如何提高混凝土的耐久性.pdf

第 3 1卷第 3期 2 0 1 1 年 9月 黑 龙 江 冶 金 H e i l o n g j i a n g Me t a l l u r g y V o 1 3 l N o 3 S e p t e mb e r 2 01 1 如何提 高混凝土 的耐久性 陈 铁 ( 哈尔滨市德武商品混凝土制造有限责任公 司，哈尔滨 1 5 0 0 6 0) 摘要： 提高混凝土的强度主要是研究混凝土的耐久性。混凝土的耐久性又包括抗冻性 、 抗渗性、 抗侵蚀性及 抗碳化能力。本文从工程角度分析了混凝土耐久性问题 ， 并总结了提高混凝土耐久性的几个措施。 关键词： 耐久性；高效减水剂； 活性矿物掺料 Ho w t o I mp r o v e t h e Du r a b i l i t y o f Co n c r e t e Ch e n 孔e ( H a r b i n D e Wu C o m m e r c i a l C o n c r e t e Ma n u f a c t u r i n g C o ， L t d ，H a r b i n 1 5 0 0 6 0 C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ho w t o i mp r o v e t h e s t r e n g t h o f c o n c r e t e i s ma i n s t u d y i n t h e d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e T h e d u r a b i l i t y o f c o n c r e t e i n c l u d e s F r o s t r e s i s t a n c e，i mp e r me a b i l i t y ，c o r r o s i o n r e s i s t a n c e a n d a n t i c a r b o na t i o n T he p a p e r g i v e s s o me me a s u r e s i mp r o v i ng d u r a bi l i t y o f c o n c r e t e i n t he r e s p e c t o f t h e e n g i n e e r i n g p o i nt o f v i e w Ke y W o r ds： Dur a b i l i t y；h i g h e f f i c i e n t l y wa t e r r e d uc i n g a g e n t ；a c t i v e mi n e r a l a d d i t i v e s 在土建工程 中， 混凝土是用途最广 、 用量最大 的建筑材料之一。近百 年来 ， 混凝 土强度不断 的 提高成为它主要的发展趋势。发达 国家越来越多 的使用 5 0 MP a以上的高强混凝土。 高性能混凝土的核心是保证耐久性 。耐久性 对丁程量浩 大的混凝土工程来说 意义非常重要 ， 若耐久性不足 ， 将会产生极严重的后果 ， 甚至对 未 来社会造成极为沉重的负担 。 析 ， 就可以找 出提高混凝 土耐久性 的主要技术途 径。如上分析 ， 要提高混凝 土的耐久性 ， 必须 降低 混凝土的孑 L 隙率 ， 特别是毛细管孔隙率 ， 最 主要的 方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果 纯粹 的 降低用水量 ， 混凝土的工作性将 随之降低 ， 又会导 致捣实成型有所 困难 ， 同样造成混凝土结构不致 密， 甚至出现蜂窝等宏观缺陷， 不但混凝土强度降 低 ， 而且混凝土的耐久性也同时降低。 1 影响混凝土耐久性的主要因素 2 提高混凝土耐久性几种方法 首先 ， 在混凝土工程 中为了满足混凝土施 工 工作性要求 ， 即用水 量大 、 水灰 比高 ， 因而导 致混 凝土的孔隙率很高 ， 约 占水泥石总体 积的 2 5 4 0 ， 特别是其 中毛细孔 占相当大部分， 毛细孔是 水分、 各种侵蚀介质、 氧气、 二氧化碳及其它有害 物质进入混凝 土内部 的通 道 ， 引起混凝 土耐久性 的不足； 其次 ， 水泥石中的水化物稳定性不足也会 对耐久性产生影 响。 根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分 2 1 原材料的选择 ( 1 ) 根据工程所处环境 的要求 ， 对水泥品种的 选择又必须 慎重， 水泥类材料 的强度是通 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 ， 并结合工程 的具体性 能进行 选择 。 ( 2 ) 提高混凝土的密实度， 控制水灰 比及保证 足够 的用水量 ， 是保证混凝 土密实度并提高混凝 收稿 日期 ： 2 0 1 01 22 1 作者简介： 陈铁， 毕业于哈市建筑材料工业学校， 建材制品专业， 助理工程师。 