最新普通混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究综述
混凝土耐久性研究综述一、前言混凝土是一种广泛应用于建筑、工程和基础设施中的材料。
它的使用范围非常广泛,因为它的强度和耐久性能良好。
然而,长期以来,混凝土的耐久性问题一直是人们关注的焦点。
混凝土耐久性能否得到保证,直接关系到混凝土结构的使用寿命和安全性。
因此,混凝土耐久性的研究一直是建筑材料领域的重要课题之一。
二、混凝土耐久性的定义混凝土耐久性是指混凝土在外界环境条件下,经过一定时间后,能否维持其设计功能和安全性的能力。
混凝土的耐久性可以在其寿命期间内保持其设计功能、性能和美观性。
混凝土耐久性与混凝土的质量、使用条件、环境条件等因素密切相关。
三、混凝土耐久性的主要影响因素1.混凝土本身的质量,包括配合比、水泥的品种和用量、骨料的品种和粒径等因素;2.使用条件,包括荷载、温度、湿度、化学物质等影响;3.环境因素,包括大气环境、土壤环境、水环境等;4.结构设计和施工质量。
四、混凝土耐久性的评价指标混凝土耐久性的评价指标主要包括以下几个方面:1.强度衰减率;2.龟裂程度;3.碳化深度;4.氯离子渗透深度;5.硫酸盐侵蚀深度;6.碳酸盐侵蚀深度;7.钢筋锈蚀率;8.表面开裂率;9.变形率;10.耐久性指数。
五、混凝土耐久性研究的方法混凝土耐久性研究的方法主要包括:1.实验方法,包括室内模拟试验和现场试验;2.计算方法,包括数值模拟和结构可靠性分析。
六、混凝土耐久性研究的现状1.混凝土耐久性的主要问题:混凝土结构的使用寿命和安全性问题;2.混凝土耐久性的研究方法:实验方法和计算方法;3.混凝土耐久性的研究成果:针对混凝土耐久性问题,国内外学者已经进行了大量的研究工作,研究成果丰硕;4.混凝土耐久性的未来研究方向:深入研究混凝土耐久性影响因素、研究混凝土的损伤演化规律、研究混凝土修复技术等方面。
七、混凝土耐久性研究的案例1.混凝土碳化研究案例:通过实验验证,得出了混凝土碳化深度与时间关系曲线,为混凝土结构的设计和施工提供了重要的技术依据;2.混凝土氯离子侵蚀研究案例:通过实验和计算,得出了混凝土氯离子渗透深度与时间关系曲线,为混凝土结构的耐久性评估提供了重要的依据;3.混凝土修复技术研究案例:研究了多种混凝土修复技术,通过对比实验,得出了不同修复技术的优缺点,为混凝土结构的维修提供了技术支持。
耐久性混凝土研究报告
耐久性混凝土研究报告耐久性混凝土研究报告一、研究背景混凝土是一种常用的建筑材料,其耐久性对于建筑结构的长期稳定性至关重要。
然而,由于外界环境的影响,例如温度变化、湿度、化学物质的侵蚀等,混凝土结构容易发生损坏和腐蚀,降低了其使用寿命和安全性。
因此,耐久性混凝土的研究非常重要。
二、研究目的本报告旨在通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术,探讨如何提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命。
三、研究方法1. 材料选取:选择常用的水泥、骨料和添加剂等作为研究对象。
2. 实验设计:通过对不同组合比例的混凝土进行试验,分析不同材料对混凝土耐久性的影响。
3. 实验数据分析:通过对试验数据的统计分析和对比,总结提高混凝土耐久性的关键因素。
四、研究结果1. 材料特性:通过实验发现,添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以显著提高混凝土的耐久性,减少裂缝和渗透问题。
2. 施工技术:采用适当的混凝土浇注技术和养护方法,可以改善混凝土的抗渗性和抗裂性。
五、研究结论通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术,可以得到以下结论:1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉是提高混凝土耐久性的有效方法,可以减少混凝土的渗透性和裂缝。
2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法,可以改善混凝土的工作性能和耐久性。
3. 对于长期处于潮湿环境的混凝土结构,应增加防水层和抗渗设施,以防止水分侵蚀。
六、研究建议基于以上研究结论,我们提出以下建议:1. 进一步研究和应用新型的混凝土材料和添加剂,以提高混凝土的耐久性和抗裂性。
2. 完善混凝土施工技术和养护措施,加强对混凝土的质量控制和监测。
3. 加强混凝土结构的维修和保养,及时处理损坏和裂缝问题,延长结构的使用寿命。
七、研究创新点本研究通过对耐久性混凝土的材料特性和施工技术的研究,提出了一些创新点:1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以有效改善混凝土的耐久性。
2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法可以提高混凝土的工作性能。
混凝土耐久性技术研究报告
混凝土耐久性技术研究报告混凝土是现代建筑中最常用的建筑材料之一。
然而,随着时间的推移,混凝土的耐久性逐渐降低,出现了龟裂、脱落、剥落等问题,从而影响了建筑的安全性和美观性。
为了提高混凝土的耐久性,需要进行技术研究和应用。
本文将从混凝土耐久性的定义、影响因素、检测方法、技术手段等方面进行详细介绍。
一、混凝土耐久性的定义混凝土耐久性是指混凝土在特定环境下长期保持力学性能和外观的能力。
混凝土的耐久性与其使用寿命、安全性、经济性等密切相关。
提高混凝土的耐久性可以延长建筑的使用寿命,降低维修成本。
因此,混凝土耐久性的研究和应用具有重要的意义。
二、混凝土耐久性的影响因素混凝土耐久性受多种因素影响,主要包括以下几个方面:1.材料因素:混凝土的原材料、配合比、掺合料等都会影响混凝土的耐久性。
2.结构因素:混凝土的结构形式、尺寸、裂缝等也会影响其耐久性。
3.外部因素:混凝土的使用环境、气候条件、化学侵蚀等外部因素也是影响混凝土耐久性的重要因素。
三、混凝土耐久性的检测方法为了确保混凝土的耐久性,需要通过一定的检测方法来检测其性能。
目前,常用的混凝土耐久性检测方法主要包括以下几个方面:1.压缩强度测试:通过对混凝土样品进行压缩试验,来检测混凝土的强度和抗压性能。
2.抗渗测试:通过对混凝土样品进行渗透试验,来检测混凝土的抗渗性能。
3.碱石反应测试:通过对混凝土样品进行碱石反应试验,来检测混凝土的碱石反应情况。
4.冻融试验:通过对混凝土样品进行冻融试验,来检测混凝土的抗冻融性能。
5.化学侵蚀试验:通过对混凝土样品进行化学侵蚀试验,来检测混凝土的抗化学侵蚀性能。
四、混凝土耐久性技术手段为了提高混凝土的耐久性,可以采取以下技术手段:1.控制混凝土的配合比:通过控制混凝土的配合比,来提高混凝土的密实性和强度,从而提高其耐久性。
2.使用高性能混凝土:高性能混凝土具有更好的强度和耐久性,因此可以采用高性能混凝土来提高混凝土的耐久性。
