浅谈混凝土中的孔
混凝土孔洞注浆方案

混凝土孔洞注浆方案混凝土结构在长期使用中,由于各种因素的作用,难免会产生裂缝和孔洞。
这些孔洞不仅会影响建筑物的美观,还会导致结构强度下降,从而影响建筑物的安全性。
为了修复这些孔洞,混凝土孔洞注浆方案应运而生。
一、孔洞注浆原理注浆是通过一定的工艺和技术手段,将特定的浆液注入混凝土孔洞,以填充和修复孔洞。
孔洞注浆主要通过以下原理实现:1. 高压浆液注入:利用高压注浆设备,将浆液通过注浆管道送入混凝土孔洞。
高压注浆可以有效地将浆液注入到细小、深层的孔洞中。
2. 压裂效应:注浆过程中,高压浆液对孔洞周边的混凝土施加压力,产生压裂效应,将浆液注入到更广泛的空隙中,提高注浆效果。
3. 浆液胶凝硬化:注浆液体中添加了胶凝材料,在注浆过程中,胶凝材料与周围的混凝土反应,形成胶状物质填充孔洞,充分凝固后能够增强混凝土的力学性能。
二、孔洞注浆方案步骤针对混凝土结构中的孔洞进行注浆修复,通常需要按照以下步骤进行:1. 孔洞检测:使用专业的检测仪器对混凝土结构中的孔洞进行检测和评估,确定孔洞的大小、位置和分布。
2. 预处理:清理孔洞周围的杂物和松散混凝土,确保注浆效果。
对于较大的孔洞,可以进行凿除和开挖,为注浆做好准备。
3. 注浆材料准备:根据孔洞的情况和注浆要求,配制合适的注浆材料,通常包括胶凝材料、填充材料和外加剂等。
按照材料使用说明进行准备。
4. 注浆施工:使用注浆设备,将注浆液体通过注浆管道注入到孔洞中。
根据孔洞的大小和形状,选择合适的注浆方法,例如单孔注浆、多孔注浆或面板注浆等。
5. 注浆检测:注浆完成后,使用非破坏性检测方法对注浆效果进行评估,确保注浆充实度和胶凝硬化效果达到设计要求。
6. 后续处理:待注浆液体充分固化后,进行表面修复和整理,使修复后的混凝土结构与周边环境协调统一。
三、孔洞注浆方案的应用领域孔洞注浆方案广泛应用于各类建筑物和基础设施的混凝土结构修复和加固中,例如:1. 建筑物外墙和内墙的裂缝和孔洞修复。
浅谈钻孔灌注桩的清孔要点

浅谈钻孔灌注桩的清孔要点【摘要】钻孔灌注桩是一种常用的地基处理方法,清孔是确保钻孔灌注桩质量的重要环节。
在清孔前需要做好准备工作,如清理孔底垃圾和清除杂物。
在清孔过程中需注意保持孔壁稳定,防止坍塌。
清孔后的验收标准主要包括孔径、垂直度和深度等指标。
清孔时可能会遇到的常见问题有孔壁坍塌、水泥浆泄漏等,需及时处理。
清孔的工具和设备包括清孔机、清孔箍等。
清孔是保证钻孔灌注桩质量的关键环节,只有严格遵守清孔要点,才能确保工程质量。
通过正确的清孔操作,可以有效提高钻孔灌注桩的质量和稳定性,确保工程顺利进行。
【关键词】钻孔灌注桩、清孔、质量、准备工作、注意事项、验收标准、常见问题、工具和设备、关键环节、工程质量、严格遵守、清孔要点。
1. 引言1.1 钻孔灌注桩的定义钻孔灌注桩是一种常用的地基基础工程施工方法,通常用于支撑大型建筑物或桥梁等工程结构。
钻孔灌注桩是通过在地面上先进行钻孔,然后在钻孔中灌入混凝土,形成一个承载能力强的桩体,以支撑工程结构。
钻孔灌注桩的优点包括承载能力大、抗震性能好、施工速度快等。
在施工钻孔灌注桩的过程中,清孔是一个至关重要的环节。
清孔指的是在进行钻孔灌注桩施工前,需要清除钻孔中的泥沙、水等杂质,以确保灌入混凝土的桩体质量。
清孔对于钻孔灌注桩的质量起着至关重要的作用,如果清孔不彻底或不规范,将会影响桩体的承载能力和抗震性能。
严格遵守清孔要点,做好清孔工作是确保钻孔灌注桩质量的关键。
