普通混凝土的技术性质
普通混凝土的技术性质
二、硬化混凝土的性能
（一）混凝土的强度
强度是硬化混凝土最重要的性质，混凝土的其他性能与强度均有密切关系，混凝土的强度也是配合比设计、施工控制和质量检验评定的主要技术指标。混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等。其中抗压强度值最大，也是最主要的强度指标。
1．混凝土的立方体抗压强度和强度等级。根据我国《普通混凝土力学性能试验方法》（GBJ81—85）规定，立方体试件的标准尺寸为150mm×150mm×150mm；标准养护条件为温度20±3℃，相对湿度90%以上；标准龄期为28天。在上述条件下测得的抗压强度值称为混凝土立方体抗压强度，以表示。其测试和计算方法详见试验部分。
根据 《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002），混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值确定，混凝土立方体抗压强度标准值系指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28天龄期用标准方法测得的具有95%保证率的抗压强度。钢筋混凝土结构用混凝土分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80共14个等级。根据《混凝土质量控制标准》（GB50164－1992）的规定，强度等级采用符号C和相应的标准值表示，普通混凝土划分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60共12个强度等级。如C30表示立方体抗压强度标准值为30MPa，亦即混凝土立方体抗压强度≥30MPa的概率要求95%以上。
混凝土强度等级的划分主要是为了方便设计、施工验收等。强度等级的选择主要根据建筑物的重要性、结构部位和荷载情况确定。一般可按下列原则初步选择：
（1）普通建筑物的垫层、基础、地坪及受力不大的结构或非永久性建筑选用C7.5～C15。
（2）普通建筑物的梁、板、柱、楼梯、屋架等钢筋混凝土结构选用C20～C30。
（3）高层建筑、大跨度结构、预应力混凝土及特种结构宜选用C30以上混凝土。
2．轴心抗压强度。轴心抗压强度也称为棱柱体抗压强度。由于实际结构物（如梁、柱）多为棱柱体构件，因此采用棱柱体试件强度更有实际意义。它是采用150mm×150mm×（300～450）mm的棱柱体试件，经标准养护到28天测试而得。同一材料的轴心抗压强度小于立方体强度，其比值大约为=0.7～0.8。这是因为抗压强度试验时，试件在上下两块钢压板的摩擦力约束下，侧向变形受到限制，即“环箍效应”其影响高度大约为试件边长的0.866倍，如图4-8。因此立方体试件整体受到环箍效应的限制，测得的强度相对较高。而棱柱体试件的中间区域未受到“环箍效应”的影响，属纯压区，测得的强度相对较低。当钢压板与试件之间涂上润滑剂后，摩擦阻力减小，环箍效应减弱，立方体抗压强度与棱柱体抗压强度趋于相等。图4-8 钢压板对试件的约束作用
3．抗拉强度。混凝土的抗拉强度很小，只有抗压强度的1/10～1/20，混凝土强度等级越高，其比值越小。为此，在钢筋混凝土结构设计中，一般不考虑承受拉力，而是通过配置钢筋，由钢筋来承担结构的拉力。但抗拉强度对混凝土的抗裂性具有重要作用，它是结构设计中裂逢宽度和裂缝间距计算控制的主要指标，也是抵抗由于收缩和温度变形而导致开裂的主要指标。
用轴向拉伸试验测定混凝土的抗拉强度，由于荷载不易对准轴线而产生偏拉，且夹具处由于应力集中常发生局部破坏，因此试验测试非常困难，测试值的准确度也较低，故国内外普遍采用劈裂法间接测定混凝土的抗拉强度，即劈裂抗拉强度。