混凝土耐久性研究现状综述
混凝土结构耐久性现状
混凝土结构耐久性现状
目前,混凝土结构耐久性面临着诸多问题。其中,评估方法的不完善是一个 关键问题。现有的评估方法主要基于经验和实验室测试,难以准确预测混凝土结 构的耐久性。此外,设计规范和标准的不完备也影响了混凝土结构耐久性的提升。 在实际应用中,对混凝土结构的维护和管理也存在着较大的不足,导致结构的耐 久性受到影响。
2.3.1钢筋锈蚀
其中,电化学防护技术通过向混凝土中引入金属离子或极化剂,改变钢筋的 电化学状态,以减缓锈蚀速率。钝化剂涂层则在钢筋表面形成保护膜,防止水分 和氧气渗透,从而延缓锈蚀过程。改性混凝土则通过优化混凝土的配合比和原材 料,提高混凝土的密实度和抗渗透性,以达到抗腐蚀的目的。然而,钢筋锈蚀的 机理复杂,影响因素众多,如何准确评估和控制钢筋锈蚀仍然是研究的热点和难 点。
混凝土结构耐久性关键问题
混凝土结构耐久性关键问题
混凝土结构耐久性的关键问题主要包括以下几个方面: 1、混凝土结构的劣化机理:混凝土结构的劣化是指结构在使用过程中性能的 降低。研究劣化机理有助于了解结构的耐久性,从而采取有效的措施提高其使用 寿命。
混凝土结构耐久性关键问题
2、混凝土结构的寿命预测:预测混凝土结构的寿命是评估其耐久性的重要手 段。通过研究影响结构寿命的因素,可以更好地预测其耐久性,并为结构的维护 和管理提供指导。
混凝土结构耐久性受损原因及其 影响
混凝土结构耐久性受损原因及其影响
混凝土结构耐久性受损的主要原因包括以下几个方面: 1、碳化:混凝土碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质发生化学 反应,导致混凝土碱度降低,从而削弱了其对钢筋的钝化保护作用。
混凝土结构耐久性受损原因及其影响
2、氯离子侵蚀:氯离子在混凝土中的渗透会导致钢筋的腐蚀,进而引发混凝 土开裂和剥落。
混凝土材料的耐久性能研究现状分析
混凝土材料的耐久性能研究现状分析一、引言混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料之一,其耐久性能一直是研究的热点问题。
混凝土材料的耐久性能直接影响着建筑物的安全、使用寿命和经济效益。
随着建筑工程的不断发展,混凝土材料的耐久性能也得到了越来越多的研究。
本文将从混凝土材料的耐久性能研究现状入手,探讨混凝土材料的耐久性能及其影响因素。
二、混凝土材料的耐久性能研究现状1.国内外研究现状混凝土材料的耐久性能研究已经成为世界范围内的热点问题。
在国外,欧洲、美国等发达国家对混凝土材料的耐久性能研究非常重视。
在国内,混凝土材料的耐久性能研究也逐渐得到了关注。
国内学者主要从混凝土的配合比、外加剂的使用、混凝土的制备工艺、环境因素等角度研究混凝土材料的耐久性能。
2.研究方法目前,研究混凝土材料的耐久性能的方法主要有以下几种:(1)实验研究法:通过实验手段,对混凝土材料的耐久性能进行研究,如抗渗、抗冻、耐久性等。
(2)数值模拟法:通过建立数学模型,对混凝土材料的耐久性能进行预测和分析。
(3)实际工程观测法:通过对已建成的混凝土结构进行观测和数据分析,研究混凝土材料的耐久性能。
三、混凝土材料的耐久性能及其影响因素1.混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是混凝土材料耐久性能的重要指标之一。
混凝土的抗渗性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比等因素有关。
2.混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在冻融循环过程中的抗裂能力。
混凝土的抗冻性与混凝土的强度、孔隙率、空气含量、水胶比等因素有关。
3.混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用过程中所能保持的性能。
混凝土的耐久性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比、外加剂的使用、制备工艺等因素有关。
4.混凝土的碱骨料反应混凝土的碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐反应,导致混凝土膨胀、龟裂、剥落等现象。
混凝土的碱骨料反应与混凝土中的碱含量、骨料中的硅酸盐含量等因素有关。
四、结论混凝土材料的耐久性能是建筑工程中不可忽视的问题。
混凝土结构耐久性研究现状
混凝土结构耐久性研究现状混凝土是一种广泛应用于建筑工程中的材料,其优势在于具有较高的强度和耐久性。
然而,由于环境因素和使用条件的影响,混凝土结构可能出现耐久性问题,如开裂、腐蚀和损坏等。
因此,对混凝土结构的耐久性进行研究和改进是非常重要的。
目前,混凝土结构耐久性研究主要集中在以下几个方面:材料选择与配合比设计、防护措施、检测与监测技术以及维修与加固方法。
首先,材料选择与配合比设计是混凝土结构耐久性研究中的关键因素之一、通过选用合适的材料和优化的配合比设计,可以提高混凝土结构的耐久性。
例如,使用高性能混凝土和掺合料可以提高混凝土的抗渗透性和耐久性。
其次,防护措施也是保障混凝土结构耐久性的一项重要工作。
常见的防护措施包括涂层保护、防水处理和防腐蚀处理等。
涂层保护可以通过形成一层保护层,防止外界侵蚀物质对混凝土的侵蚀。
防水处理可以提高混凝土的抗渗性能,防止水分侵入混凝土内部。
而防腐蚀处理可以通过阻断氧气、水分和盐离子的侵入,减少混凝土结构的腐蚀损害。
第三,检测与监测技术的应用可以提前探测混凝土结构的耐久性问题,及时采取措施进行修复和加固。
目前,常见的检测与监测技术包括超声波检测、电化学测试、红外热成像和无损检测等。
这些技术可以有效评估混凝土结构的质量和耐久性,并提供修复和加固的参考依据。
最后,维修与加固方法是混凝土结构耐久性研究的重要内容之一、维修与加固方法通常包括修补、补强和防护处理等。
修补可以通过填充和修复混凝土结构的损坏部位,恢复其正常使用功能。
补强可以通过加固结构的受力部位,提高其承载能力和耐久性。
防护处理可以在混凝土表面形成一层保护层,预防外界侵蚀物质对混凝土的侵蚀。
总之,混凝土结构的耐久性研究涉及多个领域,包括材料选择与配合比设计、防护措施、检测与监测技术以及维修与加固方法。
通过不断深入研究和改进,可以提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命。
混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究混凝土是建筑工程中常用的一种材料,具有优良的耐久性和强度,但是在实际应用过程中,由于受到环境、荷载等多种因素的影响,混凝土的耐久性问题也成为了工程中的一个重要研究内容。
本文将对混凝土的耐久性进行研究,并探讨其影响因素及相关的解决方法。
一、混凝土耐久性的影响因素1. 环境因素混凝土在不同的环境中会受到不同程度的侵蚀和破坏,比如气候条件、化学腐蚀、生物侵蚀等。