只有在清孔前的准备工作、清孔过程中的注意事项、清孔后的验收标准、清孔时遇到的常见问题以及清孔的工具和设备等方面严格把关,才能最大程度地保证钻孔灌注桩的施工质量和工程安全。
1.2 清孔对钻孔灌注桩质量的重要性清孔对钻孔灌注桩的质量起着至关重要的作用。
钻孔灌注桩是一种常见的基础工程形式,其质量直接影响着整个工程的安全和稳定性。
而清洁的孔洞是确保钻孔灌注桩质量的关键环节之一。
清洁的孔洞可以确保混凝土能够完全填满孔洞,避免孔洞内部出现空洞或者缺陷。
浅谈混凝土施工的一点心得体会

浅谈混凝土施工的一点心得体会本文就混凝土的施工方面方法进行简要论述。
标签混凝土;施工;措施从事建筑工程施工几十年了,建筑工程结构由砖混、钢混、框架到框剪,楼层由一层、多层到高层,回想一路走过的历程感触颇多,下面仅就混凝土施工方面的问题谈一点心得体会。
一、混凝土混凝土是由水泥、净砂、碎石加水混合而成,原材料的质量和上述三种材料的配合比非常重要,直接影响建筑产品的质量。
施工中易存在下列问题:1、材料的质量控制不严。
(1)对进场的水泥不复试,尤其是小水泥厂生产的水泥质量不稳定。
(2)不同品种、不同标号的水泥混放。
不同水泥品种混用,也同样影响工程质量,必须严格控制。
(3)砂、石子的含泥量以内。
这是保证砼强度稳定的重要技术措施之一。
(4)外加剂使用不当。
掺抗冻剂的不抗冻,尤其是计量不准,容易产生事故,如某热电厂锅炉的基础砼中,掺木质素磺酸钙掺量多于规定3—4倍,导致砼坍落度达18mm,石子下沉,混凝土结构不均匀,浇筑后100h仍不凝固硬化,28d的强度不足32%而返工,故混凝土掺外加剂必须认真计量。
2、砼的拌制不规范。
宜按《规范》先到化验室做配比试验后到现场进行现场配合比确定后才能进行施工。
3、搅拌砼不计量。
有了正确的配合比,在搅拌时不计量,混凝土强度还是没有保证。
4、砼要随拌随浇筑。
5、砼振捣不当。
(1)由于砼没有振捣密实,构件的麻面、露面、露筋、鼠洞等缺陷屡见不鲜。
(2)为了确保浇筑质量,必须控制砼每层的下料厚度,一般用插入式振捣棒振实的砼厚度不宜大于400mm,振动头移动的间距不宜大于300mm。
必须控制不漏振,不少振,不过振,要掌握“快插慢拔”的方法,振捣密实是提高砼构件质量的主要条件。
6、不重视砼构件养护。
砼构件浇筑后需要及时湿养护,使水泥继续水化,因不及时养护或不养护,常造成表面失水而干裂,水泥不能继续硬化,尤其是在夏季高温有风天气失水更快,砼强度一般比养护的要降低30%左右。
养护方法有3种;(1)用塑料膜封闭养护。
浅谈钢筋混凝土钻孔灌注桩常见的质量问题及预防措施

浅谈钢筋混凝土钻孔灌注桩常见的质量问题及预防措施摘要:钢筋混凝土钻孔灌注桩是一种常用的基础工程结构形式,用于提供强大的承载能力和稳定性。
然而,由于施工过程中存在一些潜在的质量问题,可能会影响桩的使用寿命和结构的安全性。
本文总结了钢筋混凝土钻孔灌注桩常见的质量问题,如强度不达标、钢筋布置不合理、混凝土质量差等,并提出了相应的预防措施,包括施工管理的规范、材料选择的合理性和施工工艺的优化等。
1. 引言钢筋混凝土钻孔灌注桩作为一种重要的基础工程结构形式,在建设行业得到广泛应用。
其优点包括承载能力强、稳定性好、施工简便等。
然而,在施工过程中,常常会出现一些质量问题,如强度不达标、钢筋布置不合理、混凝土质量差等,这些问题可能导致桩的使用寿命缩短,甚至影响整个结构的安全性。
因此,及时发现和解决这些质量问题,对于提高钻孔灌注桩的质量至关重要。
强度是评估混凝土钻孔灌注桩质量的重要指标之一。
如果强度不达标,桩的稳定性和承载能力将无法满足设计要求,可能导致桩的破坏。