3 2 第 3期 陈铁： 如何提高混凝土的耐久性 土耐久性 的关键。在一定范 围内， 水灰比越小 ， 混 凝土强度也越高； 反之， 水灰比越大， 用水量越多， 多余水分蒸发 留下的毛 隙孔越 多， 从而使强度越 低。 ( 3 ) 改善粗骨料 的颗粒级配 ， 砂的颗粒级配是 指粒径不同的砂粒互相搭 配 的情况 ， 级配 良好 的 砂 ， 空隙率小 ， 不 仅可 以节省水泥 ， 而且可 以改善 混凝土拌合物的和易性 ， 提 高混凝土的密实度 ， 强 度和耐久性 。 2 2 b J J U 剂的应用 2 2 1 掺入高效减水剂 混凝土外加剂是在拌制混凝土的过程 中掺人 用以改善混凝土性能的物质 ， 外加剂 的掺量很小 ， 却能显著的改善混 凝土的性能 ， 提 高技术 经济效 果 ， 使用方便 ， 因此受 到国内外 的重视 ， 而且 已成 为混凝土中除水泥 、 砂 、 石 、 水以外的第 5组分。 施工中为 了保 持混 凝土 拌合物 所需 的工 作 性 ， 就必须在拌和时相应地增加用水量 ， 这样就会 促使水泥石结构中形成过多的孔隙。许多研究表 明， 当水灰 比降低 到 0 3 8以下时 ， 消除毛细管孔 隙的 目标便可以实现 ， 而掺人高效减水剂 ， 完全可 以将水灰比降低到 0 3 8以下。 2 2 2 掺人高效活性矿物掺料 普通水泥混凝土的水 泥石 中水化 物稳定性 的 不足， 是混凝土不能超耐久 的另一主要 因素。在 普通混凝土 中掺入活性矿物 的 目的， 在于改善混 凝土中水泥石的胶凝物质 的组成。活性矿物掺料 中的化学成分能和水泥水化过程 中产生的流离石 灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反应 ， 生成强度更 高、 稳定性更优的低碱性水化矽酸钙， 从而达到改 善水化胶凝物质的组成 ， 消除游离石灰的 目的， 使 水泥石结构更为致密， 并阻断可能形成的渗透。 2 3 消除混凝土 自身的结构破坏 因素 除了环境 因素引起 的混凝 土结构破坏 以外 ， 混凝土本身的一些物理化学收缩和干缩过大也引 起开裂 ， 水化性过热过高引起 的温度 裂缝 ， 硫酸铝 的延迟生成 ， 以及混凝土的碱骨料反应等。因此 ， 要提高混凝 土的耐久性 ， 就必须减小或 消除这 些 结构破坏因素。加强施工控制环节， 避免收缩及 温度裂缝产生 ， 以提高混凝土的耐久性。 2 4 保证混凝土的强度 尽管强度与耐久性是不 同概念 ， 但又密切 相 关 ， 它们之间的本质联系是基于混凝土 的内部结 构， 都与水灰比这个因素直接相关。在混凝土能 充分密实条件下， 随着水灰比的降低， 混凝土的孔 隙率降低， 混凝土的抗渗性提高， 因而各种耐久性 指标也随之提高。同时也大幅度地提高 了混凝土 的耐久性 。此外 ， 在排除内部破坏因素的条件下 ， 随着强度的提高， 其抵抗环境侵蚀 破坏的能力也 越强。 2 5从混凝土的应力方面 2 5 1 混凝土的设计应考虑耐久的要求 混凝土配合 比的设计在满 足混凝土强度 ， 工 程性的同时应考 虑尽量减少水泥用量 和用水量 ， 降低水化热 ， 减少收缩裂缝 ， 提高密实度 ， 采 用合 理的减水剂和引气剂 ， 改善混凝土内部结构 ， 掺人 足够的混合料 ， 提高混凝土耐久性能。 结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土 保护层厚度 ， 预防外界介质渗入 内部腐蚀钢筋。 2 5 2 混凝土工程施工应考虑结构耐久性 混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法 ， 裹砂法 、 裹砂石法等工艺 ， 提高混凝土强 度， 减少用水量 ； 大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝 土的温度裂 缝 、 收缩裂缝 、 施工裂缝 ， 建立混凝土 的浇筑振捣 制度 ， 提高混凝土密实度和抗渗性 ， 重视混凝土振 捣后 的表 面工序 ， 并加 强养护 ， 以减 少混凝 土裂 缝。混凝土的施工过程 中施工裂缝 的管理至关重 要 ， 应加强施工质量管理 ， 特殊季节施工 的混凝 土 结构 ， 尚应采取特殊措施。 2 5 3 结构的 日常维护 结构在使用 阶段 ， 应注意检 测 ， 维护 和修 理 ， 对处于露天和恶劣环境下 的基础设施工程更应如 此 ， 建立检测和评估体系 ， 及时发现 ， 及 时修理 ， 确 保混凝土结构的正常使用。 3 结语 混凝土的外部环境 ， 内部孔结构 ， 原料 、 密实 度和抗渗性是混凝土耐久性能的重要 因素， 因此， 工程中应根据具体情 况， 有针对性地采取相应 措 施， 提高混凝土的耐久性， 强度和耐久性是混凝土 结构的两个重要指标 ， 因 以往工程 中习惯上 只重 视混凝土的强度 ， 或片面追求强度而忽视混凝 土 的耐久性。混凝土的耐久性是使用期内结构正常 功能的能力 ， 关系结构物 的使用寿命 ， 随着结构物 老化和环境污染 的加重 ， 混凝土耐久性 问题 已引 起了各主管部门和广大设计 ， 施工部门的重视。 3 3