中，对于水泥的强度要求，不仅规定了最低值，而且也规定了最高值的，强度超过了规定的也不合格。而我国水泥标准中则没有最高值的，客观山起到了误导作用。硅酸盐水泥由原材料烧制的熟料与石膏（硫酸钙）磨细而成，熟料中的主要成分有硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁铝酸四钙（C4AF）等。C3S是水泥早期强度的主要来源，水化速度较快，水化发热量较大。C2S是水泥后期强度的主要来源，水化速度很慢，水化发热量最小。C3S的水化最快，水化放热量最大，水化物强度最低，干缩最大。在我国目前的生产工艺条件下，提高水泥强度（尤其是早期强度）的主要措施，实际上只是增加水泥中的C3A和C3S含量并提高水泥的比表面积，导致水化速率过快、水化热大、混凝土收缩大、抗裂性下降、混凝土的微结构不良、抗腐蚀性差。实践经验也普遍表明，早期强度很高的混凝土在14B以后的强度几乎就不再增长，长期强度甚至还有可能倒缩。水泥中C3A的3D水化热量约为C3S的3.7倍和C2S    的17.7倍，7D水化热量则分别约为C3S的7倍和C2S的37倍C3A的收缩率大约是C3S和C2S的3倍；而环境中的化学腐蚀介质对混凝土的侵蚀对象主要就是C3A和硅酸盐矿物水化物中的Ca(OH)2。

    对水泥含碱量的控制，以往主要从控制碱----骨料反应的角度提出要求。但工程实践发现，不管是否有活性骨料存在，碱的影响首先表现在增加混凝土的开裂倾向。美国垦务局的R.BURROWS对此做过大量的工程调查和试验研究，并发现在有的露天混凝土开裂板中，尽管有活性骨料且水泥具有高含碱量，但开裂处却没有碱----骨料反应产物，混凝土也并没有膨胀，说明这种开裂首先是由于水泥的高含碱量所引起的收缩而不是碱--骨料反应。为防止碱促进混凝土的开裂，水泥中的碱含量应部超过0.6％NO2O当量。但是碱含量太低时候会使大坍落度混凝土（如大于160mm）混凝土的泌水性增加。单使用较大掺量的矿物掺和料，或水泥中的C3A含量或同时C3S含量也低时，水泥中的含碱量上限可适当放宽。（0.8％）

尽可能降低胶凝材料中硅酸盐水泥用量的目的是提倡加大矿物掺和料的用量，减少水泥用量大所带来的负面影响。强度和组分相同但配比不同的混凝土，其中性能最优的一般应是硅酸盐水泥用量最少的一种。混凝土的早期强度越高，对混凝土长期性能越不利，在早期越易开裂，所有要慎用早强水泥。由于过分强调混凝土强度或为了保险而多用水泥，会对耐久性带来不良的后果。为了便于控制混凝土中矿物掺合料的质量和数量，以选用纯硅酸盐水泥和自选的矿物掺合料混合作为胶凝材料，这是由于普通水泥中一般已经掺入了矿物混合料，而且掺量和品种不明。如果是矿渣水泥，因矿渣比表面积只有约250ｍ２／ｋｇ，既不能发挥矿渣的潜在活性，又是水泥容易泌水，不利于混凝土的抗渗和抗冻。如果能却只水泥中已经掺入的矿物混合料的品种和产量，就有利于混凝土配合比的设计，可将水泥中已有的混合料一并计入混凝土掺合料的总量。 未来山混凝土的抗烈性，要控制硅酸盐水泥的C3A含量，而且C3S的含量也不能过高。有文献报道，C3A能与氯化物生成水化氯铝酸钙（C3A．ＣaCl2．10H2O），可消耗一部分引起钢筋锈蚀的自由氯离子，故对氯盐环境下的混凝土有利．但有SO2-4存在时，这种水化产物是不稳定的，会转化成膨胀性的水化硫铝酸钙，所以不能指望C3A会减缓氯离子对钢筋的侵蚀。对于C3A含量高的水泥能否用于海水环境有不同的见解。我国海港混凝土结构防腐蚀规范规定，C3A含量为6%~12%，并对此有详细说明。美国ACl规范规定海水中C3A应小于10%。

使用矿物掺合料首先是为了混凝土的耐久性需要，而不是单纯的出于降低混凝土成本。认为强度高的混凝土需要减少其矿物掺合料的用量，这其实是一种误解。列入美国加州大学曾在一幢6层楼的剪力墙和基础的加固工程中，分别用160kg/m3水泥、195kg/m3粉煤灰（粉煤灰掺量67%）和195 kg/m3水泥、195kg/m3（粉煤灰掺量50%）配制混凝土，用水量质优118 kg/m3，28天抗压强度分别达到相当于我国立方体抗压强度37.6MPa和45.9MPa，清华大学在深圳地铁足尺模型试验中，用45%粉煤灰、10%矿渣和45%硅酸盐水泥配制的混凝土，胶凝材料总量400kg,各组试件28天强度均在54MPa以上。

