衡量混凝土結構的好壞，有兩個比較重要的指標，一個是混凝土的強度，一個是混凝土的耐久性。但是在實際的施工過程中，卻往往忽視了混凝土的耐久性的重要性。在各類建築工程材料中，混凝土是用途最廣泛，也是用量最大的。一旦混凝土的耐久性不好，那麼經過長時間的使用後，混凝土的結構會造成一定的損壞，也會形成巨大的維修成本。
膠凝材料常見種類
混凝土是指由膠凝材料將集料膠結成整體的工程複合材料的統稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料，砂、石作集料;與水(加或不加膠凝材料和摻合料)按一定比例配合，經攪拌、成型、養護而得的水泥混凝土，也稱普通混凝土，它廣泛應用於土木工程。混凝土材料是以“粗集料－細集料－膠凝材料－水”組成的複雜多相體系，所以混凝土的性質與這幾種成分是分不開的，其中膠凝材料是其中的一項重要物質，其常見的主要種類有石灰石粉、天然火山灰、粉煤灰、硅灰、礦渣及磷渣粉等，不同輔助膠凝材料在混凝土中的作用機理、特殊應用以及對混凝土性能的具體影響。
不同膠凝材料對混凝土耐久性的影響
水泥
(1)水泥強度。隨著城市化建設的水平越來越高，我們對混凝土的強度要求也越來越高，還實行了新的水泥標準，主要還是以提高C3S的含量作為重要指標。國內外的有關專家經過對實際的調查後得出，混凝土結構之所以產生開裂，而且數量逐年呈上升趨勢，一方面需要提高C3S的含量與細度。但是，這麼做雖然可以在早期能提高混凝土的強度，卻與混凝土的耐久性沒有產生多大的影響。我們之後所研發的所謂的“三高”水泥:高細度、高C3S含量、高強度，並沒有抑制住混凝土產生開裂的現象。我們所研發的“三高”水泥，在現代建築工程中，搭配上混凝土的低水膠比、高水泥用量，不僅不能延緩混凝土的收縮速度，還使得混凝土的抵抗開裂性能變差，其內部結構不良。久而久之，並不利於混凝土的耐久性能的提高。
(2)水泥含鹼量。通常，我們會從控制鹼骨料反應這一角度來提及對水泥含鹼量的要求。但是，我們在實踐過程中卻發現，活性骨料是否存在，鹼含量的多少首先就會影響混凝土的開裂程度，而並不是之前所指的鹼骨料反應。水泥中的含鹼量越少，混凝土的收縮變形也就越小，當達到一定的量後，水泥所具有的抗裂性也得到了顯著的增加。
砂、石集料
要保證混凝土的耐久性，一個比較重要的條件就是，選用質量合格的砂、石集料。之前，建築工程中比較重視的是骨料的強度高低與含泥量的多少，而忽略了砂、石集料的形狀與級配，其實對混凝土的耐久性會產生不小的影響。如果砂、石集料的級配等級比較高，那麼混凝土之間的孔隙率就會減小，混凝土的密實度會得到相應的提高，另外，混凝土的收縮方面也會減緩;如果砂、石集料的級配等級比較低，那麼混凝土之間的孔隙率就會加大，密實度降低，一些有害的物質就會滲透入混凝土中，導致混凝土的耐久性降低。
當砂、石集料的級配等級達到要求後，如果從影響混凝土強度的因素來進行考慮，那麼可以在要求的範圍內儘可能地選擇比較大的顆粒;如果從影響混凝土耐久性的因素來進行考慮，那麼就應該儘可能地選擇顆粒小一點的。
膠凝材料對混凝土耐久性產生的機理
對於混凝土耐久性的檢測中，一般選擇的試件達到28d齡期時，用標準試驗方法進行抗壓試驗，各組試驗的坍落度和抗壓強度試驗。通過以上的一些指標來確定膠凝材料對混凝土耐久性產生的影響，從而對膠凝材料在耐久性中的影響機理進行分析。
對於混凝土以水泥作為膠凝材料的，應該嚴格控制水泥的使用量，水泥用量應該在規範規定的最大使用量和最小使用量之間，不得超出這一範圍，否則會嚴重影響混凝土的凝固時間和強度等。控制水泥的最小用量是為了保證混凝土的密實性，控制水泥的最大用量是為了防止水泥的過量引起收縮和水化熱過大而產生裂縫。考慮到混凝土施工工作性的需要，水泥漿體積至少應占25%，若使混凝土性能達最佳均衡水泥漿體積宜佔35%。另外，水灰比過大，混凝土有孔隙，特別是毛細管空隙率增大會嚴重影響混凝土的耐久性;水灰比過小，拌和物過於幹稠，在一定的施工振搗密實，出現較多蜂窩、孔洞，也會影響其耐久性。