劈拉试验的标准试件尺寸为边长150mm的立方体，在上下两相对面的中心线上施加均布线荷载，使试件内竖向平面上产生均布拉应力，如图4-9。图4-9 劈裂抗拉试验装置示意图
此拉应力可通过弹性理论计算得出，计算式如下： （4-8）式中：
——混凝土劈裂抗拉强度（MPa）；
P——破坏荷载（N）；
A——试件劈裂面积（mm2）。
劈拉法不但大大简化了试验过程，而且能较准确地反应混凝土的抗拉强度。试验研究表明，轴拉强度低于劈拉强度，两者的比值约为0.8～0.9。在无试验资料时，劈拉强度也可通过立方体抗压强度由下式估算： （4-9）
4．抗折强度。道路路面或机场道面用水泥混凝土通常以抗折强度为主要强度指标，抗压强度仅作为参考指标。根据我国《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTJ012—94）规定，不同交通量分级的水泥混凝土计算抗折强度如表4-14。道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的换算关系如表4-15。表4-14 路面水泥混凝土计算抗折强度交通量分级特重重中等轻混凝土计算抗折强度（MPa）5.05.04.54.0 表4-15 道路水泥混凝土抗折强度与抗压强度的关系抗折强度（MPa）4.04.55.05.5抗压强度（MPa）25.030.035.540.0
道路水泥混凝土的抗折强度标准试件尺寸为150mm×150mm×550mm的小梁，在标准条件下养护28天，按三分点加荷方式（如图4-10）测定抗折破坏荷载，根据下式计算抗折强度： （4-10）式中：
——破坏荷载（N）；
L——支座间距（mm）；
b、h——试件的宽度和高度（mm）。
如采用跨中单点加荷得到的抗折强度，应乘以折算系数0.85。图4-10 路面混凝土三分点抗折试验装置示意图
5．影响混凝土强度的主要因素。影响混凝土强度的因素很多，从内因来说主要有水泥强度、水灰比和骨料质量；从外因来说，则主要有施工条件、养护温度、湿度、龄期、试验条件和外加剂等等。分析影响混凝土强度各因素的目的，在于可根据工程实际情况，采取相应技术措施，提高混凝土的强度。
普通混凝土的技术性质（续）
（1）水泥强度和水灰比：混凝土的强度主要来自水泥石以及与骨料之间的粘结强度。水泥强度越高，则水泥石自身强度及与骨料的粘结强度就越高，混凝土强度也越高，试验证明，混凝土与水泥强度成正比关系。
水泥完全水化的理论需水量约为水泥重的23%左右，但实际拌制混凝土时，为获得良好的和易性，水灰比大约在0.40～0.65之间，多余水分蒸发后，在混凝土内部留下孔隙，且水灰比越大，留下的孔隙越大，使有效承压面积减少，混凝土强度也就越小。另一方而，多余水分在混凝土内的迁移过程中遇到粗骨料时，由于受到粗骨料的阻碍，水分往往在其底部积聚，形成水泡，极大地削弱砂浆与骨料的粘结强度，使混凝土强度下降。因此，在水泥强度和其他条件相同的情况下，水灰比越小，混凝土强度越高，水灰比越大，混凝土强度越低。但水灰比太小，混凝土过于干稠，使得不能保证振捣均匀密实，强度反而降低。试验证明，在相同的情况下，混凝土的强度（）与水灰比呈有规律的曲线关系，而与灰水比则成线性关系。如图4-11所示，通过大量试验资料的数理统计分析，建立了混凝土强度经验公式（又称鲍罗米公式）：
图4-11 混凝土强度与水灰比及灰水比的关系 （4-11）式中：
——混凝土的立方体抗压强度（MPa）：
——混凝土的灰水比；即1m3混凝土中水泥与水用量之比，其倒数即是水灰比；
——水泥的实际强度（MPa）；
、——与骨料种类有关的经验系数。