低水胶比的矿物掺合料混凝土，其优良性能往往受到现行标准试验方法的掩盖而不能体现。例如粉煤灰混凝土的强度发展较慢，对温度和湿度比较敏感，对它采用与普通混凝土相同的标准实验方法成型、养护并检测其强度、抗冻和抗盐冻的性能往往得出不符合实际的结果。在实际工程中，普通硅酸盐水泥混凝土在养护时的温度较高，其28天强度实际要低于室内标准养护得出的强度，而掺粉煤灰的混凝土正好相反。大量工程现场调查均表明，粉煤灰混凝土的室内标准试验结果和现场条件下的实际表现缺乏一致性，比如室内快速抗冻标准试验结果认为不良的粉煤灰混凝土，在现场的严酷冻融环境条件下却表现良好。但是大掺量矿物掺合料混凝土的水胶比必须要低。

研究表明，为有效改善混凝土康化学侵蚀性能，粉煤灰最佳替代量一般应在20%以上。现行粉煤灰分级标准的缺点是同使用细度、需水量和烧失量作为分级的主要标准，而将烧失量很小、需水量比稍小于100%而只是细度不符合一级标准的粉煤灰降到二级，这样并不有利于发挥粉煤灰的效用。粉煤灰的品质，应首先注重烧失量和需水量，而吸毒不必过于苛刻。一般说来，粉煤灰的烧失量越大，含碳量越高，混凝土的需水量就大；用电收尘方法收取的灰越细，所含玻璃微珠越多，含碳量低，需水量也小，但产量很少。实际工程选用粉煤灰时，因条件不得不采用烧失量较大的粉煤灰时，必须经过混凝土拌合物性能和耐久性试验证明可行，且C50级以下混凝土用粉煤灰的烧失量不得大于8%，C50级级以上混凝土用粉煤灰的烧失量不得大于5%。发电厂的三、四级灰的产量很大，但收取的灰因团聚颗粒和多孔玻璃体含量较多而比表面积较大，需水量较大。国内单位研究采用磨细粉煤灰，打开团聚颗粒，在实际应用中取得很好的效果。粉煤灰的最大掺量可到50%或更多，以不超过胶凝材料总量60%为宜。用表面积来表征粉煤灰的细度并不能完全反映粉煤灰的颗粒细度，后者还可用筛析法表示。

单独粉磨矿渣用于配制混凝土，可使磨细矿渣的细度至少达到和熟料相同。矿渣越细，活性越高。对于高细度的磨细矿渣，在一定掺量范围内，混凝土的强度虽掺量的增大而提高，但是混凝土的温升、化学收缩和自收缩也随着矿渣的掺量的增加而增加；从减少混凝土收缩开裂的角度考虑，这时的磨细矿渣比表面积 以不超过450m2/kg为宜。矿渣的活性和火山灰质材料不同，具有自身水硬性，但需要水泥水化产物中Ca(OH)2 和石膏的激发，在矿渣掺量增大到一定数量后，由于混凝土中的水泥量减少，矿渣水化的速度因缺少足够的激发物而降低，相应的水化热和自收缩就减小。所以当掺量超过75%以后，可以采用高细度的矿渣。

在水灰比不便的情况下，掺入硅灰可明显提高混凝土的强度，但需水量随硅灰掺量而增加。硅灰对提高混凝土抗化学腐蚀性有显著效果。但其高活性不仅不会降低混凝土的温升，反而使温升提前，不利于建校温度变形，并且增大混凝土自收缩。硅灰的价格也比较贵，最好和其它需水量小的矿物掺合料复合使用。

根据现行矿物掺合料的品质水平情况，粉煤灰、磨细矿渣分的氯离子含量均不应大于0.02%.考虑到混凝土的总氯离子含量还有，当工程上不得不采用氯离子含量大于0.02%的粉煤灰、磨细矿渣分时，必须严格控制混凝土的总氯离子含量满足要求。

我国混凝土质量不如发达国家的重要原因之一在于对骨料粒型和级配的不够重视和骨料的质量较差。虽然我国也有关于骨料产品质量的强制性指标，但目前生产供应的骨料很少有真正符合标准的。和水泥一样，在骨料的质量中，我国工程界比较看重的也只是与混凝土强度有关的骨料强度和含泥量等指标，而忽视了骨料粒型和级配的重要性，以为后者不过是多费点水泥的问题，甚少从耐久性的角度去重视骨料的质量。一般天然骨料的强度，对于目前常用的混凝土强度等级（C70以下）来说其实是足够的，而骨料的其他性能如吸水性、热膨胀系数等对混凝土耐久性则有重要影响。吸水率大的骨料，配制的混凝土会有较大的长期收缩影响混凝土的抗裂性。砂岩骨料的吸水率可为石灰岩和石英岩的20倍左右，配制的混凝土1年收缩率约为后者的4倍和3倍。与卵石相比，碎石混凝土的骨料与浆体的界面有较好的结合，抗裂性也好些。粗骨料的最大粒径较小时，混凝土的抗渗性提高。当耐久性作为主要因素考虑时，骨料的最大粒径宜取小一些。