混入的膠凝材料在材料分析中發現，影響了混凝土的電阻率和電荷轉移效果。混凝土電阻率和鋼筋鈍化膜破壞後的電荷轉移電阻隨粉煤灰和礦渣的含量提高產生的規律是先提高後降低的趨勢，而測試中電容大小在一定程度上與鋼筋的鏽蝕面積成正相關，因此利用粉煤灰和礦渣取代部分水泥後，提高了混凝土的電阻率，並降低了鋼筋的鏽蝕面積和腐蝕速率，但粉煤灰和礦渣的含量均不宜過高。對於粉煤灰混凝土試件，粉煤灰的摻量不宜高於30%，而對於礦渣混凝土試件，礦渣含量為50%時試件的腐蝕速率最低。
除了以上因素，對於混凝土耐久性的影響還有其他一些方面，如砂率過大時，骨料的總表面積及空隙率都會增大;砂率過小時，會引起粘聚性和保水性不良。二者均會造成混凝土拌和物的流動性減小，密實度降低，從而降低了耐久性。膠凝材料使用必須考慮其與水泥的相容性以及不同品種間的匹配，膠凝材料的摻量應通過試驗來確定，否則會給混凝土帶來負作用，影響其耐久性。
外加劑在現代混凝土中的作用
傳統的木質素磺酸鹽類、萘磺酸縮合物及脂肪族類減水劑，由於其固有分子結構的侷限性，分散能力有限，減水率較低，即使提高摻量也難以滿足複雜組分、低水膠比條件下現代混凝土高流動性和流動性保持的要求。聚羧酸外加劑具有靈活的分子結構，可設計性強，通過針對性的分子構築，實現高性能化與功能化，滿足現代混凝土不同的性能需求，從而提高工程質量。
複雜組分的高效分散
常規的聚羧酸外加劑針對水泥特性進行分子設計，其在水泥顆粒表面具有較強的吸附作用，但對於礦物摻合料卻吸附量較低，因而難以實現現代混凝土大摻量工業廢渣體系的高效分散。脫硫石膏作為水泥調凝劑的大量使用，導致水泥水化漿體溶液中SO42-含量高，其與聚羧酸分子在水泥/水界面存在嚴重的競爭吸附作用，優先於聚羧酸分子吸附到水泥顆粒表面，同時，高濃度SO42-導致溶液中聚羧酸分子的構象由自由伸展型向捲曲線團型變化，吸附基團被包埋，從而導致聚羧酸的吸附量降低，劣化了聚羧酸外加劑的分散性能。低品位砂石集料中殘留的粘土與聚羧酸分子的聚醚（聚氧乙烯結構）側鏈具有較強的氫鍵吸附作用，大量吸附聚羧酸外加劑，使得用於膠凝材料分散的聚羧酸大幅減少。這些因素均導致複雜組分的現代混凝土初始流動性降低，工作性差。
高效分散保持
嚴酷、複雜環境條件下的施工對現代混凝土的流動性保持提出了更高的要求。如長距離運輸、高溫環境施工要求混凝土流動性保持時間長達4h~5h，核電工程施工要求混凝土從初始至90min期間，坍落度均控制在120mm±20mm；低膠材、低砂率、高摻量磨細石英砂的高強預應力（PHC）管樁為了實現自動布料，要求混凝土坍落度1h控制在180mm±20mm。採用復配緩凝組分的傳統方法，不僅增大混凝土泌水和乾燥收縮，降低早期強度，而且保坍效果不明顯，無法滿足工程需求。
研究表明，聚羧酸外加劑對混凝土的分散保持性漿體溶液中殘留聚羧酸外加劑的濃度呈正相關。聚羧酸分子主鏈中吸附基團越少、且吸附在水泥/水界面的分子側鏈越長、在鹼性環境下主/側鏈橋接鍵越穩定、水泥水化掩埋外加劑越少、提供的空間位阻作用越強，則分散保持性能越好。所以在聚羧酸分子中引入高穩定型長聚醚側鏈，減少水化掩埋，提供持續高效的空間位阻作用。
減少收縮，提高耐久性
根據Laplace方程，當水泥石中孔隙液的表面張力因此在蒸發或者是消耗相同水分的條件下，使引起水泥石收縮的宏觀應力下降，從而減小收縮。在混凝土中摻加減縮劑可以降低毛細孔或凝膠孔中液相的表面張力，從而降低毛細管負壓，是抑制混凝土殼體、薄壁結構等大面積暴露結構的收縮開裂的重要技術措施。傳統小分子減縮劑，存在分子量低易揮發、摻量高且降低後期強度、成本高等缺點。針對存在的問題，利用分子裁剪技術將具有減縮功能和提供空間位阻效應的烷基聚醚接枝到聚羧酸外加劑分子主鏈中，開發了減縮型聚羧酸減水劑，由此實現了減縮與減水分散的統一。
結束語
本文通過對影響混凝土耐久性的外加劑的分析，提出了一些具體的措施，相信通過多方面的努力與配合，混凝土的耐久性會得到很大的提高，從而進一步地延長混凝土的使用年限。
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