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谈混凝土的耐久性分析
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随着我国经济的迅速的发展和社会的进步,基础设施建设随之得到迅速的发展,同时对其建设所使用的重要人造工程材料混凝土的耐久性也提出了较高的要求,混凝土的耐久性也开始逐步受到了我国的各级主管部门和一些科研院所的重视,一定程度上提高了混凝土的研发技术,进而促使了高性能混凝土在各类基础设施建设中得到了广泛的
应用。因此,对混凝土的耐久性进行科学.合理和系统的分析具有积极的现实意义。
一.混凝土耐久性的概述
1.混凝土耐久性概念
混凝土的耐久性指的是混凝土在设计年限内抵抗各种破坏因素的能力,并能使其体积的稳定性和良好的使用性能得到长期的保持,进而保持混凝土外观的整体性和结构安全的能力。
2.混凝土耐久性的主要内容
混凝土自身质量.安全使用期和环境介质的侵蚀作用是混凝耐久性的主要的三个方面。根据建筑物的性质,混凝土安全使用期一般在五十年到一百年之间。而影响混凝土的使用年限的因素中就有环境介质的侵蚀,介质包括化学.物理.气体.水溶液和大气等的侵蚀作用,也包括钢筋锈蚀.混凝土碳化.固体的碰撞磨损.气蚀和高速流水冲刷等。混凝土以自身质量依据,钢筋混凝土有无裂缝.充分湿养护.低水灰比.振捣密实等,其耐久性较高。
3.混凝土耐久性的重要性
在工程建设中,混凝土的耐久性具有重大的意义。如果混凝土的耐久性不足就会使混凝土的性能下降,给工程的建设带来严重的后果,进而带来不利的经济效益和社会效益。目前在我国社会经济飞速发展的形势下,扩大了其基础设施建设工程的规模,一旦工程进入维修期,就需要巨大的重建费用和维修费用。因此,混凝土耐久性的提高,具有促使工程重建费用和维修费用降低的重要作用。
二.影响混凝土耐久性的因素
1. 混凝土的渗透性因素
1).液体通过混凝土的流畅性被称为混凝土的渗透性,混凝土中存在着许多大小,形状不同的毛细孔.气孔甚至裂缝。混凝土的渗透性取决于水泥石的渗透性,而水泥石的渗透性取决于胶凝体颗粒的尺寸.形状和数量及毛细孔的连通性。液体.可溶性有害物质侵入混凝土的难易程度是由混凝土的渗透性来决定的。混凝土的钢筋腐蚀.侵蚀.抗冻融和碳化能力受混凝土的渗透性直接影响,由此可见,混凝土的高抗渗透性能有利于提高混凝土的耐久性。因此,混凝土高抗渗透的性能,有利于提高混凝土的耐久性。
2).影响混凝土抗渗性的主要因素是水灰比.集料最大粒径.养护方法.水泥品种以及外掺剂。
2.混凝土冻融因素
1).混凝土内部的各种孔隙中存留着通过混凝土的孔隙渗透进来的水和其硬化凝固后存留下来的游离水。混凝土内部孔隙中存留的水会在周围气温下降时,会受冻结冰造成体积膨胀,使材料的内部结构得到破坏。当混凝土的水是饱和的状态,混凝土毛细管中的水结冰时会产生很大的压力。此时当冰的蒸汽压力低于其自身的蒸汽压力时,混凝土凝胶孔中没有结冰的水会向渗透到毛细管中冰的界面,渗透压力就此产生。当混凝土的细观强度低于毛细孔所承受水的渗透压力和膨胀力时,混凝土内部孔壁结构会遭到破坏,导致混凝土产生开裂的现象。
2).影响混凝土抗冻性的因素是混凝土的饱水程度.集料.水灰比和水泥用量.外加剂.龄期。
3.混凝土的碱集料反应因素