造成强度不达标的原因有很多,主要包括混凝土配合比设计不合理、施工过程中养护不到位等。
为了预防强度不达标的问题,首先应该优化混凝土的配合比设计,确保其满足强度要求;其次,在施工过程中,要严格按照养护要求进行操作,确保混凝土的养护质量。
3. 钢筋布置不合理的质量问题及预防措施钢筋布置的不合理可能导致钻孔灌注桩的抗弯能力和抗剪能力不足。
钢筋布置不合理的原因主要有两个方面,一是施工人员对于钢筋布置规范不清楚或理解不到位,二是施工过程中出现了误差,导致钢筋偏离预定的位置。
为了预防钢筋布置不合理的问题,首先应加强施工人员的培训和经验积累,提高他们的技术水平和操作规范性;其次,在施工过程中应严格按照设计要求进行操作,对于出现的误差及时调整和纠正。
混凝土质量差可能导致钻孔灌注桩的整体质量下降,影响桩的使用寿命和结构的安全性。
混凝土质量差的原因主要有两个方面,一是原材料的选择不合理,导致混凝土的强度不达标;二是施工过程中混凝土配比计算不准确或施工工艺不规范,导致混凝土的质量下降。
浅谈混凝土中的孔

浅谈混凝土中的孔学院:建筑与力学学院专业:结构工程姓名:***学号:S***********导师:***浅谈混凝土中的孔1.孔的分类 混凝土是一种多相、多组分、不均匀、不连续、离散性较大的材料,也即它是由固、液、气三相组成的一种复合材料。
早在1896年,法国Feret 最早提出的混凝土强度公式为 式中 C ,W ,A — 水泥、水、空气的绝对体积; R — 抗压强度;K — 常数。
由该公式可知,水与空气的含量大时,则强度低。
水与空气的含量决定了孔的含量。
可见,对孔的认识对于认识混凝土材料具有重大的意义。
在混凝土中,根据孔径尺度将孔分为以下四种:孔径大于103 nm ;孔径为102 — 103 nm ;孔径为10 — 102 nm ;孔径小于10 nm 。
细孔存在于水化硅酸钙凝胶(CSH)中,其中凝胶孔可再分为两种:存在于凝胶微晶内部的称为凝胶内孔,其孔径小于1.2 nm ;存在于凝胶微晶粒子之间的称为微晶间孔,其孔径为1.2-3.2 nm 。
还有存在于凝胶粒子之间的称为凝胶间孔,其孔径在3.2 nm 以上。
凝胶间孔在制作不善的情况下可变大,直到成为毛细孔,故又称为过渡孔。
吴中伟根据较多资料,按孔径对强度的不同影响,将混凝土中的孔分为四类: 无害孔 孔径小于20 nm ;少害孔 孔径为20 — 100 nm ;有害孔 孔径为100 — 200 nm ;多害孔 孔径大于200 nm 。
此外,混凝土中未水化的水泥石中也含有孔,水泥石中的孔分为两类,即毛细孔(直径为50—104 nm 、10—50 nm )和凝胶孔(10—25 nm 、0.5—2.5 nm 、<0.5 nm ),毛细孔中包含大孔和中等孔,凝胶孔中包含细小毛细孔和凝胶孔。
2.孔的成因2.1混凝土中孔的成因在混凝土中存在着两种形式的孔,一种是连通孔;一种是封闭孔。
连通孔是拌和水留下的空间。
在混凝土拌和时,为了保证混凝土具有一定的工作性,需要加入2[]C R K C W A=++一定数量的水,混凝土凝结而形成初始结构时,这些水仍留在混凝土中,并占据一定的空间。
浅谈水工混凝土常见质量缺陷及预防处理措施

1概述水利工程施工中,由于机械、材料、施工人员素质、施工方法、气象环境等各种原因,难免出现一些施工瑕疵、质量缺陷,常见质量缺陷有麻面、蜂窝、露筋、孔洞、错台、缺棱掉角、缝隙等。
本文结合长期积累的施工经验及施工规范、设计要求,探讨了不同质量缺陷产生的原因、预防措施以及处理方法。