在潮湿的环境中,混凝土易受到水分侵蚀,导致混凝土内部空隙被侵蚀并加速腐蚀。
在酸雨的腐蚀下,混凝土内的水泥基质会被溶解,从而降低混凝土的强度和耐久性。
生物的侵蚀也是影响混凝土耐久性的一个重要因素,生长在混凝土表面的植物根系、细菌和真菌会对混凝土产生破坏作用,进一步减少混凝土的使用寿命。
2. 结构设计及施工工艺混凝土结构设计的合理与否,以及施工工艺的优劣都会直接影响混凝土的耐久性。
比如在结构设计中,应该充分考虑到混凝土在使用寿命内可能受到的荷载及变形,以及预留的防护层等,以降低混凝土的受力状态。
施工工艺的好坏也会直接影响混凝土的质量,比如浇筑时的震动、密实度和成坯的养护等。
3. 材料选用混凝土的耐久性还与使用的材料有直接关系,如水泥的品质、骨料的优劣、添加剂和外加剂的选用等。
其中水泥的品质直接影响混凝土的耐久性,因为其决定了混凝土的强度和抗渗透性,而骨料的优劣会影响混凝土的强度和耐久性,添加剂和外加剂的选用则会影响混凝土的工作性能和耐久性。
二、混凝土耐久性的研究方法及解决方案1. 实验研究对混凝土的耐久性进行实验研究是比较常用的方法之一。
通过模拟不同环境条件对混凝土的侵蚀和破坏,研究混凝土的耐久性变化规律,并探讨其影响因素。
比如可以通过浸泡试验、腐蚀试验、冻融试验等,来评价混凝土的耐久性,并根据实验结果提出相应的解决方案。
2. 数值模拟利用数值模拟的方法对混凝土的耐久性进行研究,通过建立相应的数学模型,模拟不同环境条件下混凝土的受力和破坏过程,预测混凝土在不同环境下的使用寿命,为设计和施工提供参考依据。
混凝土结构的耐久性研究
混凝土结构的耐久性研究【摘要】一段时期以来,混凝土结构安全质量事故频繁出现,混凝土结构的耐久性问题已经引起了社会各界的广泛关注。
本文主要分析了混凝土结构的安全性能,了解混凝土结构耐久性的相关问题,探索相关的解决方法和对策。
【关键词】混凝土;结构;耐久性混凝土在现代建筑中被广泛应用,它主要起着承受结构自重和外部荷载的作用,通常和钢筋一起组合使用。
钢筋在混凝土结构中主要承受拉力并赋予结构以延性,补偿混凝土抗拉能力低、易开裂和脆断的缺陷;而混凝土主要承受压力并保护其内部钢筋不至于锈蚀。
两者共同作用发挥其结构功能。
混凝土主要起着对结构及其构件在外力作用下防止破坏、倒塌,保护人员和设备不受损伤的能力。
混凝土结构的耐久性直接影响这些设施的存活寿命。
一段时期以来,混凝土结构安全质量事故频繁出现,混凝土结构的安全性和耐久性问题已经引起了社会各界和国家政府的广泛关注。
分析混凝土结构的安全性能,了解混凝土结构的安全现状,寻求混凝土结构安全存在的问题、根源,探索解决的途径、方法和对策,并对混凝土的安全性和耐久性提供技术对策和建议有着重要的意义。
一、混凝土结构的耐久性和安全性(一)安全性:混凝土结构设计必须有足够的安全保证。
这是由于结构需要承受的负荷以及机构的材料性能,设计计算方法,施工质量等均存在着许多不确定性。
所以规范规定了结构必须承受的负荷设计值应该是上述标准值乘以大于1的荷载安全系数加以放大;同时在确定结构构件所具有的承载能力时,应该将材料强度的标准值除以大于1的材料强度分项系数加以缩小。
显然,荷载的标准值和荷载与材料强度的安全系数规定的越高,就表示结构的安全设置水准越高,设计的结构就越安全。
(二)耐久性:混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施的世界性问题,应当引起我国有关主管部门和设计施工单位的足够重视。
混凝土结构工程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,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
混凝土耐久性试验及评价方法研究
混凝土耐久性试验及评价方法研究一、引言混凝土作为建筑结构中最常用的材料之一,其耐久性问题一直备受关注。
混凝土结构在使用过程中会受到多种因素的影响,如气候、环境、荷载等,长期使用下容易出现裂缝、腐蚀等问题,降低结构的安全性和使用寿命。
因此,混凝土耐久性的试验和评价方法研究具有重要的理论和实际意义。
二、混凝土耐久性试验方法1. 氯离子渗透试验氯离子是混凝土中最主要的腐蚀源,氯离子渗透试验可以评估混凝土的抗渗透性和耐久性。
氯离子渗透试验的基本原理是将混凝土样品浸泡在含有氯离子的盐水中,通过测量氯离子的渗透深度来评估混凝土的耐久性。
氯离子渗透试验适用于评估混凝土的耐久性和抗渗透性,但是其结果受到氯离子浓度、样品尺寸、温度和湿度等因素的影响。
2. 碳化试验碳化试验是评估混凝土的碳化深度和碳化速率的方法。
混凝土中的水泥石会与空气中的CO2反应,产生CaCO3,这个过程叫做碳化。
碳化会导致混凝土的pH值下降,从而加速钢筋的腐蚀。
碳化试验的基本原理是将混凝土样品暴露在CO2的环境中,通过测量样品中的pH值和碳化深度来评估混凝土的耐久性。
碳化试验适用于评估混凝土的碳化速率和腐蚀倾向,但是其结果受到试验时间、CO2浓度、湿度和温度等因素的影响。
3. 冻融试验冻融试验是评估混凝土的冻融性能的方法。
混凝土在低温环境下会受到冻融循环的影响,容易出现裂缝、脱落等问题。
冻融试验的基本原理是将混凝土样品暴露在低温环境下,通过测量样品的质量变化、抗压强度和弹性模量等指标来评估混凝土的耐久性。
冻融试验适用于评估混凝土的冻融性能和抗冻性能,但是其结果受到温度、冻融次数和湿度等因素的影响。
4. 硫酸盐攻击试验硫酸盐是混凝土中的另一个腐蚀源,硫酸盐攻击试验可以评估混凝土的硫酸盐抗性。
硫酸盐会与混凝土中的水泥石反应,产生硬化产物,从而引起体积膨胀和混凝土的破坏。
硫酸盐攻击试验的基本原理是将混凝土样品浸泡在硫酸盐溶液中,通过测量样品的质量变化和强度变化来评估混凝土的耐久性。
混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究混凝土作为建筑材料中常用的一种材料,具有良好的耐久性和承载能力,被广泛应用于建筑物、道路、桥梁等工程中。
随着建筑工程的发展和城市化进程的加速,混凝土结构的耐久性问题越来越受到关注。
固有的混凝土耐久性问题包括:龄期收缩裂缝、碱-骨料反应、钢筋锈蚀、氯离子渗透和低温对混凝土材料性能的影响等。
一、龄期收缩裂缝在混凝土的早期龄期,由于混凝土内部水分的蒸发和收缩,以及外部环境因素的影响,容易产生龄期收缩裂缝。
这些裂缝会影响混凝土的力学性能和耐久性,甚至导致混凝土结构的变形和破坏。
龄期收缩裂缝的控制和预防成为混凝土工程中的重要问题。
目前,针对龄期收缩裂缝的研究主要集中在混凝土材料的配合比设计和施工工艺等方面。
通过合理设计混凝土配合比,选择合适的水泥种类和掺合料,以及采用预应力技术和混凝土养护等方法,可有效控制混凝土的龄期收缩裂缝,提高混凝土结构的耐久性。
二、碱-骨料反应碱-骨料反应是混凝土耐久性问题中的一个主要难题。
