高性能溷凝土论文：论高性能溷凝土的耐久性.doc

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1、高性能混凝土论文：论高性能混凝土的耐久性摘要:在土建工程中,混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来,混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50MPa以上的高强混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要,在提出高强度的同时,也提出耐久性和施工和易性的要求,尤其是近5年,在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。　　关键词:混凝土耐久性高性能　　　　1.引言　　高性能混凝土具有丰富的技术内容,尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释,但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计的,保证拌和物易于浇筑和密实成

2、型,不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝,硬化后有足够的强度,内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。基于上述特点,高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。　　2.高性能混凝土的概念　　高性能混凝土这种新型混凝土是在20世纪90年代初提出的,不同国家、不同学者按照各自的认识、实践、应用范围和目的要求,对高性能混凝土给出了不同的定义和解释。　　高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上,采用现代混凝土技术,选用优质材料,在严格质量管理条件下制成的具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土。　　区别于传统混凝

3、土,高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,至今已在不少重要工程中被采用,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益,因此被各国学者所接受。　　3.高性能混凝土的核心　　高性能混凝土的核心是具有高耐久性。换言之,高性能混凝土首先应具备高耐久性,同时兼有良好的工作性和适宜的强度。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要,若耐久性不足,将会产生极严重的后果,甚至对未来社会造成极为沉重的负担

4、。　　据美国一项调查显示,美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元,每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏,平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌,寿命不足20年;美国共建有混凝土水坝3000座,平均寿命30年,其中32%的水坝年久失修;而对二战前后兴建的混凝土工程,在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用,约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国,我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计,那么在今后的10-30年间,为了维修这些建国以来所建的基础设施,耗资必将是

5、极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大,每年高达2万亿人民币以上。照此来看,约30-50年后,这些工程也将进入维修期,所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此,高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手,以降低巨额的维修和重建费用。　　可见,由于工程安全因素及耗费巨资的经济因素,目前混凝土耐久性问题已越来越受到人们的重视。高性能混凝土因其优异的综合性能必将逐步取代过去的普通混凝土,可以预想,21世纪将成为高性能混凝土的时代。　　4.影响混凝土耐久性的主要因素　　高性能混凝土应具有适当的高强性能,但必须有良好的耐久性,能抵抗各种化学侵蚀作用,体积稳

6、定性好。影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点:　　4.1混凝土冻融破坏　　在混凝土工程中,为了满足混凝土施工工作性要求,即用水量大、水灰比高,导致混凝土的孔隙率很高,约占水泥石总体积的25%-40%,特别是其中毛细孔占相当大部分,毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道,引起混凝土耐久性的不足。　　水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。例如,波特兰水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。　　此外,在水化物中还有数量很大的游离石灰,它的强度极低、稳定性极差,在侵

7、蚀条件下,是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性,就必须减少或消除这些稳定性低的组分,特别是游离石灰。　　4.2混凝土的碱集料反应　　混凝土的碱集料反应,是指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土集料(砂石)中的碱活性矿物成分,在混凝土固化后缓慢发生化学反应,产生胶凝物质因吸收水份后发生膨胀,最终导致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象。其中,来自水泥、化学外加剂和矿粉掺合料(粉煤灰、高炉矿渣粉、电炉硅灰、沸石粉等)中的游离钾、钠离子的含量是导致混凝土碱集料反应产生的主要因素,从而引起混凝土剥落,开裂,强度降低,甚至导致破坏。　　4.3化学侵

8、蚀　　当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学、物理与物化变化,而