2水工混凝土质量缺陷的预防处理措施2.1表面气泡2.1.1形成原因模板面积较大,仓内混凝土气泡不易排除;浇筑分层过厚,振捣时气体未排出仓外。
混凝土振捣不密实,没有排出混凝土中的气泡,气泡在模板表面停留。
2.1.2预防措施选用模板时尽量使用表面平整、光滑的模板。
使用已经用过的模板时要把模板表面的混凝土残渣及各种杂物清理干净。
将脱模剂均匀地涂刷在模板表面,不能涂刷过厚,也不能用动植物油、柴油等代替脱模剂。
浇筑混凝土过程中要正确地选择骨料,粗骨料最好是三级配料,严格执行实验配合比。
要分层浇筑混凝土,每层铺料厚度不能超过50cm,靠近模板处要谨慎振捣,保证振捣密实直到气泡翻到混凝土上方为止。
2.1.3处理措施根据气泡直径大小进行处理,直径小于2mm的气泡不需要处理;直径大于2mm的气泡,先用高压水枪将气泡内的污垢冲洗干净,烘干后再将预缩砂浆均匀地刮抹在有气泡混凝土的表面。
如果气泡十分密集,将气泡密集区打磨平整,用黑水泥和白水泥按1∶1的比例配制水泥浆进行刮抹,边刮抹边压实。
如果刮抹后的混凝土颜色和原混凝土颜色差别很大,要调整两种水泥的比例。
2.2麻面2.2.1形成原因模板表面本身就非常粗糙,没有进行处理;有一些杂物或者混凝土残渣没有清理干净粘在模板表面上;拆模时间过早混凝土表面被粘坏;浇筑混凝土前木模板没有浇水,木模板的表面吸走了混凝土中的水份,导致混凝土因失水产生麻面。
2.2.2预防措施不能选用表面扭曲、粗糙的模板,使用前要把模板表面的水泥砂浆清除干净。
木模板在浇筑混凝土前应充分浇水保持湿润,拆模时间应根据当地气温、混凝土强度而定。
浅谈钢管混凝土填充灌注施工技术

孔 详 见 图4 。灌 注孔 外 接 一节 混凝 土 输 送 泵管 ,输送 泵 管与钢 管 焊接 固定 , 同时保 证钢 管轴 线呈 3 0 。~5 0 。夹 角 。上弦 管灌 注孔 设在 离拱 脚约 2 . 5 m 处 的钢 管顶 部 ,同
样外 接一 节混 凝土 输送 泵 管 ,与 钢管 轴线 的焊 接 固定 角 度 同下弦 管 。灌注 孔 与输送 泵管 管路 之 间设置 安装 一个 M 1 2 5 截止 阀; ( 4 )临 时 出渣 孔 :在 拱肋 底 部设 置 临 时
上方每隔l 5 ~2 0 m 设置一个 中5 0 m m 钢管 出气孔 。当出气
孔 冒混 凝土 时 ,马上 用钢 板焊 接 盖住封 闭出气孔 ,防止 出气 孔 外流 混凝 土 泄 压 ; ( 3 )灌注 孔 : 下弦 管 灌注 孔 设在 离拱脚 约 1 . 5 m 处 的钢 管侧 面 , 以方便 接泵 管 。灌注
p r 推 导下式 进行 计算 :
:
通 过 上 述 的计 算 分 析 ,选 用 输 出功 率 为 1 6 M P a 的输
丝
D + 6
送 泵 可 以满足 砼一 次泵 送项 升至 拱顶 的压 力要 求 。但考 虑到钢 管 拱肋 钢管 本 身的质 量安 全要 求 ,在施 工过 程 中 混凝 土输 送 泵 的输 出功 率 ,应小 于钢 管 的允 许承 压 力P ( 7 . 2 4 M P a )和 管道 压力 损 。
同时 对钢 管 拱高程 、轴线进 行测 量 ,并记 录好 数据 ,作
为对 拱肋 在混凝 土灌 注过 程 中线 形变 化 的基础数 据 。 3 . 3 混 凝土 供应 和混凝 土输 送泵 选用
3 . 3 . 1 钢管 最 大 允 许压 力 计算 。秋 湖 里大 桥 主拱 钢 管 内径 为8 0 0 m m ,壁 厚 1 4 m m , = 1 . 0 3 6 ,小 于 1 . 2 , 属 于 薄 壁器 范 畴 。钢 管 最 大 允 许 工 作 承 压 力 可 由公 式
