混凝土耐久性探究

申請(qǐng)免費(fèi)試用、咨詢電話：400-8352-114

摘要：提高混凝土的耐久性對(duì)于當(dāng)前實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，更好地利用資源、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，都具有十分重要的意義。混凝土工程大多要求有很長(zhǎng)使用期限,因此必須研究混凝土在環(huán)境介質(zhì)的作用下,保持其使用性能的能力,也就是混凝土的耐久性問(wèn)題。 

關(guān)鍵詞：混凝土耐久性措施  abstract: to improve the durability of concrete for the current implementation of the strategy of sustainable development and better use of resources, saving energy and protecting the environment, have great significance. concrete works are mostly requires a long period of use, must be of concrete to maintain its performance in the role of environmental media, the durability of concrete.keywords: concrete; durability; measures  中圖分類號(hào) : tu377文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：    混凝土由于強(qiáng)度和耐久性較好，而且原料易得，造價(jià)較低，特別是能耗較低，因而在建筑施工中被廣泛使用。尤其是鋼筋混凝土系統(tǒng)結(jié)合了鋼筋的韌性和抗拉拔性能和混凝土的抗壓強(qiáng)度，因而在建筑領(lǐng)域被大規(guī)模應(yīng)用。近百年來(lái)，混凝土強(qiáng)度不斷的提高成為它主要的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)達(dá)國(guó)家越來(lái)越多的使用50mpa以上的高強(qiáng)混凝土。但是高強(qiáng)混凝土在強(qiáng)度不斷加大的情況下，也出現(xiàn)了一系列的問(wèn)題，比如它的耐久性問(wèn)題。因此，有些遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的專家考慮到某些工程的需要，在提出高強(qiáng)度的同時(shí)，也提出耐久性的要求。  一、混凝土耐久性含義  混凝土耐久性是指混凝土材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，抵抗因服役環(huán)境外部因素和材料內(nèi)部原因造成的侵蝕和破壞，而保持其原有性能不變的能力。耐久性是一個(gè)綜合性的指標(biāo)，包括抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性、抗磨性、混凝土硫酸鹽侵蝕、混凝土的酸腐蝕、堿－骨料反應(yīng)等性能。  二、混凝土的耐久性破壞  混凝土耐久性是影響混凝土使用壽命的首要因素，涉及到混凝土性能的方方面面。造成混凝土不能耐久的原因很多，但大體上可分為以下三種：  物理破壞  由于混凝土內(nèi)骨料和硬化水泥漿體不同的溫度膨脹系數(shù)而引起的破壞。其主要表現(xiàn)為：由溫度變化引起的收縮膨脹裂縫，如凍融循環(huán)、除冰鹽分對(duì)混凝土的剝蝕等：  如：凍害破壞影響到水泥石和骨料，其破壞的外觀模式主要有：剝落、龜裂、分層  等，在北方氣候下，混凝土路面、橋面板、擋土墻最易受損。  化學(xué)破壞  由于混凝土內(nèi)部材料如水泥、外加劑等和水中的堿與骨料中的活性成分的反應(yīng)引起的破壞，主要表現(xiàn)為：堿骨料反應(yīng)、外部侵蝕性離子引起的鋼筋銹蝕、碳化或硫酸鹽侵蝕等；  如：導(dǎo)致混凝土硫酸鹽侵蝕主要是硫酸根離子與混凝土中水泥水化物之間的化學(xué)反應(yīng)，形成有害化合物，而導(dǎo)致混凝土組成和結(jié)構(gòu)的破壞、強(qiáng)度下降、表面剝離等。