【浅析混凝土的耐久性】提高混凝土耐久性的措施有哪些

时间：2019-05-29 03:28:44　来源：柠檬阅读网本文已影响人

　　摘要：基础工程建设大致可分为三个阶段：大规模新建阶段，大规模新建与维修并重，最后是维修改造阶段。统计表明，我国现正处在第二阶段。混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的建筑材料之一。混凝土耐久性的研究不管是对于新建结构还是维修改造工程都有着极为重要的意义。文章分析了混凝土结构的耐久性问题，探讨了造成耐久性失效的原因及机理，并针对耐久性问题提出了提高混凝土耐久性的具体措施。
　　关键词：混凝土；混凝土耐久性；含义；影响因素；解决措施
　　1.混凝土耐久性的含义
　　混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用过程中，抵抗周围环境介质作用保持其使用质量和完整性的能力。它是一个综合性概念，包括混凝土的抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性及混凝土抵抗表层损伤的抗磨性等。据我国《建筑结构可靠度设计统一标准》，建筑结构应满足安全性、适用性和耐久性三项指标的要求。如果说结构承载能力极限状态的设计解决的是构件或结构承载能力问题，那么结构耐久性研究则解决的是混凝土抵抗环境作用能力问题。混凝土的耐久性的研究对于延长结构寿命、减少修复工作量、提高经济效益有着重要的意义。
　　2.混凝土耐久性的影响因素与破坏机理
　　2.1混凝土的开裂破坏
　　多向、异质是混凝土开裂的必然性条件。由于混凝土水分含量的变化、化学反应的发生以及温度变化等因素影响，混凝土会产生收缩。而当混凝土收缩遇到约束时就会产生拉应力，如果混凝土本身的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力，就会产生开裂行为。又因为混凝土结构本身的抗压能力很强，而抗拉能力很弱，因此在没有防护的条件下，混凝土很容易发生开裂。而裂缝的产生，是混凝土耐久性丧失的第一道关口。
　　2.2混凝土的化学侵蚀破坏
　　环境介质对混凝土的化学侵蚀有淡水的侵蚀、海水的侵蚀、酸碱侵蚀等，其侵蚀机理与水泥化学侵蚀相同。淡水的冲刷,会溶解水泥石中的组分,使用使水泥石孔隙增加,密实度降低,造成对水泥石的破坏。因此，淡水冲刷会对水工建筑有一定影响。海水的侵蚀除了硫酸盐侵蚀外，还有反复干湿作用、盐分在混凝土内的结晶与聚集、海浪的冲击磨损、海水中氯离子对钢筋的锈蚀作用等，这些作用同样会使混凝土受到侵蚀而破坏。
　　2.3混凝土的渗透破坏
　　混凝土对液体或气体渗透的抵抗能力成为混凝土的抗渗性。在混凝土结构工程中，影响混凝土使用质量的主要环境因素包括：有淡水溶出作用、硫酸盐化学侵蚀作用等引起水泥石强度的降低；由二氧化碳、氯气及氧气等的作用导致混凝土中钢筋锈蚀；由碱—集料反应引起的混凝土开裂等破坏。由于环境中的各种侵蚀介质均要通过渗透才能进入混凝土内部，所以渗透性能是影响混凝土耐久性的重要因素。
　　2.4混凝土的冻融破坏
　　混凝土的抗冻性是指混凝土抵抗冻融循环作用的能力。在严寒地区，处于潮湿状态下的混凝土讲经历冻融循环过程，由此降低混凝土的强度、密度和弹性模量。当结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内空隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的气孔结构和气泡含量多少密切相关。气孔越少越小,破坏作用就越小,封闭气泡越多,抗冻性就越好。因此，混凝土的抗冻性是影响混凝土耐久性的因素之一。混凝土冻融作用破坏机理是混凝土在其冻融的过程中，混凝土中大毛细孔里的水结冰是，体积大约要膨胀9%，如果体内没有足够的空间接纳，就会产生可能引起开裂的压力。此外，因冷冻水蒸汽压的差别推动未冻水想冻结区的迁移造成的渗透压力，当这两种压力所产生的内应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土就会产生损伤。当经过反复多次的冻融循环以后，损伤得到累积。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，从而破坏混凝土的耐久性。
　　3.提高混凝土耐久性的措施
　　3.1优化原材料和掺合料的选择。
　　水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。同时，应避免采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。对混凝土的骨料，也应同水泥一样，进行合理的选择，除要求具有足够的强度和质地坚硬外，还必须具有稳定的物理性质和化学性质。
　　为配置具有高耐久性能的混凝土，可掺加部分粉煤灰或细磨矿渣或硅灰等骨料，其有助于改善混凝土内孔结构、填充内部空隙、提高密实度、改善混凝土性能。
　　3.2合理调整配合比
　　混凝土的耐久性很大程度上取决于它的密实度，而混凝土的密实度主要取决于混凝土的水灰比和水泥用量。因此配合比的调整对混凝土耐久性有着极为重要的作用。混凝土的组成、配合比决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力。具体施工时，应根据不同的环境条件和结构类别确定合适的配合比。相对而言，在有冻害的环境条件下，最大水灰应比较低，而最小水泥用量较大。
　　3.3掺加外加剂
　　目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性，即掺加引气剂。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。一般引气量4％-8％，引气剂产生的相对独立且封闭的气泡会对静水压力产生“卸压作用”，降低了静水压力，从而提高抗冻性能。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小W／C，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。
　　此外，防冻剂可以降低混凝土中液相的冰点，加速冰点下水泥的水化，以提高抗冻性，防止冻融破坏的发生。碱—集料反应抑制剂可以抑制碱—集料反应，从而防止碱硅胶产生的膨胀，进而抑制其对混凝土结构的破坏。抗渗剂可以减小水在有压力的条件下在混凝土内部的流动，从而提高混凝土的抗冻性，有效地抑制渗透破坏的发生。
　　参考文献
　　[1]叶国华,郑亚平.浅谈混凝土结构的耐久性设计与施工[J].科技信息（科学教研）.2007.
　　[2]魏新良，浅谈混凝土结构的耐久性[J].现代商贸工业，2007，(01).
　　

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