浅谈桩端持力层溶洞处理施工技术

试点论坛shi dian lun tan268浅谈桩端持力层溶洞处理施工技术◎孔繁东摘要:决定工程质量好坏的一个重要因素就是是否可以较好地处理桩基工程,因此本文中笔者结合自己多年的工作经验和某商品小区项目详细分析了成桩后桩端持力层溶洞处理施工技术,主要阐述了土溶洞注浆施工工艺及实施步骤、质量控制措施和机械操作安全技术要点几个方面的内容,希望本文的分析可以给大家一些借鉴学习之处。
关键词:桩端持力层;溶洞处理;施工技术一、引言该工程的工程概况为:本工程为佛山市某商品小区高层项目,基础采用冲孔灌注桩,桩身砼C35,桩径D为1.0m、1.2m、1.4m、1.6m共四种,桩净长约9~30m。
场区地质属山麓斜坡堆积地貌,持力层为中风化灰岩,要求岩石天然湿度的单轴抗压强度为20mPa。
由于受原岩成分、裂隙发育程度等因素影响,风化层的埋深、强度局部差异较大,基岩中溶洞较发育,部分溶洞规模稍大或呈串珠状分布且洞顶微风化岩层普遍较薄,且基岩面标高变化较大,增加了施工难度及对工程带来不利因素。
二、溶洞处理原则和方法(1)使用42.5R普通硅酸盐水泥配制水灰比0.5~0.6的水泥浆液。
各类浆液掺入掺合料和加入外加剂的种类及其掺加量应通过室内浆材试验和现场注浆试验验证确定。
(2)根据注浆需要,可在水泥浆中加入速凝剂(水玻璃、氯化钙等) 、减水剂、稳定剂等外加剂。
(3)施工前,应做室内浆材试验和现场注浆试验,以确定浆液配比、扩散半径等参数,优化设计。
(4)注浆压力和浆液变换:注浆压力值受地层土的密度、初始应力、钻孔深度及注浆次序有关,注浆压力的控制一般采用分级升级压力,注浆压力一般为0.5~5.0Mpa。
注浆压力、浆液的浓度变换通过注浆试验、工程实际情况进行调整。
(5)浆液扩散半径:由于溶洞、土洞及裂缝充填物特性各异,其孔隙率、渗透系数变化大,据工程经验数据,浆液扩散半径暂定为1.5m 。
在现场进行灌浆试验后进一步验证确定。
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浅谈混凝土中的孔
学院:建筑与力学学院
专业:结构工程
姓名:李东华
学号:S0908*******
导师:赵庆新
浅谈混凝土中的孔
1.孔的分类 混凝土是一种多相、多组分、不均匀、不连续、离散性较大的材料,也即它是由固、液、气三相组成的一种复合材料。
早在1896年,法国Feret 最早提出的混凝土强度公式为 式中 C ,W ,A — 水泥、水、空气的绝对体积; R — 抗压强度;
K — 常数。
由该公式可知,水与空气的含量大时,则强度低。
水与空气的含量决定了孔的含量。
可见,对孔的认识对于认识混凝土材料具有重大的意义。
在混凝土中,根据孔径尺度将孔分为以下四种:
孔径大于103 nm ;
孔径为102 — 103 nm ;
孔径为10 — 102 nm ;
孔径小于10 nm 。
细孔存在于水化硅酸钙凝胶(CSH)中,其中凝胶孔可再分为两种:存在于凝胶微晶内部的称为凝胶内孔,其孔径小于1.2 nm ;存在于凝胶微晶粒子之间的称为微晶间孔,其孔径为1.2-3.2 nm 。
还有存在于凝胶粒子之间的称为凝胶间孔,其孔径在
3.2 nm 以上。
凝胶间孔在制作不善的情况下可变大,直到成为毛细孔,故又称为过渡孔。
吴中伟根据较多资料,按孔径对强度的不同影响,将混凝土中的孔分为四类: 无害孔 孔径小于20 nm ;
少害孔 孔径为20 — 100 nm ;
有害孔 孔径为100 — 200 nm ;