硫酸根離子的來(lái)源主要是海水、有機(jī)物環(huán)境(垃圾、生活污水)、工業(yè)廢料、土壤和地下水、水泥熟料等。  （三）機(jī)械破壞  道路、水利混凝土等由于沖擊、磨損、流動(dòng)淡水溶蝕作用、流動(dòng)氣體的磨蝕、沖蝕等引起的破壞。這樣的例子隨處可見(jiàn)，不再贅述。  三、提高混凝土耐久性的措施  （一）采用高性能混凝土  高性能混凝土與普通混凝土的不同之處是普通混凝土的設(shè)計(jì)是以強(qiáng)度作為主要控制指標(biāo)，而高性能混凝土則是以耐久性作為主要控制指標(biāo)，強(qiáng)度只起從屬的作用。高強(qiáng)度不一定高性能，而高性能必須要求混凝土具有較高的密實(shí)度和抗?jié)B能力，因此其強(qiáng)度也不會(huì)太低。高性能混凝土在配制上的特點(diǎn)是低水灰比，除了選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水和骨料外，還必須添加優(yōu)質(zhì)混凝土礦物摻和料和新型高效減水劑復(fù)合，減少水泥用量，減少混凝土內(nèi)部孔隙率，減少體積收縮，提高強(qiáng)度，提高耐久性。高性能混凝土以較高的抗氯離子滲透性為特征，其優(yōu)異的耐久性和性價(jià)比已得到認(rèn)同。  （二）防止混凝土的碳化  混凝土的碳化，是指混凝土內(nèi)水泥石中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳、在濕度相宜時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，也稱混凝土的中性化。對(duì)于無(wú)筋的素混凝土，碳化使得混凝土表面收縮，產(chǎn)生收縮裂縫。碳化使混凝土的碳度降低，同時(shí)，增加混凝土孔隙溶液中氫離子數(shù)量，使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。從而引起鋼筋生銹，導(dǎo)致混凝土開裂形成順筋裂縫。從而加速了碳化和鋼筋的銹蝕。防止混凝土碳化的方法有：選用早強(qiáng)硅酸鹽水泥或強(qiáng)度等級(jí)為c50級(jí)以上，極限抗壓強(qiáng)度大于62.5n/m㎡的性能混凝土，因?yàn)楫?dāng)混凝土的抗壓強(qiáng)度大于62.5n/m㎡時(shí)，可不考慮混凝土的碳化。另外，在施工中可采用高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)，這是因?yàn)榛炷林械纳白釉诟邷貤l件下被活化，與混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成了強(qiáng)度大、結(jié)晶高、抗碳化性能好的水化硅酸鈣。  （三）抗堿-集料反應(yīng)  堿—骨料反應(yīng)是混凝土原材料中的水泥、外加劑、混合材料和水中的堿與骨料中的活性成分的反應(yīng)，在混凝土澆筑成型后若干年（數(shù)年至二三十年）逐漸反應(yīng)，反應(yīng)生成物吸水膨脹使混凝土失去設(shè)計(jì)性能。由于其無(wú)法補(bǔ)救，因而被成為混凝土的“癌癥”。對(duì)這種反應(yīng)，可以針對(duì)性地加以控制。  1.控制集料中的活性二氧化硅含量  摻入高效活性礦物摻料。從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成，消除游離石灰的目的，使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。此外，還能改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。  2.控制外界水分，降低水灰比  當(dāng)外界沒(méi)有可供吸取的水分時(shí)，將不會(huì)出現(xiàn)明顯的有害膨脹，低水灰比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延緩堿-集料反應(yīng)物吸水膨脹的速度。許多研究表明，當(dāng)水灰比降低到0.38以下時(shí)，消除毛細(xì)管孔隙的目標(biāo)便可以實(shí)現(xiàn)，而摻入高效減水劑，完全可以將水灰比降低到0.38以下。  （四）防止混凝土的凍融破壞  由于混凝土是多孔的復(fù)合材料，所以外部的水分可以通過(guò)毛細(xì)作用進(jìn)入這些孔隙。