混凝土耐久性研究综述

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混凝土耐久性及其评价方法研究

混凝土耐久性及其评价方法研究

混凝土耐久性及其评价方法研究一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料,在建筑领域中得到广泛应用。

然而,混凝土在使用过程中会受到多种因素的影响,如气候、环境、荷载等,从而导致其耐久性降低。

因此,混凝土耐久性的评价成为了一个重要的研究方向。

本文将对混凝土耐久性及其评价方法进行全面的研究。

二、混凝土耐久性的概念与影响因素2.1 混凝土耐久性的概念混凝土耐久性指的是混凝土在特定使用年限内,能够保持其设计强度、稳定性和耐久性等性能的能力。

混凝土耐久性的好坏关系到建筑物的使用寿命和安全性。

2.2 影响混凝土耐久性的因素混凝土耐久性受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:(1)气候条件:气候条件是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

如高温、低温、干燥、湿润等气候条件会导致混凝土的龟裂、脱落等现象。

(2)环境因素:环境因素也是影响混凝土耐久性的重要因素。

如盐水、酸雨、氯离子等对混凝土的侵蚀会导致其耐久性下降。

(3)荷载因素:荷载因素也会对混凝土的耐久性产生影响。

如大荷载下混凝土易产生裂缝,导致其耐久性下降。

(4)施工因素:施工因素也会对混凝土的耐久性产生影响。

如混凝土的拌合、浇筑、养护等环节不当,会导致混凝土的强度和耐久性下降。

三、混凝土耐久性的评价方法3.1 耐久性指标的选择混凝土耐久性的评价需要选择合适的耐久性指标,常用的指标包括:抗压强度、抗拉强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等。

3.2 耐久性评价方法(1)实验室试验方法实验室试验方法是混凝土耐久性评价的一种重要方法,主要包括:① 抗压强度试验:通过测定混凝土的抗压强度来评价其耐久性。

② 抗拉强度试验:通过测定混凝土的抗拉强度来评价其耐久性。

③ 抗冻性试验:通过测定混凝土在冻融循环中的损伤程度来评价其耐久性。

④ 抗渗性试验:通过测定混凝土中水分的渗透性来评价其耐久性。

(2)现场检测方法现场检测方法是混凝土耐久性评价的另一种重要方法,主要包括:① 硬度检测:通过测定混凝土的硬度来评价其耐久性。

混凝土结构材料耐久性的研究现状与发展趋势

混凝土结构材料耐久性的研究现状与发展趋势

混凝土结构材料耐久性的研究现状与发展趋势摘要:混凝土结构材料的耐久性一直是建筑行业研究的重点内容,也是社会关注的广泛话题。

在文章中,结合自身经验,从研究混凝土结构耐久性的意义出发,剖析了钢筋锈蚀、碱-骨料反应以及碳化反应等三个方面的耐久性研究现状,并在此基础上探索了混凝土结构材料的未来发展趋势,分别是结构耐久性的研究将深入材料层次、材料的破坏与耐久性的模型将被建立以及其相关研究将纳入高校教育的议程,与同行共勉。