多害孔 孔径大于200 nm 。
此外,混凝土中未水化的水泥石中也含有孔,水泥石中的孔分为两类,即毛细孔(直径为50—104 nm 、10—50 nm )和凝胶孔(10—25 nm 、0.5—2.5 nm 、<0.5 nm ),毛细孔中包含大孔和中等孔,凝胶孔中包含细小毛细孔和凝胶孔。
2.孔的成因
2.1混凝土中孔的成因
在混凝土中存在着两种形式的孔,一种是连通孔;一种是封闭孔。
连通孔是拌和水留下的空间。
在混凝土拌和时,为了保证混凝土具有一定的工作性,需要加入2
[
]C R K C W A
=++
一定数量的水,混凝土凝结而形成初始结构时,这些水仍留在混凝土中,并占据一定的空间。
随着水化的进行及以后的干燥过程,这些水分失去,原来被水占据的空间则成为孔隙。
封闭孔通常是气泡占据的空间。
这些气泡或者是由于在搅拌过程中混入空气而形成,或者是由一些外加剂产生。
这些在搅拌、成型过程中没有排出的气泡,当混凝土硬化后便形成了封闭孔。
2.2 水泥石中孔的成因
影响水泥石孔结构的因素很多,归纳一下主要有以下几个方面。
(1) 水灰比
前面已经提到,连通孔主要是由拌合水的消耗而留下的空间,水灰比高表明拌合水的相对数量较多,这些水移去后也将留下较多的孔隙。
因此,水灰比越高,水泥石孔隙率也将越高。
(2) 水化程度
在水泥的水化过程中,固相体积将增加1.13倍,当水泥初始结构形成后,这些增加的反应产物将填充在孔隙中,使得水泥的孔隙减小。
水化程度越高,水泥石的孔隙率越低。
(3) 水泥的保水性能
在搅拌过程中,拌合水均匀地分布在浆体中,如果水泥有较好的保水性能,不使这些水聚集的话,将在水泥石中留下较均匀分布的孔隙。
但若水泥的保水性能较差的话,这些水将可能聚成较大的水滴,在水泥石中形成较多的大孔。
(4) 成型条件
在混凝土搅拌过程中,不可避免地将混进一些空气,形成空气泡,成型时如不能将这些气泡赶出,将在水泥石中形成孔隙,这种孔一般较大,对混凝土的性能有较大的影响。
(5) 养护制度
在不同的养护制度下,所形成的水化产物的形态是不一样的。
采用高温养护,所形成的水化产物一般结晶良好,颗粒较粗大。
在相同水化程度下,尽管孔隙率没有明显变化,但大孔相对增多。
这一作用主要影响凝胶粒子间孔即3.2—200 nm范围内的孔。
(6) 掺入减水剂
混凝土中掺入减水剂可以减少混凝土用水量,降低水灰比,不仅可以降低水泥石的孔隙率,也可以使水泥石的孔分布得到改善。
(7) 掺入混合材
在混凝土中掺入混合材对水泥石的孔结构有相当大的影响,这种影响取决于混合材的品质、掺量、掺入方式、养护制度等多种因素,是一个比较复杂的问题。
3.孔对强度的影响
混凝土中的凝胶数量多时,强度和密实度就高,存在于凝胶中的凝胶孔也多。
因此,可根据凝胶孔的多少来判断强度的高低,这也是水化程度是否充分的表征。
减小孔隙率,除去多害孔,减少有害孔,就能得到较高的强度和密实度。
此外,孔的形状与位置对强度也有一定的影响,例如长短轴比例大的椭圆形孔对抗拉、抗折强度不利。
在集料与水泥浆体的交界面附近有一个环状过渡区,区内常存在较多孔缝,这些孔缝也是强度和耐久性的薄弱环节,在外力作用下不仅易于扩展而且开始破坏,还易引来外来的破坏因素(如气体、液体、盐类等)而造成内部侵蚀破坏。
上述影响强度的孔隙率、孔径尺寸与级配、孔形貌、孔分布等被统称为混凝土的孔结构。
孔结构不仅对强度,而且对密实度因而也对耐久性有着重要的影响。
优良的孔结构,即低孔隙率、小的孔径与适当的级配、圆形孔多等,是高强度和高耐久性的必要条件。
“强度高的其他性能也是好的”这一种长期被接受的思想就是由此而来的。
