混凝土結構的耐久性，是指混凝土結構在外部環境和自身內部因素作用下，在設計使用期內保持其安全、正常使用和整體外觀要求的能力。它是鋼筋混凝土可靠性（安全性、適用性、耐久性）中目前研究最少的一個環節。混凝土的耐久性主要指抗凍性，抗滲性，抗碳化，抗裂縫，堿集料反應等。不同的礦物細摻料對混凝土耐久性有不同的影響，下面主要介紹粉煤灰、石灰石粉、礦渣粉對混凝土耐久性的影響。 1. 粉煤灰 1.1 粉煤灰的概念 粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收集下來的細灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢物，是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。其主要的氧化物組成為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。如果能將其用于混凝土中，不僅能減少對環境的污染，還能改善混凝土的性能，一舉兩得。 1.2 粉煤灰改善混凝土耐久性的作用機理 1.2.1 抗凍性 混凝土的抗凍性是指混凝土在低溫寒冷環境中使用，長期經受凍融循環作用，能保持其強度、正常使用和外觀要求的能力。它是混凝土耐久性指標之一。如果在混凝土中摻入適量的粉煤灰來代替等量的水泥則可以有效地提高混凝土的抗凍性，從而達到提高混凝土的耐久性。主要的作用機理表現在以下方面：（1）活性效應固定了氫氧化鈣，使之不致于因浸析而擴大冰凍劣化所產生的孔隙；（2）形態效應減少用水量，從而減少孔隙和毛細孔；（3）填充效能細化孔隙，減少混凝土中的空氣和水分，從而較好地改善混凝土的抗凍性。 1.2.2 抗滲性 混凝土的抗滲性是指在水環境中使用，混凝土材料自身抵抗壓力水滲透其中的能力。粉煤灰的火山灰效應會產生水化硅酸鈣，它填充于混凝土中的毛細孔隙，改善了混凝土的孔結構，提高了密實度，阻塞滲透通道，增強混凝土的抗滲能力。 1.2.3 堿集料反應 混凝土的堿集料反應分為堿-硅酸反應和堿-碳酸反應兩種，它被稱作‘混凝土癌癥’。主要是指混凝土中的堿活性物質與孔隙溶液中的鈉、鉀離子反應，生成堿-硅凝膠，其在吸水后膨脹，產生壓力，壓力過大后致使混凝土開裂。而在混凝土中摻入粉煤灰后能降低混凝土的堿性，從而抑制堿集料反應。 2. 石灰石粉 2.1 石灰石粉的概念 石灰石粉是指在生產粗骨料和砂的過程中，產生的一種粉末，以CaC03為主要成分。大量的石粉如不加以利用，不但浪費了資源，而且污染環境。若摻入混凝土中，則可以改善其耐久性。 2.2 石灰石粉改善混凝土耐久性的作用機理 2.2.1 抗凍性和抗滲性 石灰石粉的活性效應指兩個方面內容：石灰石粉中的CaC03與鋁鹽反應和石灰石粉中的CaC03與水泥水化反應的產物Ca(OH)2反應。石灰石粉的摻入，使得硫鋁酸鹽的生成減慢，而碳鋁酸鹽的生成更快了，因為碳鋁酸鹽更加穩定。生成的水化碳鋁酸鹽與其它水化產物相互聯接，混凝土的密實度提高了，孔隙細化了，從而提高了混凝土的抗凍性和抗滲性，改善其耐久性。 2.2.2 抗碳化 混凝土碳化是指空氣中CO2通過裂縫滲透到混凝土中，與堿性物質發生化學反應后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程。當石灰石粉的摻入量很小時，由于CaC03與Ca(OH)2會發生反應，反而會加速混凝土的碳化。但是當石灰石粉的摻入量在30%時，比表面積增大，混凝土強度增加，結構更加密實，碳化深度就小了，從而提高了混凝土的抗碳化能力。 3. 礦渣粉 3.1 礦渣粉的概念 礦渣粉是高爐煉鐵的爐渣的簡稱，在高爐煉鐵過程中，生成了以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，從排渣口排出，經過空氣和水急冷處理，形成的粒狀顆粒物，再經干燥、粉磨，達到相當細度且符合相當活性指數的粉體，是一種混凝土摻合料。 3.2 礦渣粉改善混凝土耐久性的作用機理 3.2.1 抗滲性 礦渣粉的主要成分有SiO2和Al2O3，它們有較好的活性，能與水泥水化產物Ca(OH)2發生反應，生成水化硅酸鹽產物，填充于混凝土的孔隙中，大幅度地提高混凝土的密實度，優化孔細結構，減小孔隙尺寸，使混凝土形成了密實填充結構，從而達到改善混凝土的抗滲透能力。 3.2.2 抗裂縫 混凝土的水泥水化反應會產生大量的水化熱，而混凝土的表面和內部的熱量散發快慢不同，形成較大的溫差，導致混凝土因不均勻溫差產生拉應力，當拉應力超過抗拉強度時就會產生裂縫。當加入礦渣粉后，其可以降低漿體的水化熱，從而減小溫差，達到抵抗裂縫出現效果。 4. 結論 粉煤灰、石灰石粉、礦渣粉等作為活性混合料摻入到混凝土中，可以有效增加混凝土 密實度，改善孔結構和水化產物性質，從而顯著改善混凝土的耐久性。同時，要控制好摻入量，以便更好地發揮其作用。在今后的工程實際中，它們將會得到更加廣泛的應用。 參考文獻： [1]錢覺時,粉煤灰特性與粉煤灰混凝土[M].北京:科學出版社,2002． [2]涂成厚,石灰石粉的應用，國外建材科技，1999年12月，第20卷，第4期. [3]陳劍雄，崔洪濤等．摻入超細石灰石粉的混凝土性能研究【J】．施工技術，2004， 4(33)：39-41． [4]李景民,試論粉煤灰混凝土的耐久性[期刊論文]-科技情報開發與經濟 2002(01). [5]王邊,高建明,朱亞菲,周典生,須熙元;礦渣微粉對混凝土強度和耐久性影響的試驗研究[J];混凝土與水泥制品;2001年05期