关键词:混凝土;结构材料;耐久性1 混凝土结构耐久性的研究意义在土木工程的设计中,混凝土结构是最基本的结构形式,也是二十一世纪的常用结构之一。

调查研究表明,由于对材料耐久性的忽视,导致工程事故频频发生,由此产生的维修费用更是令人瞠目。

如今仅在厂房研究方面,由于对材料耐久性研究不足,造成流动损失将近16%,占到了固定资产的大部分比例。

因此,对于混凝土结构材料耐久性的研究可以发现结构的不稳定因素,并且在第一时间寻求解决方案,避免工程质量事故的发生。

此外,对于结构材料耐久性的分析,可以有效评估建筑体系的安全系数以及由此产生的费用,从而在保证工程质量的同时,保障材料最优化以及造价最优化,防患于未然。

2 混凝土结构材料耐久性的研究现状2.1 钢筋锈蚀钢筋的锈蚀是影响材料耐久性的主要因素之一,当钢筋处于碱性环境时,其表面会形成一层保护膜,简称钝化膜。

钝化膜的作用是为了保护钢筋不会受到二次侵蚀。

在混凝土的水化反应中,钝化膜的主要成分之一是氢氧化钙。

但是,当混凝土中碱性物质与周围二氧化碳发生反应时,混凝土就会逐渐由碱性变为中性。

在中性环境中,钝化膜的性质发生了一定的转变,相对显得不够稳定。

当混凝土进一步呈现出酸性特征时,钢筋会因为钝化膜被破坏而出现锈蚀,尤其是当钢筋处于潮湿的环境中,会进一步加剧钢筋的锈蚀过程。

钢筋的锈蚀分为两种类型,分别是化学腐蚀和电化学腐蚀,其中以前者为主,这是由于钢筋表面形成的大量小电池而导致的,化学上称之为微电池。

混凝土路面耐久性技术研究及应用

混凝土路面耐久性技术研究及应用

混凝土路面耐久性技术研究及应用混凝土路面是公路建设中最常见的路面类型之一。

由于其强度高、耐久性好、施工简单等优点,混凝土路面在世界各地广泛应用,成为公路建设中不可或缺的一部分。

然而,在实际应用中,混凝土路面也存在一些问题,如龟裂、剥落、沉降等,这些问题严重影响了混凝土路面的使用寿命和安全性能。

因此,研究混凝土路面的耐久性技术,提高混凝土路面的耐久性能,对于公路建设具有重要的意义。

一、混凝土路面的耐久性问题混凝土路面是由水泥、砂、石料等材料混合而成,其耐久性受到多种因素的影响,如交通荷载、气候条件、材料质量等。

在实际应用中,混凝土路面存在以下几个常见的耐久性问题:1. 龟裂:龟裂是混凝土路面中最常见的问题之一,主要由于交通荷载和温度变化引起。

龟裂不仅影响路面的美观度,还会加速水分和盐分进入路面内部,导致路面的进一步破坏。

2. 剥落:剥落是混凝土路面的严重问题,主要由于路面表面的破损和水分侵入引起。

剥落不仅会影响路面的使用寿命,还会影响行车安全。

3. 沉降:混凝土路面的沉降主要由于路基不均匀沉降、材料质量差等因素引起。

沉降会导致路面不平整,增加行车阻力和车辆损坏,甚至影响路面排水。

二、提高混凝土路面耐久性的技术手段1. 优化混凝土配合比混凝土配合比是影响混凝土路面性能的重要因素之一。

通过优化混凝土配合比,可以提高混凝土路面的抗裂性、抗剥落性和抗沉降性。

具体而言,可以采用以下措施:(1)采用高性能水泥、高强度骨料和优质掺合料,提高混凝土路面的强度和耐久性;(2)控制混凝土的水灰比,降低混凝土的收缩率和龟裂倾向;(3)适当增加混凝土中的粘结材料,提高路面的耐久性和抗龟裂性。

2. 加强混凝土路面的养护混凝土路面施工后需要进行一定的养护,以保证路面的质量和耐久性。

养护的方法包括:(1)覆盖混凝土路面,使其充分保湿,避免龟裂和剥落;(2)加强路面的保温措施,防止冻融损伤;(3)减少路面的交通荷载,避免对路面的过度损伤。

钢筋混凝土桥梁耐久性问题研究现状及发展

钢筋混凝土桥梁耐久性问题研究现状及发展
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钢 筋 混 凝 土桥 梁 耐久 性 问题 研 究现 状 及 发 展
吴 飞
( 江苏 苏通 大桥有 限责 任公 司
江苏 常熟 21 5 6) 3 5
题 针 尊 粱 _在 度 而 耐 设计 现象, 文 等! 目 餐 设计 重强 设计 轻 久性 的 存 本 从桥梁 保护 厚 现 钢筋 凝土 续箱 的 层 度, 浇 混 连 梁的负 - l 弯_ 筋  ̄ e 锚头封堵 和孔 道 灌等方 面进行探 讨 , 简单介 绍 了目前 国内外钢 筋混凝 土桥 梁耐 久 性研 究 中的 混凝 并 锈蚀 面防水材料 . 及桥采的 钢 磊
1 桥梁构造 的耐久性 问题
从桥 梁 构 造 出发 , 梁 耐 久 性 主 要 涉 及 以 下 几 个 方 面 内 容 。 桥 () 护 层 厚 度 。 1保 关 于《 公路钢 筋混凝 土及预 应 力混 凝土 桥涵 设计规 范)TJ2 —8 ) 03 5 J ( 下 简 称 《 桥 规 》 中混 凝 土结 构 的 保 护 层 厚 度 规 定 为 : : 以 公 ) 板 C≥