由于结构设计中最重视强度这一力学性能,而强度高低又被认为在一定程度上反映了耐久性的优劣,以至逐渐形成偏重于强度而漠视耐久性以及安全性、适用性等的倾向。
4.孔对混凝土耐久性的影响
在使用环境不太严酷的条件下,质量好的混凝土有足够的强度和密实度,因此是很耐久的,如一般工业和民用建筑的上部结构。
然而暴露在大气、土壤、水和海水中的混凝土程度不同地经受温度、湿度、水位的变化和化学介质的侵蚀。
混凝土本身是一种多孔材料,孔隙率一般在10%—15%,水和各种离子在孔隙中迁移,水在混凝土孔隙内不断地吸附和脱附,冻结和融化,水中的化学物与水泥及其水化物起反应,盐类在孔隙中结晶和溶解,这些都是导致混凝土性能的变化以至破坏。
例如根据水灰比的不同,在混凝土的内部形成孔结构,使混凝土具有一定的渗透性,在一定的环境条件下,氯离子会渗透到混凝土材料的内部,引起钢筋锈蚀,导致混凝土结构失效,危害混凝土结构的安全运行。
同时硫酸盐等有害离子还会通过孔隙进入混凝土的内部,随着时间的延长对混凝土结构造成破坏。
但是,并不是所有的孔对混凝土的耐久性都有害的,为了提高混凝土的抗冻性,我们一般采用在混凝土材料中加入引起剂的办法来提高混凝土的抗冻性。
即:
(1) 优质引气剂的掺入使气孔结构的平均孔径和气泡间距系数减小,气泡分布得以改善;同时引气剂的掺入也使得混凝土孔结构的平均孔径、最可几孔径和临界孔径减小,孔级配分布更为合理,从而混凝土的抗冻耐久性得到显著提高。
(2) 经过冻融试验后,水泥混凝土气孔结构的总率、平均孔径、气泡间距系数均增大,导致混凝土气孔结构恶化,这是混凝土冻融耐久性劣化的主要原因之一。
(3) 水泥混凝土冻融耐久性劣化后,混凝土的孔隙率增大,最可几孔径、临界
孔径、平均孔径呈增长趋势;孔级配分布出现小孔向大孔方向转移集中的趋势,这是水泥混凝土冻融耐久性劣化的又一原因。
(4) 对混凝土冻融耐久性劣化影响最大的孔为小于50 nm 和大于200 nm 范围内的孔。
这是因为引起剂所产生的孔与其他的孔本质区别在于引气剂所产生的孔是封闭孔,孔内不含有水。
所以,通常称之为气泡。
而其他的孔是连通孔,允许水自由进入。
在潮湿环境下,它常常含有较多的水。
因此,引气剂所形成的孔是不可冻孔,因而在冻融环境下,不会造成混凝土的破坏。
不仅如此,引气剂所产生的孔还可能释放冰冻作用所产生的压力。
由于水转变成冰体积膨胀9%,因而将产生一个内压力。
如果在冰冻区周围存在着引气剂所产生的孔的话,则可以减小这种内压力,减轻它对混凝土的破坏。
由于这两个原因,使得引气剂所产生的孔对混凝土的抗冻性的影响与其他孔不同,它不仅没有有害的作用,而且还有有利的作用。
在混凝土中,气泡起到一个蓄水池的作用,在冻结过程中,冻结区的水则向气泡中转移。
显然,在一定范围内,气泡含量越高,它所容纳的水也越多,因而有利于提高混凝土的抗冻性。
气泡的大小直接影响到在混凝土中气泡的间距。
在相同气泡含量下,气泡越小,气泡间距也越小。
水从冻结区向未冻结区转移时将受到孔壁的摩擦阻力,这个阻力必须由冻结区想未冻结区所产生的压力来克服。
水转移的行程越长,它所产生的阻力也越大。
如果在冰冻区周围存在着小气泡,则可以大大缩短水迁移的行程,以减小冻结区的压力。
因此,气泡间距越小,混凝土的抗冻性能越好。
目前普遍认为,若混凝土气泡间距系数小于250μm,则混凝土是抗冻的。
因此,从混凝土抗冻性考虑,一方面应保证混凝土有足够的含气量,另一方面还应注意有较小的气泡间距。
前者可以通过调整引起剂掺量来实现,而后者则应通过选择质量较好的引气剂来实现。