在一些条件下,混凝土中的氢氧化钙和氢氧化钠等碱性组分与骨料中的活性硅酸盐矿物发生反应,产生胶凝胀缩物质,导致混凝土内部产生裂缝和结构损坏,降低混凝土的力学性能和耐久性。
三、钢筋锈蚀在混凝土结构中,钢筋起着增强混凝土强度和抗拉性能的作用。
当混凝土受到渗水、受潮或受腐蚀等影响时,钢筋易发生锈蚀,导致混凝土结构的力学性能和耐久性下降。
研究钢筋锈蚀问题对提高混凝土结构的耐久性至关重要。
目前,针对钢筋锈蚀问题的研究主要集中在混凝土覆盖层设计和防护措施等方面。
通过采用合适的混凝土配合比、混凝土覆盖层厚度和材料,以及采用防腐技术和防护措施等方法,可以有效避免钢筋发生锈蚀,延长混凝土结构的使用寿命。
四、氯离子渗透混凝土结构常常处于潮湿、潮热环境中,容易受到外界氯离子的渗透。
氯离子渗透会破坏混凝土中的水化产物和表面保护层,降低混凝土结构的耐久性和抗渗性能,甚至导致混凝土结构的钢筋锈蚀和裂缝形成。
五、低温对混凝土材料性能的影响在寒冷地区,混凝土结构常常受到低温冻融环境的影响,容易产生冻融裂缝和冻害现象。
水泥混凝土耐久性研究
水泥混凝土耐久性研究随着经济的快速发展和城市化进程的加快,大量的水泥混凝土建筑和结构物被建造起来。
然而,由于水泥混凝土在使用过程中受到水、风、酸碱等外界环境的影响,导致其耐久性下降,给工程造成许多问题。
因此,保证水泥混凝土的耐久性,也成为工程建设中需要考虑的一个重要方面。
一、水泥混凝土的耐久性问题水泥混凝土是一种常用的建筑材料,但它的耐久性却是问题。
主要表现在以下几个方面:1. 内部原因:水泥混凝土的内部结构是由水泥石和骨料组合而成,其中水泥石的性能对混凝土的耐久性影响最大。
而水泥石的孔隙结构及其物理、化学性质与混凝土的耐久性密切相关。
2. 外部原因:外界环境中的水、风、酸碱等对水泥混凝土的破坏是常见的问题。
例如,海洋中的氯盐离子是混凝土受损的主要元凶之一,而酸雨对混凝土的破坏也较为严重。
3. 建筑结构原因:在建造大型混凝土建筑结构物时,由于水泥混凝土的收缩率较大,这意味着建筑结构物中可能会产生许多微小的裂缝。
这些微小的裂缝往往会对混凝土的耐久性造成很大的影响。
以上三个方面是影响混凝土耐久性的主要原因。
目前,如何提高混凝土的耐久性已成为建筑材料的研究热点之一。
二、改进混凝土结构提高耐久性目前,为提高混凝土的耐久性,许多专家学者对各种混凝土的结构进行了研究,并提出了不同的改进方法。
1. 硬化剂的加入:传统的混凝土中常使用钢筋作为增强材料,然而这种方法使施工工程量大、需要更大的空间和物质。
因此,目前有学者提出采用硬化剂作为替代材料,可大幅度减轻工程量、缩短工期、提高耐久性和便于维修。
硬化剂可以大幅增加混凝土的密度和密实度,降低孔隙率,使得混凝土能够更有效地抵御气候、酸碱、化学物质等各种外界环境影响。
2. 碳纤维加固:在工程施工中,碳纤维加固是一种常用的方法。
通过在混凝土中加入碳纤维,能够使混凝土产生更为密实的结构,从而增强混凝土的抗压性、抗拉性和弯曲性。
同时,碳纤维具有耐腐蚀性、耐高温性等特点,能够为混凝土提供更好的抵御外界环境的能力。
混凝土的耐久性研究
混凝土的耐久性研究混凝土作为一种重要的建筑材料,在现代建筑中扮演着重要的角色。
然而,随着时间的推移,混凝土结构可能会面临各种不同的损坏形式,如裂缝、腐蚀和磨损等,导致其耐久性受到威胁。
因此,对混凝土耐久性的研究变得至关重要。
本文将探讨混凝土耐久性的相关研究,并分析几种提高混凝土耐久性的方法。
1. 耐久性研究的重要性混凝土结构的耐久性是其能够在设计寿命内保持安全和可靠的重要指标。
一个耐久的混凝土结构可以减少维修和更换的成本,同时延长其使用寿命。
耐久性研究可以帮助我们了解混凝土结构的性能,预测其寿命,以及发展改进措施,以提高混凝土结构的寿命。
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。
首先是环境因素,如气候、温度变化、潮湿度和化学物质的存在等。
这些因素会导致混凝土表面的腐蚀和侵蚀。
其次是材料本身的特性,包括水胶比、骨料种类和质量等。
第三,施工工艺和质量对混凝土结构的耐久性也起着至关重要的作用。
3. 提高混凝土耐久性的方法通过对混凝土耐久性的研究,我们可以探索多种方法来提高其耐久性。
其中一种方法是优化混凝土配比。
通过调整水胶比和添加剂的种类和用量,可以改善混凝土的密实性和抗渗性,从而提高其耐久性。
另一种方法是采用特殊的混凝土技术,如高性能混凝土(HPC)和自密实混凝土(SCC)。
这些特殊的混凝土技术可以提供更高的抗压强度和耐久性。
还有一种方法是采用防护措施,如使用防水涂层和防腐剂来减少混凝土的腐蚀和侵蚀。
4. 混凝土耐久性研究的案例许多研究机构和建筑公司都致力于混凝土耐久性的研究。
例如,某大学的研究团队进行了一项研究,探讨了高氯离子浓度对混凝土腐蚀的影响。
他们通过实验测试和数值模拟等方法,研究了不同混凝土配比中氯离子的扩散和腐蚀性能,以及添加剂对防治腐蚀的效果。
他们的研究结果有助于制定更好的混凝土配比和腐蚀控制策略。
类似的研究还包括对混凝土耐久性的研究,如裂缝形成机理、抗冻性和氯盐侵蚀等。
混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究混凝土是一种常见的建筑材料,具有良好的抗压性和耐久性,因此被广泛应用于各种建筑结构中。
随着时间的推移,混凝土可能会受到各种环境因素的影响,导致其耐久性下降,甚至出现裂缝和腐蚀现象。
混凝土耐久性的研究成为了建筑材料领域中的重要课题之一。
本文将对混凝土耐久性的研究进行探讨,并从材料、结构和环境三个方面进行分析和总结。
一、混凝土的材料研究混凝土主要由水泥、砂、骨料和外加剂等原料组成,而其性能和耐久性与这些原料的品质和比例密切相关。
混凝土的材料研究是混凝土耐久性研究的重要组成部分。
1.水泥的种类和品质:水泥是混凝土的胶凝材料,直接影响着混凝土的强度和耐久性。
目前市面上流通的水泥种类繁多,如普通硅酸盐水泥、硅蛇碱水泥、粉煤灰水泥等。
各种水泥的性能有所不同,针对不同的工程需求,需要选择合适的水泥种类。
水泥的品质也是影响混凝土耐久性的关键因素,合格的水泥具有较低的碱含量和较高的抗压强度,能够有效提高混凝土的耐久性。
2.骨料和砂的选择:骨料是混凝土中的主要骨架材料,其品质和粒径对混凝土的强度和耐久性起着重要作用。
优质的骨料应具有耐磨损、耐腐蚀和高强度的特点,可以有效改善混凝土的耐久性。
选用合适的砂子也是关键,砂子的细度和含泥量会影响混凝土的工作性能和耐久性。
3.外加剂的应用:外加剂是指用于改善混凝土性能和耐久性的各种材料,如减水剂、减缩剂、增强剂等。
通过使用外加剂,可以有效控制混凝土的流动性、减少收缩裂缝、提高抗渗性等,从而提高混凝土的耐久性。
外加剂在混凝土材料研究中的应用也具有重要意义。
除了材料本身的特性外,混凝土的结构设计也对其耐久性有着重要的影响。
合理的结构设计可以延长混凝土的使用寿命,减少疲劳、裂缝和腐蚀等问题。
1.混凝土配合比设计:混凝土的配合比是指水泥、砂、骨料和水的比例关系。
合理的配合比设计可以保证混凝土的强度和耐久性。
