混凝土除应具有设计要求的强度，以保证其能安全承受设计荷载外，还应经久耐用，以适应周围环境及使用条件。耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长久保持其良好使用性能的能力。

1.评价混凝土耐久性的常用指标

(1)抗渗性。混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗压力液体(水、油和溶液等)渗透作用的能力。它是决定混凝土耐久性最主要的因素，因为外界环境中的侵蚀性介质只有通过渗透才能进入混凝土内部产生破坏作用。

混凝土在压力液体作用下产生渗透的主要原因，是其内部存在连通的渗水孔道。这些孔道来源于水泥浆中多余水分蒸发留下的毛细管道、混凝土浇筑过程中泌水产生的通道、混凝土拌合物振捣不密实、混凝土干缩和热胀产生的裂缝等。由此可见，提高混凝土抗渗性的关键是提高混凝土的密实度或改变混凝土孔隙特征。在受压力液体作用的工程，如地下建筑、水池、水塔、压力水管、水坝、油罐以及港工、海工等，必须要求混凝土具有一定的抗渗性能。

提高混凝土抗渗性的主要措施有降低水胶比，以减少泌水和毛细孔；掺入引气型外加剂，将开口孔转变成闭口孔，割断渗水通道；减小集料最大粒径，集料干净、级配良好；加强振捣，充分养护等。

工程上用抗渗等级来表示混凝土的抗渗性。测定混凝土抗渗等级采用顶面直径为175mm、底面直径为185mm、高度为150mm的圆台体标准试件。在规定的试验条件下，以6个试件中4个试件未出现渗水时的最大水压力来表示混凝土的抗渗等级，试验时加水压至6个试件中有3个试件端面渗水时为止。

混凝土抗渗等级分为P4、P6、P8、P10和P12五级，相应表示混凝土能抵抗0.4 MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa和1.2MPa的水压不渗漏。

(2)抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下，经受多次冻融循环作用，强度不严重降低，外观能保持完整的性能。

水结冰时体积膨胀约9%，如果混凝土毛细孔充水程度超过某一临界值(91.7%)则结冰，产生很大的压力。此压力的大小取决于毛细孔的充水程度、冻结速度及尚未结冰的水向周围能容纳水的孔隙流动的阻力(包括凝胶体的渗透性及水通路的长短)。除了水的冻结膨胀引起的压力之外，当毛细孔水结冰时，凝胶孔水处于过冷的状态，过冷水的蒸汽压比同温度下冰的蒸汽压高，将发生凝胶水向毛细孔中冰的界面迁移渗透，并产生渗透压力。因此，混凝土受冻融破坏的原因是其内部的孔隙和毛细孔中的水结冰产生体积膨胀和过冷水迁移产生压力。当两种压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土发生微细裂缝。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，导致混凝土强度降低甚至破坏。

以上是混凝土在纯水中的抗冻性，对于道路工程还存在盐冻破坏问题。为防止冰雪冻滑影响行驶和引发交通事故，常常在冰雪路面撒除冰盐(NaCl、CaCl2等)，以降低水的冰点，达到自动融化冰雪的目的。但除冰盐会使混凝土的饱水程度、膨胀压力、渗透压力提高，加大冰冻的破坏力；并且，在干燥时，盐会在孔中结晶，产生结晶压力。以上两个方面的共同作用，使混凝土路面剥蚀，并且氯离子能渗透到混凝土内部，引起钢筋锈蚀。

因此，盐冻比纯水结冰的破坏力大。盐冻破坏已成为北美、北欧等地区混凝土路桥破坏的最主要原因之一。

混凝土的抗冻性与混凝土的密实度、孔隙充水程度、孔隙特征、孔隙间距、冰冻速度及反复冻融的次数等有关。提高混凝土抗冻性的主要措施有:降低水胶比，加强振捣，提高混凝土的密实度；掺入引气型外加剂，将开口孔转变成闭口孔，使水不易进入孔隙内部，同时细小闭口孔可减缓冰胀压力；保持集料干净和级配良好；充分养护。

混凝土的抗冻性用抗冻等级Fn来表示，分为F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300九个等级，其中数字表示混凝土能承受的最大冻融循环次数。混凝土抗冻等级的测定有两种方法:一是慢冻法，以标准养护28d龄期的立方体试件，在水饱和后，于－15℃~＋20℃情况下进行冻融，最后以抗压强度下降不超过25%、质量损失率不超过5%时，混凝土所能承受的最大冻融循环次数来表示。二是快冻法，采用100 mm×100mm×400mm的棱柱体试件，以混凝土快速冻融循环后，相对动弹性模量不小于60%、质量损失率不超过5%时的最大冻融循环次数表示。