當(dāng)溫度降至冰點(diǎn)以下時(shí)，孔隙中的水凍結(jié)膨脹，體積大約可增加9％。持續(xù)凍融的結(jié)果導(dǎo)致混凝土開裂，甚至崩裂。一般來(lái)說(shuō)，混凝土在飽水狀態(tài)下抵抗凍融破壞的能力是由混凝土的組成、密實(shí)度、配合比及養(yǎng)護(hù)條件決定的。所以，要防止混凝土的冰融破壞，除了采用吸水率較低的集料，加強(qiáng)排水以免混凝土結(jié)構(gòu)被水飽和之外，還要注意引氣量，一般引氣量以4％~8％為宜。  （五）提高混凝土的抗?jié)B性  對(duì)許多建筑材料來(lái)說(shuō)，水是它們生產(chǎn)過(guò)程的重要原料之一，同時(shí)也是它們破壞過(guò)程的主要介質(zhì)。水也是多數(shù)結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)耐久性問(wèn)題的核心。不僅物理劣化過(guò)程與水有關(guān)；同時(shí)作為傳輸侵蝕性離子的介質(zhì)，水又是其化學(xué)劣化過(guò)程的一個(gè)根源?；炷恋目?jié)B性是反映混凝土耐久性的一個(gè)重要指標(biāo)。工程實(shí)踐證明：采用適宜的原材料及良好的生產(chǎn)、澆筑與養(yǎng)護(hù)操作，當(dāng)水泥用量為300～350kg/m3、水灰比0.45～0.55，制備出28d抗壓強(qiáng)度為35～40mpa的混凝土，在大多數(shù)環(huán)境條件下可以呈現(xiàn)足夠低的滲透性和良好的耐久性能。  （六）優(yōu)化設(shè)計(jì)、精選材料、加強(qiáng)施工管理  更新設(shè)計(jì)觀念，正確認(rèn)識(shí)混凝土強(qiáng)度與耐久性之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，做到耐久性與強(qiáng)度兼顧；嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，在保證拌和物具有良好工作性的前提下來(lái)滿足流動(dòng)性要求。根據(jù)工程所處的環(huán)境合理選擇水泥品種，選用質(zhì)量良好、技術(shù)條件合格的砂和石骨料，提高其粒形和級(jí)配品質(zhì)參數(shù)；在施工階段，要嚴(yán)格控制水灰比、用水量、水泥用量，合理選用引氣劑，充分振搗和養(yǎng)護(hù)，防止過(guò)早拆除模板和支撐，加強(qiáng)施工管理，減少人為錯(cuò)誤。  四、結(jié)語(yǔ)  總之，混凝土結(jié)構(gòu)在耐久性上的種種不足，如果不引起我們足夠重視，必將給我國(guó)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大損失，并對(duì)生產(chǎn)、生活造成長(zhǎng)期困擾。提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是我國(guó)工程建設(shè)走向可持續(xù)發(fā)展的必需，若提高混凝土的壽命到現(xiàn)在的幾倍以上，則相應(yīng)資源、能源、資金和環(huán)境污染等就減少幾倍，因此提高混凝土的耐久性對(duì)可持續(xù)發(fā)展是一項(xiàng)關(guān)鍵的措施。“工程質(zhì)量，百年大計(jì)”混凝土耐久性是影響工程使用壽命的主要問(wèn)題，我們?cè)谑┕ぶ幸獞?yīng)針對(duì)影響混凝土耐久性的主要因素，結(jié)合工程具體情況采取具體措施。  參考文獻(xiàn)：  1. 劉玉娟、文靜、王海蕾：《淺談混凝土耐久性》，《科技信息》，2012年07期。  2. 游寶坤、陳旭峰、李乃珍：《關(guān)于混凝土耐久性值得關(guān)注的問(wèn)題》，《商品混凝土》，2009年11期。  3. 張?jiān)粕?、楊先文：《粉煤灰?duì)混凝土耐久性的作用效果》，《粉煤灰》，2001年05期。  4. 王發(fā)啟,周憲鳳：《影響混凝土構(gòu)件耐久性的原因與對(duì)策》，《黑河科技》，2001年01期。  5. 鐘少瑜：《談混凝土耐久性及提高措施》，《無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)》，2004年03期。