在配合比设计中,需要考虑到混凝土的工作性能、抗压强度、抗渗性等指标,通过科学的配合比设计,可以使混凝土具有更好的耐久性。
混凝土耐久性与孔结构影响因素的研究共3篇
混凝土耐久性与孔结构影响因素的研究共3篇混凝土耐久性与孔结构影响因素的研究1混凝土是一种广泛使用的建筑材料,其耐久性是至关重要的。
混凝土的孔结构是影响其耐久性的一个重要因素。
本文将探讨混凝土耐久性和孔结构的影响因素。
1. 水胶比水胶比是混凝土中水和水泥、砂、骨料等材料的比例。
水胶比越低,混凝土中的孔隙就越少。
孔隙越少意味着混凝土的密实度更高,因此耐久性更强。
通常,水胶比应该尽量低,最好不要超过0.5。
2. 使用高性能混凝土高性能混凝土是指在原材料选用、制备工艺、使用过程中加入外加剂等方面进行优化,从而获得高强度、高韧性、高耐久性等性能优异的混凝土。
使用高性能混凝土可以大大提高混凝土的抗压强度和耐久性。
3. 骨料类型和颗粒大小混凝土中的骨料对孔结构的影响非常重要。
一般来说,使用粗颗粒的骨料可以减少混凝土中的孔隙。
此外,使用经过筛分的粗骨料可以减少混凝土中的空气孔隙。
颗粒大小应该适中,过大或过小都会影响混凝土的密实性。
4. 硬化时间混凝土的硬化时间也是一个重要的因素。
混凝土在刚刚浇注时,孔隙很多,但随着时间的推移,水分会逐渐减少,孔隙会慢慢变少。
因此,对于需要高耐久性的混凝土结构,应该让其适量晾晒,等待它变得更加密实和坚固。
5. 粉煤灰和矿渣粉煤灰和矿渣可以被用于混凝土的生产。
这些材料在混凝土中的使用可以减少孔隙和提高密实性。
此外,粉煤灰和矿渣还可以使混凝土更加耐久,减少裂缝和损伤的出现。
6. 空气量空气量是混凝土中气泡的百分比。
适量的气泡可以增加混凝土的柔软性和穿透性,但过多的气泡会影响混凝土的密实性和强度。
因此,对于需要高耐久性的混凝土结构,应该控制好混凝土中的空气量。
综上所述,混凝土的耐久性与孔结构密不可分,混凝土的性能取决于多种因素。
制作高耐久、高性能的混凝土需要在各个方面进行控制和优化,从而获得更好的效果。
通过不断地研究和改进,我们可以生产出越来越坚固、耐用、高效的混凝土材料,为建筑业的发展做出贡献。
混凝土耐久性的研究现状
混凝土耐久性的研究现状混凝土作为一种常见的建筑材料,在建筑、道路和基础设施等领域得到广泛应用。
然而,由于长期受到环境和使用条件的影响,混凝土结构的耐久性逐渐受到关注。
耐久性研究的目标是了解混凝土在不同外界条件下的性能变化,以便采取相应的维修和保护措施。
下面将从混凝土的结构、耐久性评估及改进措施等几个方面介绍混凝土耐久性研究的现状。
首先,混凝土的结构对其耐久性具有重要影响。
混凝土由水泥、骨料和水等原料组成,经过水化反应形成固体结构。
然而,混凝土内部存在着微观结构缺陷,如气孔、空隙和裂缝等,这些缺陷会引入水和气体,导致混凝土的腐蚀和劣化。
因此,研究混凝土结构的方法对于提高混凝土的耐久性至关重要。
目前,研究者通过使用扫描电子显微镜、X射线衍射和核磁共振等先进技术,对混凝土的结构进行表征和分析。
其次,混凝土的耐久性评估是混凝土耐久性研究的重要内容。
通常使用物理性能指标,如抗压强度、抗弯强度和抗冻融性能等来评估混凝土的耐久性。
这些指标能够反映混凝土的力学性能和抗环境侵蚀能力。
此外,还可以使用电阻率测量、电化学阻抗谱和碳化深度等方法来评估混凝土的耐久性。
近年来,一些新的评估方法如声发射和光纤传感器等也被引入到耐久性评估中,以提高评估的准确性和可靠性。
然后,为了提高混凝土的耐久性,研究者们也在不断探索改进措施。
一种常见的改进措施是使用化学掺合料,如矿渣粉和硅灰。
这些掺合料能够改善混凝土的工作性能和耐久性,减少水泥的使用量,降低碳排放。
此外,还可以采用特殊的气凝胶和纳米材料等来增强混凝土的微观结构和力学性能。
另外,采用保护措施,如防水剂和防腐剂,对混凝土进行涂层和处理,能够提高混凝土的耐久性。
此外,合理的施工和维护措施也是保证混凝土耐久性的重要因素。
综上所述,混凝土耐久性研究的现状包括对混凝土结构的分析和评价,耐久性评估方法的发展以及改进措施的研究。
未来的发展方向应该是结合多种评估方法和技术手段,建立混凝土耐久性的综合评价体系,以提高混凝土的耐久性和延长其使用寿命。
混凝土结构耐久性与维护管理研究
混凝土结构耐久性与维护管理研究摘要:本文旨在探讨混凝土结构的耐久性和维护管理方法。
通过对混凝土结构耐久性问题的深入研究,分析了混凝土结构在不同环境条件下的受损机制和影响因素。
同时,提出了一系列的维护管理策略,旨在延长混凝土结构的使用寿命,提高其耐久性和可靠性。
本文综合运用了实证研究、理论分析和工程实践等方法,为混凝土结构的耐久性与维护管理提供了有益的指导和建议。
关键词:混凝土结构,耐久性,维护管理,受损机制,延长使用寿命混凝土结构作为现代建筑中常见的一种结构形式,具有承载能力强、耐久性好等优点,在各类建筑中得到广泛应用。
然而,随着时间的推移和外界环境的影响,混凝土结构会逐渐出现各种损伤和劣化。
这些损伤不仅会降低结构的承载能力,还会影响其安全性和使用寿命。
因此,研究混凝土结构的耐久性和维护管理方法对于保障结构的安全运行和延长其使用寿命具有重要意义。
本文将以混凝土结构耐久性与维护管理为主题,探讨混凝土结构在不同环境条件下的受损机制和影响因素。
同时,针对混凝土结构的各类损伤和劣化现象,提出了一系列的维护管理策略,旨在延长混凝土结构的使用寿命和提高其耐久性。
本文拟综合运用实证研究、理论分析和工程实践等方法,以期为混凝土结构的耐久性与维护管理提供有益的指导和建议。
一、混凝土结构耐久性问题的研究现状混凝土结构的耐久性问题一直是结构工程领域的研究热点之一。
在过去的几十年里,许多学者和工程师对混凝土结构的耐久性进行了广泛的研究和探索。
研究者们对混凝土结构的耐久性进行了定义和评价指标的制定。
耐久性通常被定义为结构在设计寿命内保持功能完好的能力。
评价指标包括混凝土的抗压强度、抗渗性能、抗冻融性、耐化学侵蚀性能等。
研究者们深入研究了混凝土结构在不同环境条件下的受损机制。
常见的受损机制包括碳化、氯离子侵入、冻融损伤、碱-骨料反应等。
这些机制导致混凝土的物理性能和化学性能发生变化,从而降低结构的耐久性。
研究者们对影响混凝土结构耐久性的因素进行了广泛的研究。
混凝土耐久性的研究
混凝 土 耐久 性 的研 究
雷 琴
宜昌 4 30 ) 4 0 2 ( 葛洲坝集 团五公司 , 湖北
【 摘
要】 混凝土结构 的耐久性所涉及的研究 内容可 分为环境 、 材料 、 构件和结构四个层次 , 目前相对 而言材料和构件部 分的
研 究较 为深入 , 本文就材料和构件对混凝土耐久性的影响作 了着重阐述。
【 关键词】 耐久性; 材料; 构件 ; 结构
一
、
混凝土耐久性在材料 层次上的影 响因素 及其 对策
钙矾石结晶膨胀,其体积较同体积的反应物增大一倍 以上, 它
1 .混凝土碳化 。混 凝土在空气中 的碳化 是中性化最常 见 在水泥石 内产生很大的膨胀应力 , 从而导致 水泥石 结构膨胀 开 严重 时可使水 泥石 无任何 强度 , 呈豆腐 渣状 , 破坏 极为 严 的一种 形式 , 是空气中二氧化碳与水泥石 中的碱性物质相 互 裂 , 它