粗骨料的级配和粒型不好，必然要加大混凝土的胶凝材料总量和用水量，不仅增加混凝土的收缩，而且会增加混凝土的渗透性和有害介质在混凝土中的扩散系数。为了提高耐久性，便要同时采用吸水胶比和低用水量。发达国家混凝土的用水量都较少，先进的混凝土技术可将用水量减少到130Kg/m3以下并依然有很好的泵送行，其中的一个关键就是骨料的级配和粒型好，不存在粗骨料的针、片状颗粒问题。所以配制混凝土的骨料都要经过粒型和级配的严格选择，应尽量拒绝采用颚式破碎机生产的粗骨料。

粗骨料即使在采石场加工好后有良好的级配，但在运输过程中也会遭到破坏。发到国家多采用分级供应石子，到搅拌站后再进行级配。

骨料的堆积密度和表观密度是骨料级配的反应，堆积密度越大，则级配越好，空隙率越小。对粗骨料来说，40%左右的空隙应该是最低要求。针、片状颗粒含量反映粗骨料粒型的优劣，实践证明其含量最好不要大于5%，但目前我国的生产水平很难达到，所以暂规定为10%。

为了保证混凝土浇筑的通畅，骨料的最大粒径应不超过钢筋最小间距和保护层厚度的3/4，后者同时也是为了保证混凝土保护层抗渗性的需要。

外加剂是混凝土的重要的组成部分。在混凝土中合理掺加具有减水率高、坍落度损失小、适量引起、能明显改善或提高混凝土耐久性能的质量稳定产品十分必要。选用时，一定要注意不同外加剂的使用功能、特点。

混凝土的早期强度越高，混凝土早期开裂的可能性越大。为了克服混凝土的这一不足，充分发挥矿物掺合料的后期火山灰效应，最好按56天龄期作为混凝土标准强度的验收龄期。

提出混凝土最大水胶比和最小胶凝材料用量的，是混凝土设计施工标准中为保证混凝土耐久性的常用做法。本指南用胶凝材料用量取代水泥用量，用水胶比取代水灰比作为控制混凝土耐久性质量的一个重要指标。在以往按强度设计的混凝土配合比设计方法中，首先是按混凝土强度等级计算水灰比。而现在按耐久性要求的设计方法中，首先要根据环境作用等级选择水胶比。如果满足本技术指南的最大水胶比和最小胶凝材料总量的，混凝土的强度一般是足够而且有余的。

混凝土的最大水胶比和最小水泥用量（kg/m3）

    实际上，混凝土的强度等级和耐久性之间并不定存在相关性，比如在硅酸盐水泥中掺入粉煤灰并保持水胶比不便，则28天强度往往有所降低，而抗氯盐侵入的能    力却成倍增加。在混凝土中加入引气剂后，强度也会受到影响，但抗冻融等多种耐久性能有极大改善。很高强度的混凝土，水灰（胶）比很低，如果硅酸盐水泥用量又较大，不但倾向于开裂 ，而且工作性能往往较差，反过来又会对混凝土得耐久性能带来负面影响。

过大得水灰比（水胶比）特别不利于使用矿物掺和料混凝土得内部微结构发展，同时影响混凝土的耐久性与强度。与硅酸盐水泥相比，粉煤灰和矿渣掺和料对混凝土强度得贡献受水胶比得影响较大，尤其是粉煤灰对水胶比更为敏感。只有在低水胶比（如小于0.4或0.42）的前提下，粉煤灰的作用才得以充分发挥而不是相反。对于普通硅酸盐混凝土也要强调水胶比的。目前我国的水泥的实际活性比20年前高出约两个等级，比如现在的42.5级水泥相当与水泥标准修订前的525号水泥，又相当于1979年以前硬练标准的600号水泥。因此配制相同强度等级的混凝土，现在的水灰（胶）比就会加大而不利于混凝土的耐久性。由于水泥强度的提高，要想配制处强度低于25MPa或30MPa的混凝土而同时又要水胶比不能高到影响耐久性的C20级混凝土实际上是不可能的。

减少单方面混凝土中胶凝材料用量有利于降低混凝土的渗透性能，减少收缩量，所以必须有最高用量的。我国对低水胶比混凝土的胶凝材料用量过去一直偏高，甚至有高到550kg/m3以上的，其主要原因就在于骨料不好。（美国有规程规定胶凝材料用量不应超过475kg/m3。