所 谓桥 梁耐 久 性 , 指 桥 梁 在 自然 环 境 、 用 环境 及材 料 内 部 是 使 的作 用 下 , 设 计 要 求 的 目标 使 用 期 内 , 在 不需 要 花 费 大 量 资金 加 固 处 理 而 保 持 其 安 全 、 用 功 能 和外 观 要 求 的 能 力 。 梁 耐 久 性 设 计 使 桥 是 一个十分 重要而又迫切需 要解决 的问题 , 几年 的工程调查… 近 表 明 , 国 的桥 梁普 遍 存 在 耐 久 性 不 足 的 问 题 。 相 当数 量 的 混凝 我 有 土 结 构 使 用 后 不 久 就 开始 出现 钢 筋 锈 蚀 、 凝土 破 损 等 现 象 , 中 混 其 有部分 不得不报 废拆除 。

混凝土耐久性试验及其影响因素研究

混凝土耐久性试验及其影响因素研究

混凝土耐久性试验及其影响因素研究一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,其广泛应用于各种建筑结构中。

然而,随着时间的推移,混凝土结构的耐久性逐渐变差,这给建筑的使用寿命和安全性带来了很大的隐患。

因此,混凝土耐久性试验及其影响因素研究具有重要意义。

二、混凝土耐久性试验1.试验目的混凝土耐久性试验的主要目的是评估混凝土结构在不同环境条件下的耐久性,包括抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀、抗碳化、抗冻融循环等。

2.试验方法(1)氯离子渗透试验:使用电导率法或氯离子含量分析法,测定混凝土的氯离子渗透深度。

(2)硫酸盐侵蚀试验:将混凝土试件置于硫酸盐溶液中,测定试件的重量损失和强度损失。

(3)碳化试验:将混凝土试件置于二氧化碳环境中,测定试件的碳化深度和抗碳化性能。

(4)冻融循环试验:将混凝土试件置于冻融循环条件下,测定试件的破坏形式和破坏时间。

3.试验结果分析根据试验结果,可以评估混凝土结构的耐久性,确定相应的维护和修复措施。

三、混凝土耐久性影响因素分析1.材料因素混凝土材料的配合比、水胶比、矿物掺合料等都会影响混凝土的耐久性。

例如,适量的粉煤灰掺合可以提高混凝土的抗氯离子渗透性能。

2.施工因素混凝土的施工质量对混凝土结构的耐久性有很大的影响。

例如,混凝土密实度不足、孔隙率过大等会降低混凝土的耐久性。

3.环境因素混凝土结构所处的环境条件也会影响混凝土的耐久性。

例如,潮湿的环境会加速混凝土的碳化,从而降低混凝土的耐久性。

4.维护因素混凝土结构的维护状况也会影响混凝土的耐久性。

例如,及时清理混凝土表面的污垢可以减少混凝土的氯离子渗透。

四、混凝土耐久性改善技术1.防水剂适量的防水剂可以提高混凝土的密实度,从而提高混凝土的耐久性。

2.表面处理通过表面处理,可以减少混凝土表面的开裂和龟裂,从而提高混凝土的耐久性。

3.修复技术及时发现混凝土结构的病害,并采取修复措施,可以延长混凝土结构的使用寿命。

五、结论混凝土耐久性试验及其影响因素研究是混凝土结构维护和修复的基础。

砼耐久性报告

砼耐久性报告

水泥的性能与应用中的有关问题
表 7-1
硅酸盐水泥 项 目 P²I、P²II P²O P²S P²P P²F P²C
42.5、42.5R、 52.5、52.5R、 62.5、62.5R 以硅酸盐水泥
通用水泥的强度等级、成分及特性
矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合水泥
普通水泥
标号、类型
32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R
HPC与传统混凝土在配合比设计上的区别