水泥的实际强度根据水泥胶砂强度试验方法测定。在进行混凝土配合比设计和实际施工中，需要事先确定水泥强度。当无条件时，可根据我国水泥生产标准及各地区实际情况，水泥实际强度以水泥强度等级乘以富余系数确定： （4-12）式中：
——水泥强度等级富余系数，一般取1.05～1.15。如水泥已存放一定时间，则取1.0；如存放时间超过3个月，或水泥已有结块现象， 可能小于1.0，必须通过试验实测。
——水泥强度等级。如42.5级， 取42.5MPa。
经验系数、可通过试验或本地区经验确定。根据所用骨料品种，JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》提供的参数为：
碎石：=0.46，=0.07
卵石：=0.48，=0.33
混凝土强度经验公式为配合比设计和质量控制带来极大便利。例如，当选定水泥强度等级（或强度）、水灰比和骨料种类时，可以推算混凝土28天强度值。又例如，根据设计要求的混凝土强度值，在原材料选定后，可以估算应采用的水灰比值。
[例4-2] 已知某混凝土用水泥强度为45.6MPa，水灰比0.50，碎石。试估算该混凝土28天强度值。
[解] 因为：W/C＝0.50 所以C/W＝1/0.5＝2
碎石：＝0.46，＝0.07
代入混凝土强度公式有：＝0.46×45.6（2－0.07）＝40.5（MPa）
答：估计该混凝土28天强度值为40.5MPa。
[例4-3] 已知某工程用混凝土采用强度等级为42.5的普通水泥（强度富余系数KC为1.10），卵石，要求配制强度为36.8MPa的混凝土。估算应采用的水灰比。
[解]＝1.10×42.5＝46.8（MPa）
卵石：＝0.48，＝0.33
代入混凝土强度公式有：36.8＝0.48×46.8×（C/W－0.33）
解得：C/W＝1.97， 所以：W/C＝0.51
答：配制该混凝土应采用的水灰比为0.51。
（2）骨料的品质：骨料中的有害物质含量高，则混凝土强度低，骨料自身强度不足，也可能降低混凝土强度。在配制高强混凝土时尤为突出。
骨料的颗粒形状和表面粗糙度对强度影响较为显著，如碎石表面较粗糙，多棱角，与水泥砂浆的机械啮合力（即粘结强度）提高，混凝土强度较高。相反，卵石表面光洁，强度也较低，这一点在混凝土强度公式中的骨料系数已有所反映。但若保持流动性相等，水泥用量相等时，由于卵石混凝土可比碎石混凝土适当少用部分水，即水灰比略小，此时，两者强度相差不大。砂的作用效果与粗骨料类似。
当粗骨料中针片状含量较高时，将降低混凝土强度，对抗折强度的影响更显著。所以在骨料选择时要尽量选用接近球状体的颗粒。
（3）施工条件：施工条件主要指搅拌和振捣成型。一般来说机械搅拌比人工搅拌均匀，因此强度也相对较高（如图4-12所示）；搅拌时间越长，混凝土强度越高，如图4-13。但考虑到能耗、施工进度等，一般要求控制在2～3min之间；投料方式对强度也有一定影响，如先投入粗骨料、水泥和适量水搅拌一定时间，再加入砂和其余水，能比一次全部投料搅拌提高强度10%左右。
一般情况下，采用机械振捣比人工振捣均匀密实，强度也略高。而且机械振捣允许采用更小的水灰比，获得更高的强度。此外，高频振捣，多频振捣和二次振捣工艺等，均有利于提高强度。图4-12 机械振动和手工捣实对混凝土强度的影响 图4-13 搅拌时间对混凝土强度的影响
（4）养护条件：混凝土浇筑成型后的养护温度、湿度是决定强度发展的主要外部因素。
养护环境温度高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展也快，早期强度高；反之亦然。但是，当养护温度超过40℃以上时，虽然能提高混凝土的早期强度，但28天以后的强度通常比20℃标准养护的低。若温度在冰点以下，不但水泥水化停止，而且有可能因冰冻导致混凝土结构疏松，强度严重降低，尤其是早期混凝土应特别加强防冻措施。