将拌和用水的最大用量作为控制混凝土耐久性质量要求的一种标志，要比用最大水胶比（或水灰比）更适宜。依靠水胶比的控制尚不能解决混凝土中因浆体用量过大而引起收缩和水化热增加的负面影响。在高性能混凝土中，减少浆体量，增加骨料所占的比例，又是提高混凝土抗渗性或抗氯离子扩散性的重要手段。如果控制拌和水用量，则可以同时控制浆体用量（浆骨比），就有可能从多个方面体现耐久性的需要。但是这方面的工程经验和研究积累还较少，尤其是国内目前供应的骨料级配与粒型普遍很差，不得不用过量的浆体填充，所以仍以水胶比作为混凝土耐久性要求的最主要综合指标。但为了保证重要工程的耐久性质量，应该同时对混凝土拌和水的用量作出，对于水胶比很低的混凝土一般不宜超过150KG/M3，这就需要从以下几个方面采取措施：选用具良好级配和粒形的粗骨料，尽可能降低骨料中的含泥量，采用优质外加剂和低需水量的矿物和料，降低混凝土拌和料的温度。在日本的标准中，要求各种混凝土的每方有水量最多不超过175KG。

在混凝土中掺入一定量的矿物掺和料，可以有效改善和提高混凝土工作性和耐久性。如大体积混凝土中宜掺用大掺量粉煤灰等矿物掺和料。海洋和近海环境中受氯盐侵蚀的配筋混凝土，亦应采用较大掺量矿物掺和料的混凝土。粉煤灰抗氯盐侵入的能力不亚于矿渣。如能同时加入少许硅灰效果更好。普通硅酸盐水泥中虽然也允许掺入6%-15%的矿物掺和料，但掺量很少中，意义不大。单纯用硅酸盐水泥配制的混凝土，即使水灰比较低，其抗侵入的能力也比较差，只有加入较大掺量的粉煤灰、矿渣或一定量的硅灰以后，才能获得根本的改善。国外甚至有研究资料认为，对设计寿命为75年的海洋混凝土结构，如果单纯采用硅酸盐水泥为胶凝材料，则需有C60级的混凝土 100mm厚度的保护层；若掺入60%矿渣或30%粉煤灰，则仅需50mm保护层度的C40级(掺矿渣)或C50级(掺粉煤灰)混凝土；若掺量分别增至70%或40%，所需强度等级还可进一步降低。但是粉煤灰的良好作用，必须有低水胶比作为前提。

硅酸盐水泥混凝土抗硫酸盐、酸等化学侵蚀的能力很差。硅酸盐水泥水化产物中的Ca(OH)2不论在强度上还是在化学稳定性上都很弱，在硫酸腐蚀条件下容易分解，遇软水还会溶解，是混凝土耐久性上的薄弱环节。在混凝土中加入适量的矿物和料对于提高混凝土抵抗盐、酸等化学腐蚀介质的能力有很大的作用。以往的观点认为：“Ca(OH)2呈碱性，对防止钢筋锈蚀有利。混凝土中掺入的粉煤灰、硅灰等火山灰材料可与Ca(OH)2发生火山灰反应，会消耗Ca(OH)2并降低混凝土的碱度，因而不利于防锈，所以需对粉煤灰等矿物掺和为的掺量加以严格”。但是研究表明，火山灰反应形成的致密水化产物改善了混凝土的微结构，只要水胶比较低，通过火山灰反应不但可提高混凝土抗水、酸和盐类侵蚀的耐久性，而且在防止钢筋锈蚀的能力上也有提高。