传统混凝土 传统混凝土配合比设计仅考虑安全性、工作性和经济性, 以强度指标为核心。 对耐久性要求仅限制最大水灰比与最 小水泥用量,混凝土 组成材料要求不高,对混凝土配合比 设计参数考虑不全面 。 高性能混凝土 配制HPC的关键技术以耐久性作为主要设计指标,针对不 同用途要求,对下列性能有重点地予以保证,耐久性、工 作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。其中高耐久 性和高抵抗变形能力则是重中之重。为此,配制HPC需采 用低水胶比,选用优质原材料,除水泥、水、骨料外,必 须掺加足够数量的矿物掺合料和高效减水剂。
这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上
的使用寿命
北美(加拿大安大略省) 公路桥面板耐久性设计要求
我国现行规范(80年代颁布)与国外比较
配筋混凝土 我国 美国 英国
最低强度 等级
碳化锈蚀 露天雨淋环 境下保护层 厚度
C15
板2cm 梁3cm
C25 3.8cm (d<16) 5.1cm (d>16)
低水泥用量法则
在满足混凝土工作性和强度前提下尽量减小水泥用 量,这是提高砼体积稳定性和抗裂性的一条重要措 施。水泥的水化过程表明,水泥和水的正效应是作 为砼的活性组分,是粘结砂石骨料并产生整体强度 的胶凝材料,但同时也是砼耐久性的主要劣化因子。 过高的水泥浆量会产生高水化热、高的坍落度损失, 增大塑性收缩裂缝出现的几率,导致砼弹性模量降 低,干缩率和徐变值增大。因此,对中、高强砼提 高水泥用量并不能改善砼性能。

混凝土耐久性论文

混凝土耐久性论文随着建筑行业的不断发展,混凝土已成为最常见的建筑材料之一。

混凝土的优点在于耐久性、坚固性和灵活性等特性。

混凝土的耐久性是指其可以在一定程度内经受时间和外界环境的侵蚀而保持稳定。

然而,随着增加对建筑物功能、外观和性能的要求,混凝土建筑的耐久性也变得更加重要。

因此,本文将探讨混凝土耐久性的问题。

首先是防水性问题,混凝土的防水性是其耐久性的重要方面之一。

混凝土结构中的混凝土毛细孔往往是水渗透的最大问题所在。

这些毛细孔可以使水分子渗透到混凝土中,加快水泥的腐蚀速度,导致混凝土材料出现裂缝和脆裂等问题。

为了解决这个问题,可以通过添加防水剂、提高混凝土的密度、采用预应力筋等方法来提高混凝土的耐水性。

此外,还可以使用填充材料或在混凝土表面涂层以提高不透水等级,保护混凝土免受水的侵蚀。

其次是抗震性问题,混凝土的抗震性是建筑物耐久性的重要方面之一。

在地震等自然灾害中,建筑物的抗震能力至关重要。

混凝土材料的强度和稳定性是保持建筑物安全和耐久性的主要因素。

因此,在设计混凝土建筑时必须考虑到地震的固有性质,以使建筑物在地震中不受到破坏或损坏。

为此,可以通过添加钢筋、使用预制混凝土构件等方式来提高混凝土建筑的抗震性。

第三是耐久性的循环问题,混凝土的循环性是指建筑材料的性能、技术和环境对其循环性的影响。

材料的循环性包括耐久性、可回收性和循环利用等方面。

为了提高混凝土的耐久性,需要从原材料、生产工艺和建筑设计等方面着手。

在选择原材料时,需要优选经过认证的材料,选择质量稳定、能有效地提高混凝土耐久性的配方。

在生产过程中,需要检查各个环节是否符合标准,并能及时识别和纠正生产中的问题。

在设计建筑时,需要考虑建筑的环境因素,在同样的负载条件下,生产出更轻、更强的混凝土结构,并结合传统建筑结构和现代系统一起使用。

最终,混凝土的耐久性不仅取决于混凝土本身,还取决于使用方式、环境和维护等方面。

对于混凝土建筑而言,需要定期检查、清洗和修复以保持其坚固可靠。

混凝土结构的耐久性研究

混凝土结构的耐久性研究混凝土结构是我们常见的建筑结构之一,其优点是具备较好的刚度和承载能力,在建筑和基础工程中得到广泛的应用。

但是,由于环境和使用条件的影响,混凝土结构的耐久性问题也需要引起重视和研究。

一、混凝土结构的耐久性问题混凝土结构的耐久性是指结构在预期寿命内维持其设计性能的能力,其中包括性能和形态两个方面。

混凝土结构的外部环境和内部因素是影响其耐久性的主要因素。

1. 外部环境(1)气候因素:混凝土结构的耐久性会受到气候因素的影响,如温度和湿度的变化会导致混凝土膨胀和收缩,从而影响结构的性能和稳定性;气候中的酸雨、氯盐等会对混凝土结构的材料产生腐蚀和侵蚀作用。

(2)土壤因素:如果混凝土结构建在潮湿的土壤中,则会受到土壤中水分、微生物和化学物质的侵蚀,从而影响其性能和耐久性。

2. 内部因素(1)混凝土成分和结构:混凝土结构不同于其他材料,不管是在建造时还是使用过程中,其性能都会因混凝土材料的成分、浇注质量和施工工艺等因素的影响而发生变化。