湿度通常指的是空气相对湿度。相对湿度低，空气干燥，混凝土中的水分挥发加快，致使混凝土缺水而停止水化，混凝土强度发展受阻。另一方面，混凝土在强度较低时失水过快，极易引起干缩，影响混凝土耐久性。因此，应特别加强混凝土早期的浇水养护，确保混凝土内部有足够的水分使水泥充分水化。根据有关规定和经验，在混凝土浇筑完毕后12h内应开始对混凝土加以覆盖或浇水，对硅酸盐水泥、普通水泥和矿渣水泥配制的混凝土浇水养护不得少于7天；对掺有缓凝剂、膨胀剂、大量掺合料或有防水抗渗要求的混凝土浇水养护不得少于14天。
（5）龄期：龄期是指混凝土在正常养护下所经历的时间。随养护龄期增长，水泥水化程度提高，凝胶体增多，自由水和孔隙率减少，密实度提高，混凝土强度也随之提高。最初的7天内强度增长较快，而后增幅减少，28天以后，强度增长更趋缓慢，但如果养护条件得当，则在数十年内仍将有所增长。
普通硅酸盐水泥配制的混凝土，在标准养护下，混凝土强度的发展大致与龄期（天）的对数成正比关系，因此可根据某一龄期的强度推定另一龄期的强度。特别是以早期强度推算28天龄期强度。如下式： （4-13）式中：
、分别为28天和第n天时的混凝土抗压强度。 必须n≥3天。当采用早强型普通硅酸盐水泥时，由3～7天强度推算28天强度会偏大。
在实际工程中，可根据温度、龄期对混凝土强度的影响曲线，从已知龄期的强度估计另一龄期的强度，如图4-14所示。图4-14 温度、龄期对混凝土强度的影响曲线
（6）外加剂：在混凝土中掺入减水剂，可在保证相同流动性前提下，减少用水量，降低水灰比，从而提高混凝土的强度。掺入早强剂，则可有效加速水泥水化速度，提高混凝土早期强度，但对28天强度不一定有利，后期强度还有可能下降。
（7）试验条件对测试结果的影响：试验条件是指试件的尺寸、形状、表面状态和加载速度等。
① 试件尺寸：大量的试验研究证明，试件的尺寸越小，测得的强度相对越高，这是由于大试件内存在孔隙、裂缝或局部缺陷的机率增大，使强度降低。因此，当采用非标准尺寸试件时，要乘以尺寸换算系数。根据JGJ55规定，100mm×100mm×100mm立方体试件换算成150mm立方体标准试件时，应乘以系数0.95；200mm×200mm×200mm的立方体试件的尺寸换算系数为1.05。
② 试件形状：主要指棱柱体和立方体试件之间的强度差异。由于“环箍效应”的影响，棱柱体强度较低，这在前面已有分析。
③ 表面状态：表面平整，则受力均匀，强度较高；而表面粗糙或凹凸不平，则受力不均匀，强度偏低。若试件表面涂润滑剂及其他油脂物质时，“环箍效应”减弱，强度较低。
④含水状态：混凝土含水率较高时，由于软化作用，强度较低；而混凝土干燥时，则强度较高。且混凝土强度等级越低，差异越大。
⑤加载速度：根据混凝土受压破坏理论，混凝土破坏是在变形达到极限值时发生的。当加载速度较快时，材料变形的增长落后于荷载的增加速度，故破坏时的强度值偏高；相反，当加载速度很慢，混凝土将产生徐变，使强度偏低。
综上所述，混凝土的试验条件，将在一定程度上影响混凝土强度测试结果，因此，试验时必须严格执行有关标准规定，熟练掌握试验操作技能。
6．提高混凝土强度的措施。根据上述影响混凝土强度的因素分析，提高混凝土强度可从以下几方面采取措施：
（1）采用高标号水泥。
（2）尽可能降低水灰比，或采用干硬性混凝土。
（3）采用优质砂石骨料，选择合理砂率。
（4）采用机械搅拌和机械振捣，确保搅拌均匀性和振捣密实性，加强施工管理。
（5）改善养护条件，保证一定的温度和湿度条件，必要时可采用湿热处理，提高早期强度。特别对掺混合材料的混凝土或用粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥配制的混凝土，湿热处理的增强效果更加显著，不仅能提高早期强度，后期强度也能提高。