般认为, 碳化深度 D与碳化时间 t 的关系式为 :
D a \ = /
。: =D 。
、 / }
避免钢筋锈蚀 。 () 有效 阻止外部氯离子渗达钢筋表面 , 3 3 .冻融破坏。混凝土的冻融破坏是指混凝土在 负温和正
㈤
温的交替 循环作用下 , 使混 凝土从表 层开始发 生剥落 、 结构疏
时产 生 C ( H aO )数量 多的水泥; 3 掺加引气剂 和减水剂 , () 引气 结冰并不至于使混凝土 内部结构遭 到严重破坏 。但是当处于饱 其毛 细孔 壁同时承 受膨胀压和渗透压 剂 能形成许 多独立 的微小气 泡 , 隔断连通 的毛细管 , 水剂 能 和状态的混凝土受冻时 , 减
筋锈蚀 。同时, 混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩, 这些都可能 C ( H : 水化铝酸 钙 3 a A 236 aO )和 C O・ 1  ̄H O含量 ; 2 在混 凝土 0 () 导致混凝土 的裂 缝和结构 的破坏 。所 以说, 凝土 碳化与混 凝 中掺入适 量的火山灰质矿物掺合料— —粉煤灰 、矿渣微粉 、 混 硅
混凝土的耐久性研究
,
性小, 耐热 性 , 抗水 性 , 腐蚀性 , 抗 抗冻 性能 好 的水泥 , 结合具 体 并 情 况进 行选择 。水泥 强度 并非 足 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 。囚此 , 工程 中 选择 水泥 强度 的 同时 , 考虑其 工程 性 能, 时 , 工程 性能 比强 需 有 其 度 更重 要 。 集料 与掺 俞料 集 料 的选择 应考 虑其碱 活性 , 止碱 集料反应 防 造 成的危 害 , 料 的耐蚀 性和吸 水 性, 集 同时选择 合理 的级 配 , 善 改 混凝 拌 合物 朐和易 性 , 高混凝 士密 实度 ; 提 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 的性能 , 善混凝土 ± : 改 内孔 结构 , 填充 内部 空 隙, 高密实 度 , 提 高掺景混 凝士 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。 3 混 凝 土的设 计应 考虑耐 久 的要 求 - 2 混 凝 土配 比的 设计 配合 比设计 在满足 混凝 土强度 , 工作 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 , 高密 实度 , 提 采用 合理 的减 水剂和 引气 剂 , 善混 凝 土内部结 改 构 , 入足 嚣的 混合料 , 高混凝 耐 久性 能 。 掺 提 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 。结 构的 节点构 造设 计 也应考虑 构件 受局部 损坏 后 的整体 耐久 能力 。 33 _混凝 土工 程施 工应 考虑结 构耐 久性 混 凝土的拌 制尽最采用 二次搅 拌法 , 裹砂法 , 裹砂石法 等工艺 , 提 高混 凝 上拌合 料的和 易性 . 保水 性 , 高混 凝 土强度 , 提 减少用 水 量; 大体积混 凝 的浇筑 振捣应 控制混凝 _的温度 裂缝 , } : _ = f : 收缩 裂缝 , 施 工裂 缝 , 立混凝 土 的浇筑振 捣制度 , 高混凝 密 实度和抗 渗 建 提 性, 重视混 凝土 振捣 后 的表 面工 序, 加强养 护 , 并 以减少 混凝土 裂 缝 。混凝 土的 施工过 程对 控制构 件外观 裂缝 , 工裂 缝至 关重 要 , 施 应 加强 施J质 量管理 , 殊季节施 工 的混凝 土结构 , 二 特 尚应采 取特 殊 措施。 3 . 4结构 的 口常维护 结构 在使用 阶段 , 注意检 测, 应 维护 和修理 , 处于 露天和恶劣 对 环境 卜 的丛础 设施工程 更应如此 , 立检测和 评估 体系, 建 及时 发现 , 及 时修理 , 保混凝 土结 构 的l常使 用 。 确 l E
混凝土结构耐久性和维修保养研究
混凝土结构耐久性和维修保养研究摘要:本文以混凝土结构的耐久性和维修保养为研究主题,通过对相关文献和实践经验的调研和分析,全面探讨了混凝土结构在使用过程中所面临的耐久性问题以及如何进行有效的维修保养。
研究发现,混凝土结构的耐久性主要受到气候环境、施工质量和材料性能等因素的影响,而维修保养则是延长混凝土结构使用寿命的重要手段。
在结论部分,本文提出了一些提升混凝土结构耐久性和有效进行维修保养的建议,并对今后的研究方向进行了展望。
关键词:混凝土结构;耐久性;施工质量;混凝土结构作为现代建筑中广泛应用的一种主要结构形式,其耐久性和维修保养问题一直是研究和实践中的关注焦点。
随着城市化进程的加快和建筑结构的不断更新,混凝土结构的安全性和使用寿命问题愈发凸显。
因此,加强对混凝土结构耐久性和维修保养的研究,对于改善建筑结构的质量和可持续发展具有重要意义。
一、混凝土结构的耐久性主要影响因素混凝土结构的耐久性是指其在使用过程中能够保持稳定的性能和功能,不受外界环境的影响而发生损坏或衰退的能力。
而混凝土结构的耐久性主要受到气候环境、施工质量和材料性能等因素的影响。
在混凝土结构使用的过程中,由于气候环境的变化以及施工过程中可能存在的质量问题,会引起混凝土结构的损伤和老化。
因此,维修保养是延长混凝土结构使用寿命的重要手段。
(一)气候环境气候环境是混凝土结构耐久性的主要影响因素之一。
气候条件的变化会导致混凝土结构表面的温度和湿度的变化,从而引起混凝土的膨胀和收缩。
尤其是在极端气候条件下,如寒冷的冬季和炎热的夏季,混凝土结构更容易受到损伤。
因此,在设计混凝土结构时,应根据当地气候条件合理选择材料和采取相应的保护措施,以提高混凝土结构的耐久性。
(二)施工质量施工质量对混凝土结构的耐久性也有重要影响。
施工过程中,如果没有严格按照设计要求进行施工,可能会导致混凝土结构存在缺陷,例如浇筑不均匀、混凝土不密实等问题。
这些缺陷会在使用过程中逐渐扩大,并最终导致混凝土结构的损坏。
混凝土耐久性研究现状和研究方向
·综述·混凝土耐久性研究现状和研究方向卢 木(清华大学土木工程系 100084) 摘 要: 阐述了混凝土耐久性研究的背景、意义和动态,从材料、构件和结构三个层次总结归纳了国内外混凝土耐久性研究的成果,并提出了今后的研究方向。