(3)抗侵蚀性。当混凝土所处的环境水有侵蚀时，混凝土有抗侵蚀性的要求，混凝土的抗侵蚀性取决于水泥品种及混凝土的密实度。密实度越高、连通孔隙越少，外界的侵蚀性介质越不易侵入，故混凝土的抗侵蚀性好。提高密实度主要从提高混凝土抗渗性的措施着手。

(4)碳化。碳化是指空气中的CO2渗透到混凝土中，与混凝土内的Ca(OH)2发生化学反应，生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程，也称为混凝土中性化。

混凝土的碳化弊多利少。由于中性化，混凝土中的钢筋因失去碱性保护而锈蚀，并引起混凝土顺筋开裂；碳化收缩会引起微细裂纹，使混凝土强度降低。但是碳化时生成的碳酸钙填充在水泥石的孔隙中，使混凝土的密实度和抗压强度提高，对防止有害杂质的侵入有一定的缓冲作用。

影响混凝土碳化的因素有:

1)环境湿度。当环境的相对湿度在50%~75%时，混凝土碳化速度最快；当相对湿度小于25%或达到100%时，碳化停止。

2)水胶比。水胶比越小，混凝土越密实，二氧化碳和水不易渗入，碳化速度慢。

3)环境中二氧化碳的浓度。二氧化碳浓度越大，混凝土碳化作用越快。

4)水泥品种。普通水泥、硅酸盐水泥水化产物碱度高，其抗碳化能力优于矿渣水泥、火山灰质水泥和粉煤灰水泥，且水泥随混合材料掺入量的增多而碳化速度加快。

5)外加剂。混凝土中掺入减水剂、引气剂或引气型减水剂时，由于可降低水胶比或引入封闭小气泡，可使混凝土碳化速度明显减慢。

提高混凝土密实度(如降低水胶比，采用减水剂，保证集料级配良好，加强振捣和养护等)是提高混凝土碳化能力的根本措施。(www.daowen.com)

(5)碱-集料反应。碱-集料反应是水泥中的碱性氧化物(Na2O和K2O)与集料中的活性二氧化硅(SiO2)发生化学反应，生成碱-硅酸凝胶，这种凝胶吸水后会产生很大的体积膨胀(体积增大可达3倍以上)，从而导致混凝土产生膨胀开裂。

碱-集料反应必须同时具备以下三个条件:

1)混凝土中含有过量的碱(Na2O＋K2O)。混凝土中的碱主要来自水泥，也来自外加剂、掺合料、集料、拌合水等组分。水泥中的碱(Na2O＋0.658K2O)大于0.6%的水泥称为高碱水泥，我国许多水泥碱含量在1%左右。如果加上其他组分引入的碱，混凝土中的碱含量较高。

2)碱活性集料占集料总量的比例大于1%。碱活性集料包括含活性SiO2的集料、黏土质、白云石质石灰石和层状硅酸盐集料。

3)潮湿环境。碱-集料反应很慢，引起的破坏往往经过若干年后才会出现。一旦出现，破坏性很大，难以加固处理，应加强防范。

施工中可采取以下措施来预防碱-集料反应:

1)尽量采用非活性集料。

2)当确认为碱活性集料又非用不可时，则要严格控制混凝土中碱含量，如采用碱含量小于0.6%的水泥，降低水泥用量，选用含碱量低的外加剂等。

3)在水泥中掺入火山灰质混合材料(如粉煤灰、硅灰和矿渣等)。因为它们能吸收溶液中的钠离子和钾离子，使反应产物早期能均匀分布在混凝土中，不致集中于集料颗粒周围，从而减轻或消除膨胀破坏。

4)在混凝土中掺入引气剂或引气减水剂。它们可以产生许多分散的气泡，当发生碱-集料反应时，反应生成的胶体可渗入或被挤入这些气泡内，降低了膨胀破坏应力。

2.提高混凝土耐久性的措施

提高混凝土耐久性的措施主要有:

(1)选用合理的水泥品种。

(2)采用较小水胶比，并严格控制最大水胶比和最小水泥用量。

(3)选用杂质少、级配良好、粒径较大或适中的集料，针、片状颗粒含量少，坚固性好的集料，以及合理砂率。

(4)采用机械搅拌，机械振捣。

(5)充分养护。

(6)掺入减水剂或引气剂，以提高混凝土的密实度。

(7)掺加掺合料。

混凝土的最大水胶比和最小水泥用量见表4-20。

表4-20　混凝土的最大水胶比和最小水泥用量