不同掺和料在不同腐蚀性介质作用下的合适掺量和效果并不完全相同。矿渣的效果通常很好，加入少量的硅灰一般都能起到比较显著的作用，粉煤灰和另外一些火山灰质材料因其本身的A12O3 含量有波动，效果差别较大，并非都是掺量越大越好。因此，当单独掺加粉煤灰等火山灰质掺和料时，应当通过试验室确定其最佳掺量。在西方，抗硫酸盐水泥或高抗硫酸盐水泥都是硅酸盐类水泥，只不过水泥中C3A和C3S含量不同程度的减少。当环境中的硫酸盐含量非常高时，最好时采用不含硅酸盐的水泥，如石膏矿渣水泥或矾土水泥。铁道科学研究院的研究人员在青藏铁路建设前，在该铁路沿线（环境条件为高盐渍、温差大、干燥）埋设了大量的使用不同水泥和不同配合比的混凝土桩体试件，10年后取出观察，除了低水灰比的矾土水泥之外，包括抗硫酸盐水泥在内的其它混凝土试件全部腐烂崩散。但是非硅酸盐类水泥的阿使用条件和配合比以及养护等都有特殊要求，需要通过试验确定使用。混凝土中的氯离子含量，在国内外各种标准中都有规定，但在具体量值上多有差别。国外有的标准规定，普通钢筋混凝土内的氯离子限量为0.4%（占混凝土中胶凝材料总量的重量比）这对一般混凝土而言，已经接近甚至超过干湿交替环境下引起钢筋锈蚀的氯离子临界浓度。如果混凝土将处在海水等氯盐环境下工作，则应不超过0.15%,对于预应力混凝土均不许超过0.06%。由于钢筋锈蚀的氯离子临界浓度可在0.17%～2.5%之间的很大范围内变化并与胶凝材料种类和数量以及水胶比和保护层厚度等因素有关，很难对混凝土定出一个统一的氯离子量限值。对于不同质量的混凝土氯离子含量应该有所不同，设计时可结合工程特点灵活对待。当工程的使用环境有外界氯离子侵入时，必须从严控制混凝土生产是从原材料带入的氯离子总量，本技术指南限定为胶凝材料中的0.1%。这里所指的氯离子是混凝土成型后硬化混凝土中的水溶氯离子量，测试龄期为28天或4～6周之间。一般用酸溶氯离子表示的是混凝土中的氯离子总量，数值上略大于水溶值。

混凝土的寒气两队混凝土的性能产生较大影响。在混凝土中掺加适量的引气剂后，脚板混凝土时可在混凝土中产生大量的球型微孔（孔径多小于0.2㎜）这些均布的微小封闭气孔可阻断混凝土中连通的毛细孔通路，降低毛戏水的渗透作用，并可吸收、缓冲因冻融或化学腐蚀等原因所造成的混凝土内部膨胀压力。这类七孔不同于混凝土施工中因搅拌和振捣不当而裹入的不规则大空气泡或甚至开放的气孔而成为混凝土中的缺陷。在混凝土中掺入引起剂的初衷最主要是为了提高普通混凝土的抗冻性。但是大量的试验表明，混凝土中引入的微小气泡还可以减少盐冻引起的表面脱落。显著提高混凝土抗硫酸盐腐蚀的性能，减少由碱--骨料反映引起的膨胀，并还可改善混凝土的班和无性能和施工性能，降低混凝土的用水量和混凝土的热扩散性，减少泌水，从而提高混凝土的匀质性和稳定性。鉴于一般情况下混凝土的含气量大约在1%左右，本指南提出，当混凝土没有抗冻要求时，混凝土的含气量至少要求不应低于2%。

混凝土含气量（％）

可以看出，当混凝土的饱水度不同时，有抗冻要求混凝土的含气量的要求是不同的。当骨料的最大粒径为40mm时，若混凝土中度饱水（类似D1环境），混凝土的含气量应不小于4％；若混凝土高度饱水或处在盐冻或化学腐蚀环境（类似D4环境）条件下，混凝土得含气量应不小于5.5％。因此，本指南提出有抗冻要求得混凝土得含气量得最小值应满足下表要求：

混凝土得含气量

非引气混凝土得抗冻性能主要与水胶比有关，另外与浆体含量也有一定关系，但即使是C60级的高强度混凝土，在严重冻融条件下也难免冻蚀，只有水胶比非常低、强度高达C80那样的超高强度混凝土才是例外。所以，只有引气才是提高混凝土抗冻能力的最有效手段。其次，矿物掺和料对混凝土抗冻性有一定影响，宜通过试验确定。通常情况下，掺加硅粉有利于抗冻；在低水胶比前提下，适量掺加粉煤灰和矿渣对抗冻能力的影响也不大，但应该严格控制粉煤灰的品质，特别要尽量降低粉煤灰的烧失量，后者对含气量有很大影响。

骨料的最大粒径不同，混凝土的含气量要求也有所不同。混凝土的含气量是指气泡体积占混凝土体积的份额，但气泡只是存在于浆体中，骨料最大粒径大时，浆体体积相对就小，如混凝土含气量相同，浆体体积越小则浆体中气泡含量越大，混凝土强度损失也越大，因此混凝土中含气量应随骨料最大粒径的增大而减小。

