水工混凝土耐久性影响因素分析及防治措施

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1、科研与管理水利规划与设计2011年第5期水工混凝土耐久性影响因素分析及防治措施陈雯龙(新疆水利水电勘测设计研究院乌鲁木齐830000)【摘要】水工混凝土由于所处环境的特殊性和复杂性，其耐久性直接影响到水利工程的安全运行和使用年限。本文通过对影响混凝土耐久性主要因素的分析，从材料选择、工程设计和工程施工方面，提出了提高混凝土耐久性的具体防治措施。【关键词】水工混凝土耐久性影响因素防治措施【中图分类号】TV431【文献标识码】B【文章编号】1672—2469(2011)O5—0035—04【D0I编码】10．3969／j．issn．1672—2469．2011

2、．05．012理以保证其安全、使用功能和外观要求的能力。它1前言是混凝土的一个综合性指标，主要包括抗碳化性、混凝土由于具有原料简单、易浇筑成型，适应抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性、抗碱骨料反应等性性强、性价比高、综合能耗低的优点，在水利工程能，它是混凝土结构的基本功能之一，也是混凝土建设中得到了广泛的应用，并取得了巨大的社会效安全性。适用性、耐久性三个环节中比较薄弱的一益和经济效益，是水利工程建设中用途最为广泛的个环节，它的好坏将直接影响到工程的使用寿命。一种建筑材料。在混凝土应用的初期，人们一直认3影响混凝土耐久性的主要因素为混凝土是非常耐久的材料，对混凝土耐

3、久性缺乏足够的认识。但随着混凝土在工程建设中的大量使3．1混凝土的碳化用，逐渐发现在一些环境中混凝土过早发生损坏，混凝土的碳化是指混凝土在自然环境中，空气后期维修费用大，工程达不到设计要求的使用年和水中的C0。气渗透到混凝土内，与混凝土中的氢限，甚至有些工程不得不提前拆除重建，给社会带氧化钙发生化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土来巨大的经济负担。据资料统计：我国早期建设的碱度降低的过程，又称作中性化，其化学反应为：一些处于恶劣环境的水利工程，工程使用不到15Ca(OH)+CO。=CaCO。+H。O。由于碳化后混凝～20年混凝土就发生冻胀和侵蚀性破坏，需花费

4、土的碱度降低，使混凝土空隙中存在饱和氢氧化钙大量的人力和物力进行维修，以保证工程的安全运碱性介质在钢筋表面生成难溶的Fe2O。和Fe3O(称行；特别是一些海港码头，由于海水的侵蚀破坏，为钝化膜)对钢筋保护作用逐渐降低，当碳化超过一般在1O年就造成混凝土表层脱落、钢筋锈蚀，混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就需大修。水利工程由于其所处环境的特殊性和复杂会使混凝土失去对钢筋的保护作用，造成钢筋锈蚀性，对混凝土耐久性要求更高，因此提高混凝土的破坏；另外混凝土碳化还会加剧混凝土收缩，使混耐久性、延长工程使用寿命，减少工程维修费用是凝土产生裂缝，从而造成混凝

5、土结构的破坏。水利工程建设可持续发展的关键。3．2混凝土的冻融混凝土的冻融破坏必须满足以下两个条件：一2混凝土耐久性的技术指标是混凝土处于饱水状态，二是外界气温正负变化，混凝土耐久性是指混凝土结构在自然环境、使使混凝土孔隙中的水反复发生冻融循环。吸水饱和用环境和及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费巨大资金对其加固和处作者简介：陈雯龙(1966年一)，男，汉族，高级工程师。·35·科研与管理水利规划与设计2011年第5期的混凝土在其冻融的过程中，遭受的破坏应力主要混凝土的碱一骨料反应主要有三种型式：一是由两部分组成。一是当混凝土中的毛

6、细孔水在某负碱一硅反应，二是碱一硅酸盐反应，三是碱一碳酸温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀盐反应。其中最为常见的是碱一硅反应，当水泥熟9，因受毛细孑L壁约束形成膨胀压力，从而在孔料中的碱性物质含量较高时，同时使用了含有活性周围的微观结构中产生拉应力；二是当毛细孔水结SiO、的粗骨料，水泥中碱性物质水化后形成的氢成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中的氧化钠和氢氧化钾与骨料中的活性Sio。、发生反迁移和重分布引起的渗管压，由于表面张力的作应，在骨料表面形成复杂的碱一硅酸凝胶体，该凝用，混凝土毛细孔隙中水的冰点随着孔径的减小而胶体具有吸水后体积无限膨

7、胀的特点，在潮湿环境降低。凝胶孔水形成冰核的温度在～78℃以下，因中，不断膨胀的凝胶体将引起混凝土的膨胀、开而由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐裂、最终引起混凝土自身结构的破坏。分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外凝胶不3．5钢筋锈蚀断增大，形成更大膨胀压力，当混凝土受冻时，这钢筋锈蚀是影响水工钢筋混凝土耐久性的重要两种压力会损伤混凝土内部微观结构，当经过反复因素，造成钢筋锈蚀的主要原因是当混凝土碳化至多次的冻融循环以后，损伤逐步积累不断扩大，发钢筋表面和混凝土开裂时，钢筋失去了碱性混凝土展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，的保护，钝化膜

8、对钢筋的保护作用逐渐减小甚至消最后甚至完全丧失。失，钢筋表面成活化