混凝土耐久性影响的研究

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1、关于含水量对混凝土耐久性影响的研究摘要：混凝土的耐久性是工程上长期以来关注的重点，尤其是水工混凝土。混凝土的冻融破坏是导致混凝土耐久性丧失的最主要的原因之一，严重影响了混凝土建筑物的长期使用和安全维护。因此，进行混凝土冻融后的力学性能研究具有非常重要的现实意义。对于水工混凝土而言，改善其抗冻性能是提高混凝土耐久性的有效手段。目前最常用且最有效的办法就是在混凝土浆体中掺入适量的引气剂。本文以三峡工程II期混凝土工程为例先后说明以上两点。关键词：混凝土；水工混凝土；耐久性；冻融破坏；引气剂0前言混凝土的耐久性是指结构在规定的使用年限

2、内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用进行加固处理就能保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。影响混凝土耐久性的因素很多，如：混凝土冻融、碳化；钢筋锈蚀；侵蚀性介质腐蚀；碱集料反应等。混凝土自身的物理性能是影响其耐久性的内在因素，而具体的使用环境则是外在因素。在这几种主要的影响因素中，尽管碳化对混凝土的耐久性影响较大，但其破坏过程较长，所以冻融破坏则表现的最为明显。而混凝土的抗冻性是指混凝土在受到物理作用（干湿变化，温度变化，冻融变化等）后，保持其强度和外观完整性的能力。它是反映混凝土耐久性的重要指标之一。目前，水工建筑物

3、的耐久性主要通过抗冻性和抗渗性指标来表征[1]。任一材料，其耐久性都不是固定不变的。然而，混凝土因耐久性不足引起的破坏也不是突然发生的，而是在一段使用时间的环境作用下，混凝土的微观结构和性质逐渐发生变化，直到不能满足使用要求，达到其使用寿命。混凝土受冻融循环作用后，其力学性能和耐久性都会发生劣变，导致混凝土结构的安全性能降低、使用寿命的减短。但是目前关于对混凝土结构工程的设计，往往是忽略了冻融循环对混凝土的力学性能产生的不利影响。所以，对混凝土结构进行冻融循环后的力学性能分析，进而预测其剩余寿命，具有很大的应用价值。现有的关于冻

4、融循环后混凝土性能的研究，大多是以质量损失或相对动弹性模量变化为标准[2]，针对混凝土的抗冻安全等级而展开的。而对冻融后混凝土的力学性能研究得较少。然而，在实际应用中，建筑物的使用性能及耐久性恰恰与混凝土的力学性能关系最为密切。因此，研究混凝土冻融循环作用后的力学性能有着非常重要的现实意义。混凝土的冻融破坏实质上是受拉开裂破坏。动弹性模量能够敏感地反映混凝土的内部结构损伤，较直接地测试其抗压强度，进而能更精准地反映混凝土的冻融损伤的情况[3]。此外，以动弹性模量为指标的测试方法为非破损法，且操作简便。本文以三峡大坝混凝土II期混

5、凝土工程为例，按照现行的GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》[4]中抗冻性能试验的“快冻法”对混凝土试块进行0、25、50、75、100、125、150、200甚至300次冻融循环试验，并对实验结果进行分析，建立起冻融循环后混凝土的抗压强度与冻融循环次数之间的关系式。在影响混凝土抗冻性的诸多因素中，含水量又起着至关重要的作用。因此，本文在研究混凝土抗压强度与冻融次数之间关系的基础上，进一步分析含水量对混凝土抗冻性能的影响，并提出有效的防治措施。1试验准备1.1试验样本本实验的试验样本取自三峡大坝II混凝土工程，

6、为了更好的说明含水量对混凝土冻融的影响并找出其防治的办法，分别取大坝内部、外部、基础、水位变化区四个不同部位的4组13个样本进行混凝土的快速冻融试验。1.2试验方法本试验按照现行的GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》中抗冻性能试验的“快冻法”。试验设备采用日本全自动快速冻融试验机。混凝土中心冻融温度控制在-17±2℃~6±2℃，冻融循环时间为3~4小时，试验龄期是28d，在到达试验龄期前4d，将试件在20±32℃的水中浸泡4d，试件在本冻融试验中均处于饱水状态。本试验方法均按水工混凝土试验规程（SD105—82

7、）进行。2试验结果与分析2.1试验数据本文仅随机地取每组样本中的一个进行分析，试件28d试验数据如下：表1各工程部位混凝土性能试验结果Table1Concreteperformancetestresultsinthedifferentengineeringparts工程部位28d抗压强度（MPa）28d弹性模量（GPa）内部22.622.9外部27.526.8基础20.529水位变化区32.229.7表2混凝土28天龄期抗冻试验结果Table2ResultsofFrostResistancetestattheageof28d工程

8、部位相对动弹性模量（%）25次50次75次100次125次150次200次250次275次300次内部93.593.293.193.293.293.1外部95.394.995.595.695.59595.2基础92.490.188.487.282.88179.5