耐久性混凝土(讲稿)

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1、高性能混凝土讲座一、高性能混凝土的概念混凝土工程结构应满足三方面要求：强度、耐久性能和良好的工作性能。具有一定的强度是结构承受一定的荷载不破坏的要求；耐久性是结构在侵蚀、冻融等有害环境下，在相对长久的使用期限里不毁损破坏、正常使用的要求。过去传统的混凝土偏重强度要求；而像客运专线这样的工程，设计使用寿命是100年，而且结构可能在腐蚀、冻融等环境条件里工作。如何使混凝土在不同自然环境里在相对长久的使用期限里正常使用、承受荷载，就是混凝土的耐久性问题，混凝土的耐久性用混凝土的电通量、抗冻性、耐磨性和抗渗性来表达，最重要的指标是电通量。

2、工作性能指混凝土的和易性、流动性，即可顺畅输送、可以捣固的性能，一般用坍落度和粘稠度来表示。高性能混凝土的核心是其耐久性，说高性能混凝土，主要是讲它的耐久性。工程施工过程是实现设计意图和形成工程实体的过程，也是最终形成工程质量和保证使用功能的重要阶段，混凝土的耐久性是通过施工控制实现的。混凝土的耐久性具体是指：1、满足设计使用年限的要求设计对混凝土结构明确了混凝土的耐久性指标，例如客运专线铁路的设计使用寿命是100年，客运专线的结构工程全部采用耐久性混凝土。通过施工过程进行控制，使混凝土结构的使用寿命达到设计文件提出的耐久要求。2

3、、满足在特殊环境下使用要求（1）抗渗性混凝土的抗渗性，指混凝土抵抗空气和水分中的各种有害24离子侵入混凝土内的性能。混凝土应延缓碳化和氯离子、硫酸根离子的侵蚀过程，而且阻滞氧气、水分供应，延迟钢筋锈蚀的速度。这种性能的强弱取决于混凝土的密实性。衡量混凝土的抗渗性是采用“抗渗等级”。过去采用“抗渗标号”来表示混凝土的密实性能，实践证明这种方法难以区分混凝土抵抗外界水、气及溶于水汽中的其它有害物质侵入混凝土内部的能力大小。而且实际工程中（除深水工程外）混凝土承受高水压的情况较少。“电通量”较好地用来相对比较评价混凝土密实性或抗侵入性，

4、从而间接评价混凝土的耐久性。《补充标准》即是采用“电通量”评价混凝土密实性或抗侵入性，从而间接评价混凝土的耐久性。（2）抗腐蚀性混凝土抵抗化学侵蚀的能力取决于两个方面的因素，一方面，混凝土的胶凝材料本身应能有效抵抗环境中有害离子的化学侵蚀。人们常用抗蚀系数来评价水泥或胶凝材料耐（硫酸根离子）侵蚀的能力。另一方面，混凝土抗化学侵蚀的能力也取决于混凝土本身的密实性。混凝土愈密实，环境中的有害离子愈难渗入其内。因此，“电通量”也评价混凝土的抗腐蚀性。（3）抗冻融性引气是提高混凝土抗冻能力的最有效手段。其次，矿物掺和料对混凝土抗冻性有一定

5、影响。通常情况下，掺加硅粉有利于抗冻；在低水胶比前提下，适量掺加粉煤灰和矿渣对抗冻能力的影响不大，但应严格控制粉煤灰的品质，特别要尽量降低粉煤灰的烧失量，后者对含气量有很大影响混凝土的抗冻融性可用多种指标表示，如标准试验条件下经反复冻融后混凝土试件的动弹性模量损失、质量损失、长度增加或体积膨胀等。《补充标准》采用“抗冻等级”作为评定混凝土抗冻性的指标。“抗冻等级”24指将混凝土试件进行快速冻融试验，其动弹模降到初始值的60%或质量损失到5％（两个条件中只要有一个先达到时）的循环次数。从以上介绍可以看出，影响混凝土耐久性的主要因素是

6、混凝土的密实性，可以通过衡量混凝土的密实性来衡量混凝土的耐久性。而衡量混凝土的密实性的主要指标是电通量，电通量也就是间接衡量混凝土耐久性的主要指标。3、耐久性控制与强度控制设计混凝土的主要区别（1）提高混凝土的密实性提高混凝土的密实性是提高混凝土耐久性的关键。国内外的大量研究表明，降低水胶比，提高密实度，混凝土抵抗水分、气体（氧气或二氧化碳）及氯离子、硫酸根离子、镁离子等扩散的能力要比传统混凝土高1～2个数量级，极大地延缓了碳化和氯离子、硫酸根离子的侵蚀过程，而且由于氧气、水分供应受阻，钢筋锈蚀的速度亦得以阻滞。所以混凝土的密实度

7、是判定混凝土抵抗环境中各种有害离子侵入性能的重要指标。（2）控制混凝土原材料中氯离子、碱等有害成分含量。（3）提高混凝土的防开裂性能混凝土的耐久性要求混凝土要有很好的防止产生裂缝的性能。通过控制原材料品质、好的配合比和优良的施工工艺来提高混凝土的防开裂性。所以提高混凝土的耐久性的途径，就是提高原材料品质，优化配合比和施工工艺，改善混凝土的密实性和抗侵蚀性能，尽可能不产生裂缝。二、提高混凝土耐久性的措施及其机理（一）、配合比首先介绍配合比，因为配合比更突显混凝土的耐久性控制与强度控制的概念上不同。配制成的混凝土配合比直接关系到结构物

8、的寿命，不仅满足强度等级而且还要满足耐久性能要求和施工工艺的要求。24混凝土配合比选定的好坏，也关系到整个工程的经济效益。耐久性混凝土的配合比有以下特点。1、混凝土的水胶比水泥用量与矿物掺合料用量之和就是胶凝材料总用量。用水量与胶凝材料总用量之比叫