(2)裂缝和缺陷:混凝土结构中的裂缝和缺陷是其耐久性的主要障碍。

在使用过程中,由于结构受到外部因素的影响,如低温或高温等,结构中的裂缝会逐渐扩大导致其性能下降,因此需要在建造时采取措施加以防止。

二、混凝土结构耐久性研究进展在混凝土结构耐久性研究领域,目前主要的研究方向有:混凝土材料的研发、现场监测技术、耐久性检测技术等。

1. 混凝土材料的研发混凝土结构的耐久性在很大程度上依赖于混凝土材料本身的质量和性能。

因此,混凝土材料的研发和优化是提高混凝土结构耐久性的基础和关键。

目前,国内外学者在混凝土材料的研发中主要研究以下方面:(1)新型混凝土材料:如高强度混凝土、自养抗裂混凝土、自密实混凝土等。

这些新型混凝土材料不仅具有更好的力学性能,而且具有更好的耐久性。

(2)混凝土材料添加剂:如氧化硅、纳米硅酸盐、超细磨料、氧化铝等添加剂,可以提高混凝土材料的力学性能和耐久性,同时还能够减少混凝土中的裂缝数量和裂缝宽度。

混凝土的耐久性研究原理

混凝土的耐久性研究原理一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料,其在建筑物中的使用范围广泛,包括地基、结构、地面、道路、桥梁等。

混凝土的耐久性是保证建筑物长期使用的关键因素,因此研究混凝土的耐久性具有重要意义。

本文将阐述混凝土的耐久性研究原理。

二、混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在一定的环境条件下,经过一定时间的使用或存放后,仍然能够保持其原有的性能和功能,不发生严重的损坏或破坏的能力。

混凝土的主要耐久性问题包括以下几个方面:1.抗压强度:混凝土的抗压强度是指混凝土在受到压力作用时所能承受的最大压力,是混凝土的一项重要性能指标。

混凝土在长期使用过程中,由于受到各种因素的影响,其抗压强度会逐渐下降,因此需要进行耐久性研究。

2.抗冻融性:混凝土的抗冻融性是指混凝土在低温环境下经过多次冻融循环后,仍然能够保持其原有的性能和功能,不发生严重的损坏或破坏的能力。

混凝土在长期使用过程中,由于受到寒冷气候的影响,其抗冻融性能可能会下降,因此需要进行耐久性研究。

3.耐久性:混凝土在长期使用过程中,会受到各种因素的影响,如氧化、腐蚀、水分渗透等,这些因素会导致混凝土的性能下降,因此需要进行耐久性研究。

4.渗透性:混凝土的渗透性是指混凝土中的孔隙能否允许水、气体等物质通过。

混凝土的渗透性越大,就会导致混凝土的性能下降,因此需要进行耐久性研究。

三、混凝土的耐久性研究方法混凝土的耐久性研究方法主要包括以下几种:1.试验法:试验法是混凝土耐久性研究的主要方法之一。

试验法可以通过实验室的试验设备对混凝土进行各种性能测试,如抗压强度、抗冻融性、耐久性、渗透性等。

试验法可以对混凝土的性能进行准确的评估。

2.现场观察法:现场观察法是混凝土耐久性研究的另一种方法。

现场观察法可以通过对混凝土建筑物在使用过程中的观察,来评估混凝土的性能和耐久性。

现场观察法可以对混凝土的实际使用情况进行评估。

3.统计分析法:统计分析法是混凝土耐久性研究的一种方法。

混凝土的耐久性研究

混凝土的耐久性研究摘要:随着城市化建设力度加快,混凝土以价格低廉、性能优越在基础设施中成为了首选的施工材料,具有用量大、用途广等特点。

对于混凝土结构,它的耐久性是施工质量以及安全的重要保障[1]。

碳化、钢筋腐蚀、冻融及碱-骨料反应等构成混凝土耐久性的主要内容, 而耐久性与强度作为混凝土的两个重要指标,在施工与设计中,受各种因素影响,对混凝土耐久性的重视力度明显缺乏。

