当前位置:首页 > 工学 > 建筑工程 >

混凝土的耐久性研究

分享到:
作者:管理员。 TAGS:研究,混凝土,耐久性,结构,提高,
   一、混凝土耐久性的概念 混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性,正常使用和可接受的外观能力。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)中,明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。但现行设计规范只划分成两个极限状态,即承载能力
极限状态和正常使用极限状态,而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中,且以构造要求为主,混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能不仅包括结构的安全性,而且更多地体现在适用性上。
  1.混凝土的性能对其耐久性的影响
  1.1强度与耐久性
  混凝土强度(抗压)是混凝土最重要的力学性能指标,直接影响其应用,提高混凝土的强度一直是人们所追求的目标。从理论上讲,混凝土的强度越高其结构越致密,抵抗外部环境作用的能力越强,耐久性越好。但事实上并非如此,因为要实现高强就必须加大水泥用量、提高水泥标号,从而引起水化反应剧烈,水化放热多而快,混凝土自身收缩、干燥收缩、温度收缩作用强烈,由此产生的拉应力足以导致混凝土开裂、混凝土结构一旦出现裂缝(纹),就为冻融、化学侵蚀及碱骨料反应等劣化作用敞开了方便之门,耐久性降低在所难免。
  1.2流动性与耐久性
  混凝土拌和物的流动性从10年前70~80mm发展到现在大量商品混凝土180~200mm,实现了混凝土泵送和高抛,大大提高了施工效率,保证了振捣质量,这无疑是混凝土施工技术的一大进步。但大流动性需要较大用灰量和用水量,而这正是混凝土收缩裂缝产生的一个重要原因;虽然减水剂的使用可以保证在水灰比不变或有所降低的前提下流动性得到改善、但拌和物的均质性和稳定性却明显变差,在运输、浇捣过程及成型后都容易出现离析、沉降、泌水现象,从而在骨料和水泥浆的界面,以及钢筋与混凝土的界面形成薄弱的过渡区,混凝土硬化后,形成大量孔隙和微裂缝。这是导致混凝土结构耐久性降低的根本有罪。因此,从提高混凝土的耐久性考虑,不宜过分增加拌和物的流动性、应根据工程特点全面考虑,注重拌和物的工作性,流动性的大小要服从需要于体积稳定性和均质性。
  1.3延伸性与耐久性
  混凝土的延伸性与徐变、变形模量和抗拉强度三者存在密切关系,徐变大,变形模量小,抗拉强度高的混凝土延伸性较好,裂缝的开展得以延迟和减小,混凝土的耐久性好。
[论文网 ashaj3ah.com]混凝土随着强度的提高,徐变作用急剧减小、变形模量增大。因此尽管混凝土的抗拉强度伴随抗压强度的提高有所提高但延伸性却大大降低,开裂的时间反而提前。裂缝开展的宽度增加,耐久性变差了。综上所述,水泥生产工艺的改进、混凝土施工技术的发展,对混凝土的性能产生了显著的影响, 客观上造成了混凝土拌和物体积稳定性下降,均质性变差,硬化后变形能力降低;结构本身存在着隐患,混凝土硬化期间的变形受约束而得不到徐变的缓解,导致比以往大得多的拉应力,三者共同作用造成混凝土裂缝不断地扩展与连通,再加上混凝土结构自身的孔隙缺陷,在外界环境的作用下过早劣化即耐久性下降就成为必然。
  2.提高混凝土耐久性的措施
  2.1强化环境的针对性
  尽管混凝土耐久性问题是多种多样的,但造成耐久性不良的原因可归结为两方面,①外部环境,②混凝土内部缺陷及组成材料的特性。因此,提高混凝土的耐久性必须从提高结构抵抗环境劣化作用能力和减少混凝土内部缺陷及改善其组成材料的性能着手。
  2.2原材料的选择
  2.2.1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。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准,如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此,工程中选择水泥强度的同时,需考虑其工程性能,有时,其工程性能比强度更重要。
  2.2.2集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性,防止碱集料反应造成的危害,集料的耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度;大量研究表明了掺粉煤灰,矿渣,硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能,改善混凝土内孔结构,填充内部空隙,提高密实度,高掺量混凝土还能抑制碱集料反应,因而掺混合材混凝土,是提高混凝土耐久性的有效措施。即近年来发展的高性能混凝土。
  • 共2页:
  • 上一页
  • 1
  • 2
  • 下一页