混凝土的引气效果除了与含气量有关外，还与气泡直径大小及其分布有关。所以除了提出含气量要求（通常4％～6％）外，还常常提出其它的参数要求，包括气泡间距系数，气泡比表面积，单位产出的气泡个数等。在北美，认为具有良好抗冻性能的引气混凝土，其气泡间距系数应不大于200µm，气泡的比表面积应应不小于24mm-1,每10mm长的气泡数量应在0.59～0.79倍的含气量百分数之间。在北欧，对引气混凝土的质量要求有的并不是用含气量表示，而是规定浆体内不同气泡的体积与气泡系的比表面积，例如丹麦具有100年设计寿命的某跨海桥隧工程规定：（1）浆体内的粗气泡（指混凝土浇注振捣过程中裹入的气泡）含量不超过7％；（2）引气发生的气泡（定义为弦长小于0.36mm的气泡）应在浆体的8％～20％之间；（3）气泡系的比表面积应大于25mm-1国外的多数标准一般规定含气量并附加提出气泡间距系数的要求。混凝土中掺入引气剂后，在混凝土内形成大量封闭的、直径在µm数量级的均布微细球形气泡，可以切断连通的毛细孔，能缓冲混凝土中的水冻结或化学腐蚀而产生的膨胀压力。气泡间距系数是混凝土引气后形成的各个气泡边缘之间的距离平均值，反映气泡数量。美国标准规定，抗冻混凝土的气泡间距系数不得小于200µm，德国则为250µm。

现场混凝土的含气量受混凝土输送、振捣和施工环境条件等影响，国内外的经验都表面：为了保证引气质量，必须要从现场混凝土取样测试而不能单纯依靠试验室内制作的试件。要同时有新拌混凝土的含气量测试和硬化混凝土的含气量、比表面积和气泡间距系数等的测定。国内对新拌混凝土采取每车预拌混凝土到现场后就取一个试样，然后等混凝土浇注就位刮平后再立即从表层混凝土中取样（每10车一个）；硬化混凝土从顶面取芯样，如果连续测试满足要求，可以免除继续对硬化混凝土的测试。

泵送混凝土尽管坍落度很大，但浇注和振捣方式同样对混凝土质量有很大影响。目前我国施工现场由于管理水平和工人技术水平的，往往不重视泵送混凝土浇注和振捣要求，比较常见的是施工操作人员从混凝土下料口周围拖着振捣棒驱动混凝土拌合料移向远处而不是及时移动下料口，这样会严重影响混凝土的匀质性，并造成不同部位混凝土再收缩等性能上的巨大差异。

混凝土温度控制的原则是：（1）升温不要太早合太高；（2）降温不要太快；（3）混凝土中心和表面之间、新老混凝土之间以及混凝土表面和气温之间的温差不要太大。温度控制的方法和制度要根据气温（季节）、混凝土内部温度、构件尺寸、约束情况、混凝土配合比等具体条件来确定，不能不管条件采取千篇一律的方式和方法。再气温很高的夏季，如果对混凝土的温升不加控制，即使掺用了矿物掺和料，温升也会很高，而且到达温峰的时间很快，这时就不宜在浇注后的升温阶段采取保温措施来减小温差，而应该遏制温度的上升，比如对模板进行预冷，并在浇注过程中不断冷却模板。

混凝土的入模温度宜根据气温调整。降低入模温度对控制混凝土的裂缝非常重要。同样的混凝土，入模温度高的，其温升值要比入模温度低的大许多。在气温很高时更应采取措施设法降低混凝土的入模温度。但是如果入模温度降低的太多，则接触气温的表面比内部硬化的快，等到内部升温而膨胀时，表面产生拉应力容易开裂。因此冬天用热混凝土比夏天用冷混凝土有利。夏季在降低入模温度的同时，还要冷却模板并注意使混凝土表面避免日晒。

混凝土养护包括温度和湿度两个方面，养护不仅是浇水，还要控制混凝土的温度便哈。在湿养护的同时，应该保证混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度之间不出现过大的差异，采取保温和散热的综合措施，防止温降和温差过大。对于较大厚度的构件，哟于水化热会使温度持续升高，如果气温不是过低，则在浇注后的初始几个小时内宜散热（但仍要保湿，如用薄膜覆盖），在炎热气候下有塑料薄膜覆盖时可在其外适当喷洒凉水。当混凝土表面已经结硬或处以降温阶段，则要保温覆盖以降低降温速率，使混凝土表面与内部和大气的温差不至于过大。水胶比低的混凝土，浇注一结束就要保持混凝土中水分不受损失，对水平构件应立即用塑料薄膜紧密覆盖表面，对垂直构件要立即封闭顶面并在混凝土达到一定强度时候及早松开模板，从顶面注水养护。

一般情况下，结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃（构件截面较为复杂时，温差大于15℃）时，混凝土内部就会产生较大的温差应力，且有可能超过混凝土的抗拉强度，导致混凝土开裂。若没有确凿的工艺试验证据，当上述温差不能满足要求时，最好不要拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。