关键词: 混凝土耐久性 碳化 钢筋锈蚀 冻融 寿命预测RECEN T STUDY AND RESEARC H DIRECTION SOF CONCRETE DURABILITYLu M u(Dept.of Civil Eng rg.,Tsingh ua Univ. 100084)Abstract: Presented in this paper is a discription of th e background,significance and present dev elopm ent of concrete du rability s tudies.Recent accomplis hments are summ arized on th ree levels-material,component and structure.Directions of fu tu re res earch are also proposed.Keywords: concrete durability carbonation reinforcing s teel corrosion freeze-thaw s ervicelife p rediction1 引 言随着我国现代化进程的加快,各类社会基础设施的建设方兴未艾。
这些构筑物大都为钢筋混凝土结构,其设计方法除了传统的强度、刚度等力学性能指标设计,还要考虑耐久性、经济性进行寿命设计。
跨世纪的建筑不仅要求具有安全性、功能性,而且要求具有足够的耐久性[1]。
到本世纪末,我国现有房屋将有50%进入老化阶段,也就是说将有23.4亿m2的建筑面临耐久性问题[2]。
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摘要从上个世纪中期,混凝土结构因耐久性不良造成过早失效及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜,世界各国为此付出的代价十分沉重。
由于工程安全因素更由于耗费巨资的经济因素,混凝土结构日益突出的耐久性问题,越来越受到世界各国学术界和工程界的广泛重视。
提高混凝土的耐久性,对节约资源、能源及资金均有重大的意义。
通过阅读大量关于混凝土耐久性方面的文献资料,总结了国内外混凝土结构的耐久性状况和研究动态,明确了混凝土结构耐久性的意义和重要性。
本论文探讨了混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理,包括了混凝土基材水泥的腐蚀类型和机理,钢筋的锈蚀机理和混凝土结构的腐蚀机理,总结了混凝土耐腐蚀性能的主要影响因素以及它与抗渗性能和抗冻性能之间的关系;讨论了原材料的选择,包括水泥品种、集料性质、拌合及养护用水的水质情况、外加剂的种类和掺合料对混凝土耐腐蚀性能的影响。
关键词:混凝土;耐久性;耐腐蚀性目录一、绪论 (3)(一)混凝土耐久性的含义 (3)(二)国内外混凝土耐久性研究动态 (3)二、混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理 (4)(一)腐蚀 (4)(二)水泥类材料的腐蚀机理 (4)(三)混凝土的耐腐蚀性与抗渗性和抗冻性之间的关系 (6)三、原材料对混凝土耐腐蚀性能的影响 (6)(一)水泥 (6)(二)集料 (7)四、普通混凝土高性能化 (7)(一)提高性能的技术途径 (7)(二)提高混凝土耐久性 (8)五、结论与展望 (9)(一)结论 (9)(二)展望 (9)普通混凝土耐久性研究一、绪论从19世纪20年代波特兰水泥价而成为土建工程中不可缺少的材料,广泛用于桥梁、大坝、高速公路、工业与民用建筑等结构中。
据不完全统计,当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米,并且随着逐步增长的城市化建设,年消耗量在不断增长。
混凝土材料经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程,似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。
但是近四五十年来,混凝土结构因材质劣化造成过早失效以及崩塌破坏的事故在国内外都屡见不鲜,并有愈演愈烈之势。
这些混凝土工程的过早破坏,其原因不是强度不够,而是由于混凝土耐久性不良所造成。
(一)混凝土耐久性的含义所谓的混凝土耐久性,是指其抵抗环境介质的作用,并长期保持良好的使用性能和外观完整性,从而维持混凝土结构的安全和正常使用的能力。
影响混凝土结构耐久性的因素很多,可分为内在因素和外在因素两大类。
内在因素是指混凝土结构抵御环境的能力,由结构的设计形状和构造形式、选用的水泥和骨料的种类、外加剂的品种,钢筋保护层的厚度和直径的大小、混凝土的水灰比、浇注和养护的施工工艺等多种因素所决定。
外在因素是环境对混凝土结构的物理和化学作用,包括干湿和冻融循环、碳化、化学介质侵蚀、磨损破坏等诸多方面,不同环境对混凝土结构耐久性的影响程度不尽相同,外在因素是通过内在因素而起作用的混凝土耐久性具体包括抗渗、抗冻、耐腐蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能。
虽然混凝土在遭受压力水、冰冻或侵蚀作用时的破坏过程各不相同,但影响因素却有许多相同之处。
混凝土的密实度是最为关键的因素,其次是材料的性质、施工质量等。
(二)国内外混凝土耐久性研究动态混凝土结构耐久性问题的日益突出,引起了世界各国学术机构、学者和工程技术人员对加强钢筋混凝土结构耐久性研究的重视,表现在各种结构耐久性学术机构的不断成立和频繁的学术活动、大量的与结构耐久性有关的出版物以及大规模的科学研究方面。
1982年,国际材料与结构实验室联合会(RILEM)和国际建筑研究文献协会(CIB)联合组成了建筑材料及构件使用寿命预测委员会CIBW80/RILEM71-PSL,共同研究结构的寿命预测问题,1987年又成立了一个新的委员会CIB W80/RILEM100-TSL,以进一步推进委员会的工作和贯彻已取得的成果。
美国混凝土学会1957年成立了委员会ACI201,负责并指导混凝土耐久性方面的研究,1991年ACI委员会提出了“已有混凝土房屋抗力评估”的最新报告,制定了检测试验的详细方法和步骤。
二、混凝土的腐蚀类型和腐蚀机理(一)腐蚀所谓腐蚀,是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化。
腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。
在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定作用的是化学成分、结构和表面状态。
腐蚀过程中如伴有机械应力的作用,将加速腐蚀而出现一系列特殊的腐蚀现象。
腐蚀类型的划分,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。
按腐蚀机理可分为电化学腐蚀和化学腐蚀两大类;按破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀;按环境可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、水、汽腐蚀和土壤腐蚀;从建筑防腐角度着眼,常按不同防护方法分为气态介质腐蚀(以涂料防护为主)、液态介质腐蚀(以覆面防护为主)和固态介质腐蚀。