混凝土原材料中的活性成分和碱性物质产生的化学反应生成的膨胀物质,使混凝土内部产生膨胀应力,导致其开裂现象为混凝土的碱集料反应。在混凝土成型多年以后会逐渐的产生碱集料反应,降低了混凝土的耐久性,使混凝土的使用价值得到丧失。这种反应是产生在整个混凝土中,很难对其造成的破坏做到阻止和预防,挽救和修补的难度也相当的大。
4.混凝土碳化因素
混凝土中渗透进来的酸性气体和二氧化碳与混凝土中主要的氢氧化钙成分产生化学反应的过程成为混凝土的碳化。混凝土的中性化也是所谓的碳化,提高混凝土的抗压强度是混凝土碳化有利的作用。但是其最重要的还是体现在不利的作用上,混凝土的碳化会使保护钢筋的碱性环境丧失,进而破坏钢筋表面的纯化膜引起钢筋的生锈,以至于导致混凝土的粘结力下降和产生裂缝。
5.混凝土硫酸盐侵蚀因素
混凝土的开裂.剥落和膨胀等现象是由于硫酸盐溶液进入到混凝土基体中与水泥水化产物产生的反应引起的,混凝土出现这种损坏现象,会使其结构的稳定性和完整性丧失,降低了混凝土的强度,进而影响到了混凝土的安全使用年 限。 三.提高混凝土耐久性的措施 根据上述对影响混凝土耐久性的因素分析,提高混凝土的耐久性可以从以下几个方面进行: 1.混凝土配合比的合理设计 (1)水泥品种的选择 对水泥品种的选择要以工程所处的环境要求为依据,水泥材料的强度是影响混凝土耐久
性的主要因素,其强度是通过砂浆水泥的硬化和凝结产生的,一旦水泥石遭到损坏,就会破坏混凝土的耐久性。所以在选择水泥时要结合工程性能的具体要求并注意其性能的好坏,这样才有利于提高混凝土的耐久性。
(2)控制水灰比
在混凝土结构的设计中保证充足的用水量和控制水灰的配合比,能使混凝土的密实度得到提高,是提高混凝土耐久性的关键因素之一。水灰比一定的范围内,混凝土的强度会随着水灰比的变小而变高,当水灰比越来越大时,其用水量也越来越多,由多余水分的蒸发而留下的毛细孔也会变得越来越来多,从而降低了混凝土的强度。
(3)改善粗骨料.砂的颗粒级配
在不同粒径的砂粒需要相互搭配的情况下,保证砂颗粒良好的级配,使其空隙率变小,从而到节省水泥和改善混凝土拌合物和易性的目的,进而可以实现混凝土的强度.密实度和耐久性的提高。
2.合理的利用外加剂
在拌制混凝土的过程中合理的掺入高效活性矿物掺料和高效减水剂,可以使混凝的性能得到改善和提高,其使用方便,可以使技术经济效果得到提高。其中高效活性矿物掺料的掺入,有利于提高水泥石的密实度,进而提高混凝土的抗渗透性。
3.提高混凝土的强度
混凝土的耐久性和其强度虽然是两个不同的概念,而其又存在着密切的联系。混凝土内部结构是其本质的联系,因为它们都和水灰比有直接的联系。混凝土充分密实的情况下,混凝土的强度会随着混凝土的孔隙率和水灰比的降低而提高。由此可见,混凝土强度的提高的同时其耐久性也得到了一定程度的提高。
4.加强施工控制环节
造成混凝土结构破坏的因素既有环境因素,也有混凝土自身的化学物理干缩和收缩过大的因素。过高过热的水化性会引起温度的裂缝,延迟硫酸铝的生成和碱骨料反应等现象。由此可见,减小或消除环境因素和混凝土本身的结构破坏因素,是混凝土的耐久性得到提高的有效途径之一,所以,要想通过避免温度裂缝和收缩的产生,来使混凝土耐久性得到提高,就必须加强施工控制环节。
结论
随着环境污染和混凝土的广泛使用,我国广大的施工.设计和相关的主管部门越来越重视混凝土的耐久性问题。混凝土耐久性的重要因素主要包括混凝土抗渗性.抗冻性.化学侵蚀.碱集料反应等。所以在实际的工程中要以工程的实际的情况为依据,采取科学.合理和有效的措施来使混凝土的耐久性得到提高。
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