长期以来，混凝土的质量常以28d强度作为主要衡量指标，并在工程界逐渐形成了单纯追求强度的倾向，以为加大水泥用量和采用早强水泥总能有利于质量，这些都对混凝土结构的耐久性带来极为不利的影响。对于现代混凝土来所，提高强度比较容易，而耐久性则急待改善。混凝土的早期强度越高，混凝土早期开裂的可能性就越大，不利于混凝土的耐久性能。掺加矿物掺和料后，混凝土的早期强度增长速度有所放慢，对保证混凝土的耐久性能有利。所以，最后按56d龄期作为混凝土标准强度的验收龄期。但是从现有混凝土的评定体系及施工管理方面看，全部按56d龄期要求还不现实，故规定预应力混凝土、喷射混凝土、蒸汽养护混凝土的抗压强度的标准条件养护试件的试验龄期为28d，其它混凝土的抗压标准养护试件的试验龄期为56d。这对混凝土结构的耐久性、施工单位组织管理都是有利的。

南水北调工程投资大、路线长、单项工程多，其中有用混凝土面板砌筑的渠道、桥梁、涵洞、管道、倒虹吸、渡槽等。工程结构复杂，形式多样，裸露面积大，易受外界不良环境的侵蚀，所以混凝土面板和各种混凝土建筑物都必须具有耐久性。

混凝土耐久性是指混凝土在满足设计要求的情况下，抵御环境界质的作用，经长年使用而不毁坏的性能。如耐久性不足，就会造成结构不同程度的损坏，一旦损坏，修复工作投入的人力、物力往往很大。因此提高混凝土的耐久性，对延长混凝土建筑物的使用年限、节约国家投资，具有重要的现实意义和长远意义。

造成混凝土损坏和破坏的原因有外部环境条件、混凝土内部缺陷及混凝土组成材料。外部环境条件如风雨、日晒、寒暑、干湿等气象作用，极端温度的作用，磨蚀，化学介质的侵蚀等；内部缺陷如混凝土的渗透、碱骨料反应等；组成材料如骨料和水泥石热性能不同引起的体积变化等。外部环境是客观存在的，几乎无法改变，因此提高混凝土的耐久性必须从减少混凝土内部缺陷和改善其组成材料着手，以改善混凝土性能，提高混凝土质量，减少或降低混凝土内部缺陷，延长混凝土建筑物的使用年限。

1．提高混凝土的抗渗性

混凝土的耐久性与抗渗性有直接的关系。混凝土的渗透，在很大程度上决定了混凝土易受外界不利因素的侵蚀。因此，为了提高混凝土的耐久性，必须首先提高混凝土的抗渗性。

1．1降低水灰比

混凝土由水泥、粗细骨料和水拌制而成。根据水泥完全水化的原理，需水量只有水泥重量的25％左右，但在拌制混凝土时，为了获得必要的流动性，满足施工要求。常用较多的水，即较大的水灰比W／C。当混凝土硬化后，多余的水就被蒸发掉，形成毛细孔，用水量越大，水泥水化后留下的毛细孔越多，渗透系数也越大。如：水灰比从0．4增加至0．7，渗透系数增加100倍，甚至更多；从0．65降至0．55，渗透系数降到原来的1／3。另外，新拌制的混凝土由于用水量的增大和其他原因，和易性不好，也容易产生离析、泌水、上浮的水停留在石子或水平钢筋的下面或绕过石子、钢筋上升，形成连通孔道，水分蒸发后形成空隙，一方面影响了骨料与水泥浆体、钢筋与混凝土的粘结力，降低了混凝土的密实度和强度，另一方面，这些连通孔道也成为外界液体、有害气体侵入混凝土内部的捷径。所以在拌制混凝土时，在满足技术和施工要求的情况下，应尽量降低水灰比，减少用水量，增加密实度，以提高混凝土的抗渗性。

1．2掺外加剂

掺用外加剂是改善混凝土性能的最好方法。一是掺引气型的减水剂。引气型的减水剂一方面使混凝土内部产生均匀、稳定、互不相通的微小气泡，阻止液体渗透；另一方面也可大大减少混凝土的用水量，提高了混凝土的密实度。目前在各大工程中使用较广泛的DHG引气型高效减水剂就属于此性能外加剂。使用该外加剂，掺量为0．7％。引气量达3％～5％，减水率在20％以上。且混凝土和易性好，抗渗能力提高一倍以上。二是掺用抗渗剂。抗渗剂在混凝土内形成胶体络合物，填充、堵塞了混凝土内部的毛细孔缝，从而提高混凝土的密实度。三是掺膨胀剂。通过掺膨胀剂发生化学反应，使混凝土产生膨胀，在外力的约束下，增加混凝土的密实度。

1．3选择合适的材料

水泥标号一般不低于425#；细骨料要求选用颗粒均匀、圆滑、质地坚硬的河砂中平均粒径为0．4mm左右的中砂，含泥量小于3％，并含适量的粉砂；选择粗骨料最大粒径要合理，除大体积外，一般情况下5～30mm为宜，最大粒径不超过40mm，含泥量不超过1％，要求组织细密，颗粒整齐，质地坚硬。另外级配要优良，以改善混凝土的和易性。