在实际的建筑腐蚀行为中,有的为单一类型,但更普遍的是两种或多种类型同时并存。
(二)水泥类材料的腐蚀机理水泥是一种水硬性胶凝材料。
土建工程中应用最多的是硅酸盐系列水泥,了我国水泥总产量的90%左右。
硅酸盐水泥是由石灰质岩石、粘土和其它辅料煅烧成熟料后,再掺入石膏,然后磨细而成。
若在硅酸盐水泥熟料中掺入混合材料,则成为其它品种的水泥。
1.水泥的硬化机理硅酸盐水泥的性能包括耐腐蚀性是由其组成矿物的性质决定的性能,主要是水泥熟料中的几种矿物水化作用的结果。
硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下:硅酸三钙3CaO·SiO2,简写为C3S,含量37%-60%硅酸二钙2CaO·SiO2,简写为C2S,含量15%-37%铝酸三钙3CaO·Al2O3,简写为C3A,含量7%-15%铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写为C4AF,含量10%-18%以上主要熟料矿物中,硅酸三钙和硅酸二钙的总含量在70%以上,故称为硅酸盐水泥。
2.水泥的水化及凝结硬化水泥加水拌和后,熟料矿物与水发生水化反应,生成水化物,其反应式如下:1、2(3CaO·SiO2)+6H2O====3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2硅酸三钙水化硅酸钙氢氧化钙2、2(2CaO·SiO2)+4H2O====3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2硅酸二钙水化硅酸钙氢氧化钙3、3CaO·Al2O3+6H2O====3CaO·Al2O3·6H2O铝酸三钙水化铝酸钙4、4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O====3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O铁铝酸四钙水化铝酸钙水化铁酸钙当有石膏CaSO4·2H2O存在时,水化铝酸钙3CaO·Al2O3·6H2O会与石膏反应,生成高硫型水化硫铝酸钙(3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O)晶体,也称钙矾石。
随着水化反应的持续进行,水化物不断增多,水泥浆开始变稠,逐渐失去塑性而凝结,然后经过结晶过程而硬化,最终发展成坚硬的人造石——水泥石。
3.水泥类材料的腐蚀类型和机理水泥类材料的腐蚀分类有下列两种:一是按介质分类,可分为硫酸盐腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等;二是按腐蚀的形态分类,可分为溶出型腐蚀、分解型腐蚀、膨胀型腐蚀(又称结晶型腐蚀)。
水泥类材料在实际工程中的腐蚀,往往是多种类型复合的腐蚀。
4.素混凝土结构的腐蚀机理素混凝土的基本组成材料为水泥、砂、石和水。
砂、石一般认为是惰性材料,不参与混凝土硬化过程中的化学反应(碱集料反应除外)。
因此,素混凝土的腐蚀实际上就是水泥石的腐蚀,其腐蚀机理、类型与水泥相同。
5.钢筋混凝土结构的腐蚀机理钢筋混凝土结构材料是混凝土和钢筋的复合体,它的腐蚀形态可分为两种:一是由于混凝土的耐久性不足,其本身被腐蚀破坏,同时也由于钢筋的裸露,腐蚀而导致整个结构的破坏;二是混凝土本身并未腐蚀,但由于外部介质的作用,导致混凝土本身化学性质的改变或引入了能激发钢筋腐蚀的离子,使钢筋表面的钝化作用丧失,引起了钢筋的锈蚀(三)混凝土的耐腐蚀性与抗渗性和抗冻性之间的关系混凝土的抗渗性,是指混凝土抵抗有压介质(水、油、溶液等)渗透作用能力。
它是决定混凝土耐久性最基本的因素,若混凝土的抗渗性差,不仅周围水等液体物质易渗入内部,而且当遇有负温或环境水中含有侵蚀性介质时,混凝土就易遭受冰冻或侵蚀作用而破坏,对钢筋混凝土还将引起其内部钢筋的锈蚀,并导致表面混凝土保护层开裂与剥落。
因此,对地下建筑、水坝、水池、港工、海工等工程,必须要求混凝土具有一定的抗渗性。
混凝土的抗冻性,是指混凝土在水饱和状态下,经受多次冻融循环作用,能保持强度和外观完整性的能力。
在寒冷地区,特别是在接触水又受冻的环境下的混凝土,要求具有较高的抗冻性能。
混凝土受冻融作用而破坏的原因,是由于混凝土内部孔隙中的水在负温下结冰膨胀造成的静水压力和因冰水蒸汽压的差别推动未冻水向冻结区的迁移所造成的渗透压力。
混凝土在遭受压力水、冰冻或侵蚀作用时的破坏过程,虽然各不相同,但影响因素却有许多共同之处。
混凝土的密实度是主要的影响因素,其次是原材料的性质、施工质量等。
在相同条件下,混凝土的密实性愈好,则其抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性愈强。
三、原材料对混凝土耐腐蚀性能的影响(一)水泥水泥按其用途及性能分为三类,即通用水泥、专用水泥和特殊水泥。
在腐蚀环境中,水泥品种的选择宜按下列要求进行。
1.硅酸盐水泥凡是以适当成分的生料,烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量的石膏,磨细而成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。
它的特点是标号高、快硬、早强、水化热高2.普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥简称普通水泥,是在硅酸盐水泥中掺加不大于15%的掺合料,其基本性能与硅酸盐水泥相同,但由于掺合料能结合一部分水化时产生的Ca(OH)2,因而抗软水和硫酸盐的腐蚀能力有所提高。
3.矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥简称为矿渣水泥,是由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。
在气态腐蚀环境下,由于水泥石的碱度较低,密实性差,容易中性化,对钢筋的保护性比较差,因此矿渣水泥在上部结构中应慎重采用。
4.火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥,是由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合料和适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。
火山灰水泥的凝结与硬化,与矿渣水泥大致相同。
5.粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥,是由硅酸盐水泥熟料。
粉煤灰和适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。
粉煤灰水泥的凝结硬化与火山灰水泥相近。
为了节约水泥、改善混凝土性能,在拌制混凝土时掺入的矿物粉状材料,称为掺合料。