（6）掺入减水剂或早强剂，提高混凝土的强度或早期强度。
（普通混凝土的技术性质（续）
1．混凝土的抗渗性
混凝土的抗渗性是指抵抗压力液体（水、油、溶液等）渗透作用的能力。抗渗性是决定混凝土耐久性最主要的技术指标。因为混凝土抗渗性好，即混凝土密实性高，外界腐蚀介质不易侵入混凝土内部，从而抗腐蚀性能就好。同样，水不易进入混凝土内部，冰冻破坏作用和风化作用就小。因此混凝土的抗渗性可以认为是混凝土耐久性指标的综合体现。对一般混凝土结构，特别是地下建筑、水池、水塔、水管、水坝、排污管渠、油罐以及港工、海工混凝土结构，更应保证混凝土具有足够的抗渗性能。
混凝土的抗渗性能用抗渗标号表示。抗渗标号是根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82—85）的规定，通过试验确定，分为P4、P6、P8、P10和P12共5个等级，分别表示混凝土能抵抗0.4、0.6、0.8、1.0和1.2MPa的水压力而不渗漏。
影响混凝土抗渗性的主要因素有：
（1）水灰比和水泥用量：水灰比和水泥用量是影响混凝土抗渗透性能的最主要指标。水灰比越大，多余水分蒸发后留下的毛细孔道就多，亦即孔隙率大，又多为连通孔隙，故混凝土抗渗性能越差。特别是当水灰比大于0.6时，抗渗性能急剧下降。因此，为了保证混凝土的耐久性，对水灰比必须加以限制。如某些工程从强度计算出发可以选用较大水灰比，但为了保证耐久性又必须选用较小水灰比，此时只能提高强度、服从耐久性要求。为保证混凝土耐久性，水泥用量的多少，在某种程度上可由水灰比表示。因为混凝土达到一定流动性的用水量基本一定，水泥用量少，亦即水灰比大。我国JGJ52—2000《普通混凝土配合比设计规程》对混凝土工程最大水灰比和最小水泥用量的限制条件见表4-18。
表4-18 混凝土的最大水灰比和最小水泥用量环境条件结构物类别最大水灰比最小水泥用量（kg/m3） 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土1.干燥环境正常的居住或办公用房屋内部件不作规定0.650.602002603002.潮湿环境无冻害高湿度的室内部件、室外部件、在非侵蚀性土和（或）水中的部位0.700.600.60225280300有冻害经受冻害的室外部件、在非侵蚀性土和（或）水中且经受冻害的部件、高湿度且经受冻害的室内部件0.550.550.552502803003.有冻害和除冰剂的潮湿环境经受冻害和除冰剂作用的室内和室外部件0.500.500.50300300300注：
1. 当用活性掺合料取代部分水泥时，表中的最大水灰比及最水泥用量即为替代前的水灰比和水泥用量。
2. 配制C15级及其以下等级的混凝土时，可不受本表的限制。
（2）骨料含泥量和级配。骨料含泥量高，则总表面积增大，混凝土达到同样流动性所需用水量增加，毛细孔道增多；另一方面，含泥量大的骨料界面粘结强度低，也将降低混凝土的抗渗性能。若骨料级配差，则骨料空隙率大，填满空隙所需水泥浆增大，同样导致毛细孔增加，影响抗渗性能。如水泥浆不能完全填满骨料空隙，则抗渗性能更差。
（3）施工质量和养护条件。搅拌均匀、振捣密实是混凝土抗渗性能的重要保证。适当的养护温度和浇水养护是保证混凝土抗渗性能的基本措施。如果振捣不密实留下蜂窝、空洞，抗渗性就严重下降，如果温度过低产生冻害或温度过高产生温度裂缝，抗渗性能严重降低。如果浇水养护不足，混凝土产生干缩裂缝，也严重降低混凝土抗渗性能。因此，要保证混凝土良好的抗渗性能，施工养护是一个极其重要的环节。
此外，水泥的品种、混凝土拌合物的保水性和粘聚性等，对混凝土抗渗性能也有显著影响。