针对这种情况,为了促进混凝土施工持续发展,必须在环境保护与基础设施上,提高混凝土施工的耐久性。

本文从混凝土的抗冻性、混凝土的碳化、碱集料反应、耐磨性、钢筋锈蚀等5个方面对混凝土耐久性影响因素改善措施等方面进行了深度研究和探索,通过从结构形式、原材料、细节构造、工艺措施等方面进行综合对比,从施工、设计与维修上提升施工质量。

关键词:混凝土耐久性;抗冻性;碳化;钢筋锈蚀;碱骨料反应;Abstract:LiFePO4is an important cathode material for lithium-ion batteries. Regardless of the biphasic reaction between the insulating end members, Li x FePO4, optimization of the nanostructured architecture has substantially improved the power density of positive LiFePO4 electrode. The charge transport that occurs in the interphase region across the biphasic boundary is the primary stage of solid-state electrochemical reactions in which the Li concen-trations and the valence state of Fe deviate significantly from the equilibrium end members. Complex interactions among Li ions and charges at the Fe sites have made understanding stability and transport properties of the intermediate domains difficult. Long-range ordering at metastable intermediate eutectic composition of Li2/3FePO4has now been discovered and its superstructure determined, which reflected predomi-nant polaron crystallization at the Fe sites followed by Li+redistribution to optimize the Li Fe interactions.Keywords: cathode material; LiFePO4; lithium ion battery; metastable mesophase; Li2 / 3FePO4; solid material1 引言1.1 研究背景和意义水泥混凝土以其原材料易得、易浇注成型、适应性强、性价比高、综合能耗低等优点而成为当今世界上应用最广泛、用量最大的建筑材料,对于混凝土结构,它的耐久性是施工质量以及安全的重要保障。

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学 年 论 文 混凝土耐久性研究综述

学生姓名 叶儒剑 学 号 10134237 院 系 工学院 专 业 土木工程 指导教师 杨丽君

完成日期 2013-6-9 混凝土耐久性研究综述 摘 要: 混凝土结构虽然是一种应用非常广泛的结构形式,但因其材料自身和使用环境的特点,在有些情况下出现较严重的耐久性问题,这已经给各国带来了巨大的经济损失和财政负担。本文主要阐述了国内外混凝土耐久性的研究发展现状,并介绍了提高混凝土耐久性的措施与方法。 关键词: 混凝土耐久性; 经济损失;

引言 混凝土结构的耐久性是指结构在使用过程中,在内部的或外部的、人为的或 自然的因素作用下,保持自身工作能力的一种性能[1],指结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的使用期内,不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力[2]。 长期以来,耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生,造成的损失也是难以估量的。混凝土结构的耐久性问题十分复杂,常见的破坏因素分为九大类:冻融循环、碳酸化、碱集料反应、钢筋锈蚀、化学腐蚀、海水侵蚀、淡水溶蚀、应力破坏及多因素综合作用,在这些破坏因素的作用下,混凝土的使用寿命大为缩短。 由结构混凝土耐久性不足造成的后果是非常严重的。美国1975年由于腐蚀引起的损失达700亿美元,1985年则达1680亿美元[2]: 1991年仅修复由于耐久性不足而损坏的桥梁就耗资910亿美元[3]。英国每年用于修复钢筋混凝土结构的费用就达200亿英镑[4]。建国初期的建筑均已达到必须大修的状态;现有大多数工业建筑不能满足安全、经济使用50年的要求,一般使用25~30年就需大修加固[5][6]. 提高混凝土耐久性就是要针对这些内外影响因素采取合理有效的技术措施和管理措施。 1 国内外混凝土耐久性研究现状 1.1 氯离子侵蚀环境下混凝土结构耐久性研究 钢筋腐蚀是影响混凝土耐久性的主要因素,氯离子又是导致钢筋腐蚀的主要原因,而处于海洋及除冰盐等氯侵蚀环境下由于氯离子侵入造成的混凝土结构破坏是最严重的。 目前氯离子对混凝土钢筋的腐蚀机理已有较多的研究,而氯离子对混凝土的侵入却尚未有一个统一的模型[7]。