1．4加强养护

如早期养护不好，水泥得不到正常水化，会降低混凝土的密实度，继而影响抗渗性。所以一定要加强混凝土的早期湿润养护，养护时间不得少于14d。

1．5防止裂缝

混凝土建筑物中常见的裂缝有：收缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝等。防止收缩裂缝、沉降裂缝除以上提到的4项外，还要注意混凝土搅拌时间要适当，浇筑时下料不要太快，防止堆积，振捣要密实，但避免过振，一般振捣时间为10～15s／次，混凝土初凝前要抹平、压光，压光后要及时用湿草帘苫盖或喷涂养护剂养护，夏天气温高，风速大，环境干燥，要及时喷水养护。

防止温度裂缝的措施一是施工时首先要考虑矿渣水泥、粉煤灰水泥；对于大体积混凝土要用中热或低热水泥；同时在保证强度指标的情况下加入一定量的活性掺合料，如粉煤灰、矿渣微粉等，在一定范围内，活性掺合料对水泥的代用量越大，降低}昆凝土温升的效果越好。另外可充分利用混凝土的后期强度，减少水泥用量，降低温度应力。再就是在大体积混凝土里加入缓凝高效减水剂、引气型减水剂，以改善其和易性、流动性、黏聚性和保水性。通过减水缓凝和分散作用，可降低用水量，提高混凝土的密实度和强度，同时降低水化热，推迟温峰出现的时间。

2．提高混凝土的抗冻性

提高混凝土的抗冻性就是提高混凝土在水饱和状态下承受反复冻融的能力。被饱和的混凝土，遭受冻融作用时，其中的可冻水变成冰，体积增大9％。冰在毛细孔中受到约束，就会产生巨大的膨胀压力，使混凝土内部结构疏松，冰融化后结构再不能恢复，使混凝土遭到破坏。

目前提高混凝土抗冻性的首选方法就是在混凝土里掺入混凝土高效减水剂或引气剂。掺高效减水剂可以降低水灰比，减少可冻冰的用水量，这样可以减少因水冻成冰产生的膨胀压力；引气剂能容纳因混凝土内的水冻成冰而产生的巨大膨胀压力。

3．防止钢筋锈蚀

钢筋锈蚀，会使混凝土体积膨胀，产生的膨胀力会使混凝土裂缝、起鼓、剥落，缩短混凝土的使用寿命，直至破坏结构。

钢筋锈蚀的原因有两个方面：一是钢筋保护层碳化，其碳化的原因是混凝土不密实。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化纳，故显碱性，PH值大于12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或含二氧化碳环境中时，由于二氧化碳的侵入。混凝土中的氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙等物质，混凝土碱性逐渐降低，甚至消失，发生碳化。当混凝土的PH值小于12时，钢筋的钝化膜处于不稳定状态，当PH值小于1O时，钢筋的锈蚀开始进行。二是氯离子的含量。据有关资料介绍，即便是PH值较高的溶液(如PH值为13)只要有4—6mg／L的氯离子的含量，就可以破坏钢筋的钝化膜，导致钢筋生锈。

为防止钢筋锈蚀，必须防止混凝土的碳化或减慢碳化速度。混凝土碳化由混凝土抗渗性能不足引起，因此提高混凝土抗渗性所采取的措施对防止混凝土的碳化也同样适用；除此以外，还可选择水化后产生氢氧化钙较多的水泥，这样也可以放慢碳化速度。各种水泥混凝土的碳化速度参见上表。

防止氯离子进入的措施有：配置混凝土时不使用含氯离子的材料或外加剂；提高混凝土的密实度，防止氯离子

侵入混凝土内部等。

4、抑制碱骨料反应

水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅发生化学反应使混凝土产生不均匀膨胀，出现起鼓、裂缝等不良现象，称为碱骨料反应。目前已确定含有活性氧化硅矿物质的骨料有蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英、酸性或中性玻璃体的阴晶质火山岩如流纹岩、安山岩及凝灰岩等。其中蛋白石质的二氧化硅活性最大。

碱骨料反应的充分条件是水分、水泥的碱性物质含量大于0．6％、活性骨料同时存在，并且进行很慢。但由此引起的破坏相当严重，无法修复，所以必须防止。

为防止碱骨料反应，可采取如下措施：① 选择非活性骨料；② 采用含碱量低于0．6％的水泥；③ 降低水灰比，提高混凝土的密实度，防止水分的侵入；④在混凝土里加入引气剂以便为碱骨料反应产物的生成，建立缓冲的孔隙体积，降低膨胀压力；⑤据有关试验，掺活性氧化硅的细粉也能防止碱骨料反应的生成；⑥ 在满足强度和施工要求的情况下，尽量降低单方混凝土的水泥用量。

5．控制硬化混凝土体积的稳定性