提高混凝土抗渗性的措施，除了对上述相关因素加以严格控制和合理选择外，可通过掺入引气剂或引气减水剂提高抗渗性。其主要作用机理是引入微细闭气孔、阻断连通毛细孔道，同时降低用水量或水灰比。对长期处于潮湿和严寒环境中混凝土的含气量应分别不小于4.5%（Dmax=40mm）、5.5%（Dmax=25mm）、5.0%（Dmax=20mm）。
2．混凝土的抗冻性
混凝土的抗冻性是指混凝土在吸水饱和状态下、能经受多次冻融循环而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。
混凝土冻融破坏的机理，主要是内部毛细孔中的水结冰时产生9%左右的体积膨胀，在混凝土内部产生膨胀应力，当这种膨胀应力超过混凝土局部的抗拉强度时，就可能产生微细裂缝，在反复冻融作用下，混凝土内部的微细裂缝逐渐增多和扩大，最终导致混凝土强度下降，或混凝土表面（特别是棱角处）产生酥松剥落，直至完全破坏。
混凝土抗冻性以抗冻标号表示。抗冻标号的测定根据GBJ82—85的规定进行。将吸水饱和的混凝土试件在-15℃条件下冰冻4小时，再在20℃水中融化4小时作为一个循环，以抗压强度下降不超过25%，重量损失不超过5%时，混凝土所能承受的最大冻融循环次数来表示。混凝土的抗冻标号分为D10、D15、D25、D50、D100、D150、D200、D250和D300共9个标号，其中的数字表示混凝土能经受的最大冻融循环次数。如D200，即表示该混凝土能承受200次冻融循环，且强度损失小于25%，重量损失小于5%。
影响混凝土抗冻性的主要因素有：①水灰比或孔隙率。水灰比大，则孔隙率大，导致吸水率增大，冰冻破坏严重，抗冻性差。②孔隙特征。连通毛细孔易吸水饱和，冻害严重。若为封闭孔，则不易吸水，冻害就小。故加入引气剂能提高抗冻性。若为粗大孔洞，则混凝土一离开水面水就流失，冻害就小。故无砂大孔混凝土的抗冻性较好。③吸水饱和程度。若混凝土的孔隙非完全吸水饱和，冰冻过程产生的压力促使水分向孔隙处迁移，从而降低冰冻膨胀应力，对混凝土破坏作用就小。④混凝土的自身强度。在相同的冰冻破坏应力作用下，混凝土强度越高，冻害程度也就越低。此外还与降温速度和冰冻温度有关。
从上述分析可知，要提高混凝土抗冻性，关键是提高混凝土的密实性，即降低水灰比；加强施工养护，提高混凝土的强度和密实性，同时也可掺入引气剂等改善孔结构。
3．混凝土的抗碳化性能
（1）混凝土碳化机理。混凝土碳化是指混凝土内水化产物Ca（OH）2与空气中的CO2在一定湿度条件下发生化学反应，产生CaCO3和水的过程。反应式如下：Ca（OH）2+ CO2+H2O= CaCO3+2H2O
碳化使混凝土的碱度下降，故也称混凝土中性化。碳化过程是由表及里逐步向混凝土内部发展的，碳化深度大致与碳化时间的平方根成正比，可用下式表示： （4-15）式中：
L——碳化深度（mm）；
t——碳化时间（d）；
K ——碳化速度系数。
碳化速度系数与混凝土的原材料、孔隙率和孔隙构造、Dmax浓度、温度、湿度等条件有关。在外部条件（Dmax浓度、温度、湿度）一定的情况下，它反映混凝土的抗碳化能力强弱。
值越大，混凝土碳化速度越快，抗碳化能力越差。
（2）碳化对混凝土性能的影响。碳化作用对混凝土的负面影响主要有两方面，一是碳化作用使混凝土的收缩增大，导致混凝土表面产生拉应力，从而降低混凝土的抗拉强度和抗折强度，严重时直接导致混凝土开裂。由于开裂降低了混凝土的抗渗性能，使得Dmax和其他腐蚀介质更易进入混凝土内部，加速碳化作用，降低耐久性。二是碳化作用使混凝土的碱度降低，失去混凝土强碱环境对钢筋的保护作用，导致钢筋锈蚀膨胀，严重时，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂，直至剥落，进一步加速碳化和腐蚀，严重影响钢筋混凝土结构的力学性能和耐久性能。