氯离子对混凝土结构耐久性的最大影响在于它会侵入混凝土,破坏钢筋表面的钝化膜,从而造成钢筋锈蚀。一般情况下,以扩散为主来建立氯离子在混凝土中的传输模型。 从上个世纪60年代以来,氯离子环境下混凝十材料的耐久性问题越来越引起世界各国的普遍关注。1976年美国试验与材料协会(ASTM)召开了氯化物腐蚀问题专题会议,专门对氯离子环境下混凝十耐久性问题进行了探讨,以后每年都对此问题进行立项研究。英国也于1979年在伦敦召开了专门的学术会议,探讨如何防护氯离子对钢筋混凝上结构物的腐蚀。到了上个世纪八、九十年代,很多发达国家的大量钢筋混凝土结构物老化问题严重,氯离子环境下钢筋混凝土结构物的耐久性问题得到了高度重视,开始在各自的研究成果基础上制定耐久性设计规范和指南,如1992年ACl201委员会编制的耐久性混凝土指南、1992年欧洲CEB颁布的《耐久性混凝上设计指南》等。 1991年全国钢筋混凝土标准技术委员会下成立了“混凝土耐久性学组”,1992年中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分科学会下成立了“混凝土耐久性专业委员会”。 1.2 硫酸盐侵蚀下混凝土的耐久性研究 .硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要内容,同时也是影响因素最复杂,危害性最大的一种环境侵蚀。土壤、地下水、海水、腐烂的有机物以及工业废水中都含有硫酸根离子,它们渗入混凝土内部并与水泥水化产物发生反应,使混凝土产生膨胀、开裂、剥落等现象,从而使得混凝土的强度降低直至丧失。 从SO42-的来源看,混凝土的硫酸盐侵蚀可分为内部和外部侵蚀。内部侵蚀是由于混凝土组分本身带有的硫酸盐引起的,而外部侵蚀是环境中的硫酸盐对混凝土的侵蚀。外部侵蚀可分为两个过程:(1) SO42-由环境溶液进入混凝土孔隙中,这是一个扩散过程,其扩散速率决定于混凝土的抗渗性;(2) SO42-与其他物质的反应过程。近年来,由于含硫酸盐外加剂及含硫酸盐集料的大量采用,内部硫酸盐侵蚀也成为研究热点[8]。 但是与混凝土耐久性中其它问题如抗冻性、抗渗性、碳化和碱一集料反应等相比,对硫酸盐侵蚀的研究还远远不够,具体体现在:(1)对混凝土硫酸盐侵蚀破坏机理的认识只是表面上的,缺乏深入的全面的系统研究。如钙矾石与石膏的形成条件,结晶速度,结晶数量与结晶压力的关系,混凝土的工作条件与硫酸盐侵蚀的类型、速度的关系等都只是定性的了解,缺乏定量的深入研究;(2)我国的环境水侵蚀判定标准GB749.65试验方法基本上是沿用前苏联的1954年的标准CH249和H114.54,未能反映几十年来在硫酸盐侵蚀研究方面的新进展与新成果:(3)缺乏对防治硫酸盐侵蚀方法的研究。一些工程单位由于对混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理认识不够,在处理和修补遭受硫酸盐侵蚀破坏的建筑物时,往往由于材料选择不当而无法取得预期效果。 从七十年代开始,我国的一些科研单位如国家建材局建筑材料科学研究院、铁道部科学研究院、冶金设计研究院和水利水电科学研究院等单位都曾针对具体工程破坏实例,对混凝土硫酸盐侵蚀问题进行广泛的研究,取得了许多有益的科研成果,并制定了环境水侵蚀判定标准和比较不同水泥抗硫酸盐侵蚀能力的国家标准试验方法GB749-65和GB2420-80。

