影响混凝土耐久性问题研究

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1、影响混凝土耐久性问题研究　　摘要：混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。混凝土是目前全国用量最大使用领域最广的建筑材料，提高混凝土耐久性应该作为建筑工程的重点问题。本论文首先讨论了混凝土耐久性的概念，接着分析了混凝土耐久性问题。关键词：混凝土；耐久性；影响因素中图分类号：TU37文献标识码：A随着我国商品混凝土和高强混凝土的推广应用，混凝土的耐久性和安全性已受到越来越广泛的重视，混凝土耐久性的评价也显得越来越重要。从原料的生产和使用层面上分析影响

2、混凝土耐久性的因素及原因，主要指标如：抗冻性、抗渗性、抗碳化能力、碱骨料反应、钢筋锈蚀等方面进行评价和必要的讨论，有助于我们更新观念，从耐久性的角度评价水泥和混凝土的质量。1．混凝土冻融破坏9混凝土冰冻-融解循环破坏是最常见的破坏作用，以致有时人们用抗冻性来代表混凝土的耐久性。混凝土的抗冻性是指混凝土在水饱和状态下，经受多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。在寒冷地区，特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土，要求具有较高的抗冻性能。1．1破坏原因混凝土冻融作用破坏机理是混凝土在其冻融的过程中，遭

3、受的破坏应力主要由两部分组成。其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀9%，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观结构中产生拉应力；其二是当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中迁移和重分布引起的渗管压。由于表面张力的作用，混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减小而降低。当胶凝孔水形成冰核的温度在-78℃以下时，由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。另外胶凝不断增大，形成更大膨胀压力，当混凝土受冻时，这两种压力

4、会损伤混凝土内部微观结构，当经过反复多次的冻融循环以后，损伤逐步积累不断扩大。发展成互相连通的裂缝，使混凝土的强度逐步降低，最后甚至完全丧失。1．2影响因素混凝土的密实度、孔隙构造和数量、孔隙的充水程度是决定抗冻性的重要因素。因此，当混凝土采用的原材料质量好、水灰比小、具有封闭细小孔隙（如掺入引气剂的混凝土）及掺入减水剂、防冻剂等其抗冻性都较高。2．混凝土渗透破坏9抗渗性是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。它直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。2．1破坏原因混凝土本质上是一种多孔性材料，混凝

5、土的抗渗性主要与其密度及内部孔隙的大小和构造有关。混凝土内部的互相连通的孔隙和毛细管通路，以及由于在混凝土施工成型时，振捣不实产生的蜂窝、孔洞都会造成混凝土渗水。2．2影响因素混凝土产生渗透是由于其内部存在贯穿孔隙、毛细管和孔洞、蜂窝等。影响混凝土抗渗性的主要因素是水灰比，水灰比越大，水分越多，蒸发后留下的孔隙越多，其抗渗性越差。提高混凝土抗渗性的措施有降低水灰比、采用减水剂，选用致密、干净、级配良好骨料。3．碱骨料反应混凝土的碱-集料反应是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，引起混凝土的膨胀

6、，开裂，甚至破坏。因反应的因素在混凝土内部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱-集料反应不得不拆除大坝，桥梁，海堤和学校，造成巨大损失，国内工程中也有碱-集料反应损害的类似报道，一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。3．1破坏原因9水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅发生化学反应使混凝土产生不均匀膨胀，出现起鼓、裂缝等。目前已确定含有活性氧化硅矿物质的骨料有蛋白石、玉髓、鳞石英、方石英、酸性或中性玻璃体的阴晶质火山岩如流纹岩、安山岩及凝灰岩等。其中蛋白石质的二氧化硅活性

7、最大。混凝土碱-集料反应需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水份。反应通常有三种类型：碱-硅酸反应，碱-碳酸盐反应，慢膨胀型碱-硅酸盐反应。3．2影响因素混凝土工程发生碱骨料反应需要具有三个条件。首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；第二是骨料中有相当数量的活性成分；第三是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。4．混凝土的碳化混凝土的碳化作用是二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用，生成碳酸钙和水。碳化过程是二氧化碳由表及里向混凝土内部逐渐扩散的过程。因此，气体扩散规律决定了碳化

8、速度的快慢。碳化引起水泥石化学组成及组织结构的变化，从而对混凝土的化学性能和物理力学性能有明显的影响，主要是对碱度、强度和收缩的影响。4．1破坏原因9混凝土是一个多孔体，其内部存在着大小不同的毛细管、孔隙、气泡，甚至缺陷。混凝土碳化的机理就是大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质，在气相、液相和固相中进行的一个十分复杂的多相物理化学连续过程。以普通硅酸盐水泥为例，其主要水化产物有：水化硅酸钙（占60%以上），氢氧化钙（约占25%），水化铝酸钙