碳化作用生成的CaCO3能填充混凝土中的孔隙，使密实度提高；另一方而，碳化作用释放出的水分有利于促进未水化水泥颗粒的进一步水化。因此，碳化作用能适当提高混凝土的抗压强度，但对混凝土结构工程而言，碳化作用造成的危害远远大于抗压强度的提高。
（3）影响混凝土碳化速度的主要因素。
① 混凝土的水灰比：前面已详细分析过，水灰比大小主要影响混凝土孔隙率和密实度。因此水灰比大，混凝土的碳化速度就快。这是影响混凝土碳化速度的最主要因素。
② 水泥品种和用量：普通水泥水化产物中Ca（OH）2含量高，碳化同样深度所消耗的Dmax量要求多，相当于碳化速度减慢。而矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥以及高掺量混合材配制的混凝土，Ca（OH）2含量低，故碳化速度相对较快。水泥用量大，碳化速度慢。
③ 施工养护：搅拌均匀、振捣成型密实、养护良好的混凝土碳化速度较慢。蒸汽养护的混凝土碳化速度相对较快。
④ 环境条件：空气中Dmax的浓度大，碳化速度加快。当空气相对湿度为50%～75%时，碳化速度最快。当相对湿度小于20%时，由于缺少水环境，碳化终止；当相对湿度达100%或水中混凝土，由于Dmax不易进入混凝土孔隙内，碳化也将停止。
（4）提高混凝土抗碳化性能的措施。从前述影响混凝土碳化速度的因素分析可知，提高混凝土抗碳化性能的关键是提高混凝土的密实性，降低孔隙率，阻止Dmax向混凝土内部渗透。绝对密实的混凝土碳化作用也就自然停止。因此提高混凝土碳化性能的主要措施为：尽可能降低混凝土的水灰比，提高密实度；加强施工养护，保证混凝土均匀密实，水泥水化充分；根据环境条件合理选择水泥品种；用减水剂、引气剂等外加剂降低水灰比或引入封密气孔改善孔结构；必要时还可以采用表面涂刷石灰水等加以保护。
4．混凝土的碱—骨料反应
碱—骨料反应是指混凝土内水泥中所含的碱（K2O和Na2O），与骨料中的活性SiO2发生化学反应，在骨料表面形成碱——硅酸凝胶，吸水后将产生3倍以上的体积膨胀，从而导致混凝土膨胀开裂而破坏。碱骨料反应引起的破坏，一般要经过若干年后才会发现，而一旦发生则很难修复，因此，对水泥中碱含量大于0.6%；骨料中含有活性SiO2且在潮湿环境或水中使用的混凝土工程，必须加以重视。大型水工结构、桥梁结构、高等级公路、飞机场跑道一般均要求对骨料进行碱活性试验或对水泥的碱含量加以限制。
5．混凝土的耐磨性。耐磨性是路面、机场跑道和桥梁混凝土的重要性能指标之一。作为高等级路面的水泥混凝土，必须具有较高的耐磨性能。桥墩、溢洪道面、管渠、河坝等均要求混凝土具有较好的抗冲涮耐磨性能。根据现行标准（JTJ053/T0527—94），混凝土的耐磨性采用150mm×150mm×150mm的立方体试块，标准养护至27天，在60℃条件下烘干恒重，然后在带有花轮磨头的混凝土磨耗试验机上，外加200N负荷磨削50转。按下式计算磨损量： （4-16）式中：
G——单位面积磨损量（kg/m2）；
m0——试件的原始重量（kg）；
m1——试件磨损后的重量（kg）。
6．提高混凝土耐久性的措施
虽然混凝土工程因所处环境和使用条件不同，要求有不同的耐久性，但就影响混凝土耐久性的因素来说，良好的混凝土密实度是关键，因此提高混凝土的耐久性可以从以下几方而进行：
（1） 控制混凝土最大水灰比和最小水泥用量。
（2） 合理选择水泥品种。
（3） 选用良好的骨料质量和级配。
（4） 加强施工质量控制。
（5） 采用适宜的外加剂。
（6） 掺入粉煤灰、矿粉、硅灰或沸石粉等活性混合材料。
7）掺硅灰或超细矿渣粉也是提高混凝土强度的有效措施。
[ 本帖最后由 福建建筑 于 2006-3-28 07:15 编辑 ]