2 提高混凝土耐久性的措施与方法 技术措施主要有材料、外加剂和结构设计三个方面。

2.1合理选择混凝土材料和配合比 (1)合理选择水泥品种 不同品种的水泥对化学结合能力、混凝土抗渗性、强度的形成、耐腐蚀性、耐冻性和延缓碳化的能力有比较大的差别.在一般环境条件下,直选择低水化热和低含碱量的水泥,不宜选择早强水泥。 (2)合理选择混凝土的骨料 骨料在混凝土中所占的体积最大,因此,混凝土的骨料除要求质地坚硬和 有足够的强度外,还必须具有稳定的物理和化学性质[9]。 (3)控制水胶比和水泥用量 控制水胶比是为了减少混凝土拌合物凝结后多余的水溢出所产生的毛细孔道和孔隙、减小混凝土的渗透性,防止冻融破坏。控制水泥用量也是为了保证混凝土的密实性,通常规定混凝土在某一环境使用条件时的最低水泥用量。 (4)选用优质掺合料,配置高耐久性混凝土 掺加部分粉煤灰或细磨矿渣或硅灰是配置高耐久性混凝土必不可少的组分。这可以减少水泥用量,改善混凝土中细微颗粒的级配,提高浆体和界面的致密性。 (5)在选择和使用各种材料时,限制氯盐含量 限制使用材料的氯盐含量是减少混凝土氯盐含量的第一步,也是人们可以进行控制的。外部使用环境的氯盐控制目前尚没有很好的办法予以解决。 2.2使用性能良好的外加剂 提高混凝土的密实性,减少混凝土的渗透性可以提高混凝土的抗侵蚀能力。混凝土的渗透性控制着水及侵蚀性液体或气体渗入的速率,同时,也能抑制水泥浆体中的毛细传递作用,因此,渗透性与混凝土的耐久性有着最为密切的关系,大幅度提高混凝土的抗渗性是改善其耐久性的关键。使用高效减水剂和引气剂,可以较大地提高混凝土的抗渗透性,恰当地使用一些养护剂、阻锈剂等,也可以改善和提高混凝土的耐久性[10]。 2.3合理的结构设计和构造设计 (1)保证有足够的混凝土保护层厚度 混凝土的高碱性可使钢筋表面形成致密的钝化膜,对钢筋有良好的保护作用。混凝土保护层可以阻止外界侵蚀介质、氧气和水分的渗入,保护作用的效果与混凝土的密实度和保护层的厚度密切相关。适当加大混凝土保护层的厚度是提高混凝土耐久性、延长混凝土结构使用寿命的重要措施。 (2)合理地设计结构及构造 对易于发生耐久性问题的结构或构件部位,在设计中应通过合理的结构设计和合理的构造措施予以克服。例如,使建筑物利于排水,以保证混凝土的干燥;合理进行结构布置以及地基处理,减少建筑物不均匀沉降造成的裂缝等。 3. 结束语 混凝土耐久性问题导致建筑结构的安全性能和使用性能降低,严重影响建筑工程项目全寿命的经济效益。混凝土耐久性问题主要包括混凝土碳化、钢筋锈蚀、混凝土冻融破坏和混凝土碱-骨料反应等。它们的机理和对结构性能的影响不同,其中钢筋腐蚀是影响混凝土耐久性的最主要原因。 混凝土在氯离子侵蚀下的耐久性研究现在在国内已经有一定历史,但是对混凝土在硫酸盐侵蚀下的耐久性研究却远远不够。 提高混凝土耐久性必须采取有效的技术措施和管理措施,包括合理选择混凝土材料和配合比、使用性能良好的外加剂、合理的结构设计和构造、加强施工管理等。对恶劣环境下的混凝土结构,需要采用特别的防护措施和技术。提高混凝土耐久性将产生良好的经济、社会和环境效益。 混凝土结构的安全性、适用性和耐久性是保证结构可靠性不可缺少的要求。如果没有耐久性问题,结构的安全性和适用性通常是恒定的。混凝土耐久性问题导致了结构的安全性和适用性不断降低,当混凝土结构的耐久性达到一定程度时,结构的安全性和适用性就无法保证。因此,研究混凝土耐久性并将之提高改善将具有非常现实的意义。

参考文献: [1] 金伟良,赵羽习.混凝土结构耐久性研究的回顾与展望[J].浙江大学学报,2002,36(4):371-381. [2] 冯乃谦.混凝土及混凝土结构物的耐久性[J].施工技术,1995,7:35-37. [3] 卢木.混凝土研究现状和研究方向[J].工业建筑,1997,27(5):1-4 [4] METHPAPK.Concrete durability:fifty year’s progress [A].Proceeding of 2nd International Conference on Concrete Durability[C].ACI SPl26-1,1991,1-33 [5] 邸小坛.混凝土结构的耐久性综合调查报告.混凝土结构耐久性综合调查组,1990.1 [6] 韩继云,蔡鲁生.钢筋混凝土构件中钢筋锈蚀的试验研究.中国建研院结构所,1991.9 [7] 龚洛书,刘春圃.混凝土的耐久性及其防护修补[M].北京:中国建筑工业出版社,1990. [8] 胡曙光,覃立香,丁庆军,熊晓平.矿渣对混凝土抗硫酸盐侵蚀性的影响[J].武汉工业大学学报.1998(11):66-69 [9] 田培,王玲,姚燕等.碱集料反应破坏特征.重点工程混凝土耐久性的研究与工程应用[M].北京:中国建材工业出版社,2000 [10] 李田,刘西拉.混凝土结构的耐久性设计[J].土木工程学报,1994

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