混凝土耐久性影响的研究
混凝土的耐久性及其影响因素
混凝土的耐久性及其影响因素混凝土是一种常见的建筑材料,其耐久性直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
了解混凝土的耐久性及其影响因素对于建筑行业至关重要。
本文将探讨混凝土的耐久性,并分析影响混凝土耐久性的因素。
首先,混凝土的耐久性是指其在特定环境下长期抵抗各种力学、物理和化学破坏的能力。
混凝土一般是由水泥、砂、石子和水所组成的,其中水泥是混凝土的主要成分。
混凝土的耐久性主要受以下几个因素影响。
第一,水泥的质量和配比。
水泥的质量直接影响混凝土的力学性能和抗渗性能,而水泥的配比则决定了混凝土的强度和耐久性。
如果使用的水泥质量较低或者水泥的配比不合理,混凝土就会失去一定的抗压能力和抗渗性能,从而降低了其耐久性。
第二,砂和石子的质量和粒径。
砂和石子是混凝土中的骨料,其质量和粒径决定了混凝土的强度和耐久性。
如果砂和石子存在较多的夹杂物、泥土或者其粒径分布不合理,会导致混凝土的强度和耐久性下降。
第三,混凝土的密实性。
混凝土的密实性是指混凝土内部的孔隙率,密实性越高,孔隙率越低,混凝土的耐久性就越好。
混凝土的密实性受到施工工艺、振捣方式和养护条件等影响。
如果混凝土没有得到充分的振捣和养护,就会导致孔隙率较高,从而降低了混凝土的耐久性。
第四,混凝土的养护条件。
混凝土在初凝后需要进行养护,以保证其正常硬化和强度的发挥。
养护条件包括温度、湿度和时间等,不同的养护条件对混凝土的耐久性具有重要影响。
如果养护条件不合理,混凝土在早期即会出现龟裂、起砂等现象,大大影响其耐久性。
第五,外部环境因素。
混凝土在不同的外部环境中暴露,会受到气候、酸碱性、盐分和化学物质等的侵蚀,从而对混凝土的耐久性造成影响。
例如,在潮湿和高盐分的环境中,混凝土容易受到腐蚀,导致其强度下降。
综上所述,混凝土的耐久性受多方面因素影响,包括水泥的质量和配比、骨料的质量和粒径、混凝土的密实性、养护条件以及外部环境等。
在建筑中,应根据具体情况合理选择水泥和骨料,调整配比,加强振捣和养护过程,并对混凝土进行合理的防护措施,以提高混凝土的耐久性,延长建筑物的使用寿命。
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。
高性能混凝土的耐久性研究
高性能混凝土的耐久性研究在现代建筑领域中,高性能混凝土因其出色的性能而备受关注。
然而,要确保建筑物在长期使用中保持稳定和安全,高性能混凝土的耐久性就成为了一个至关重要的研究课题。
高性能混凝土是一种具有高强度、高工作性和高耐久性的新型混凝土。
它通常采用优质的原材料,并通过精心的配合比设计和严格的生产控制来制备。
与传统混凝土相比,高性能混凝土在强度和耐久性方面都有显著的提升。
耐久性对于混凝土结构来说意义重大。
在建筑物的使用寿命中,混凝土可能会受到各种因素的侵蚀和破坏,如化学腐蚀、冻融循环、钢筋锈蚀等。
这些因素会逐渐削弱混凝土的性能,导致结构的安全性和可靠性降低。
因此,提高高性能混凝土的耐久性,对于延长建筑物的使用寿命、降低维护成本以及保障人民生命财产安全都具有重要意义。
化学腐蚀是影响高性能混凝土耐久性的一个重要因素。
例如,在一些工业环境中,混凝土可能会暴露在酸、碱等化学物质的侵蚀下。
这些化学物质会与混凝土中的成分发生反应,破坏其内部结构,从而降低混凝土的强度和耐久性。
为了提高混凝土的抗化学腐蚀性能,可以在配合比设计中选择合适的水泥品种和掺和料,如粉煤灰、矿渣等。
这些掺和料能够与水泥水化产物发生反应,生成更加稳定的化合物,从而提高混凝土的抗化学腐蚀能力。
冻融循环也是一个不可忽视的因素。
在寒冷地区,混凝土结构经常会经历冻融循环的作用。
在水冻结时,体积会膨胀,产生的膨胀力会使混凝土内部产生微裂缝。
随着冻融循环次数的增加,这些微裂缝会逐渐扩展,最终导致混凝土的破坏。
为了提高高性能混凝土的抗冻性能,可以通过控制水胶比、引入引气剂等方式来实现。
引气剂能够在混凝土中引入微小的气泡,这些气泡可以在水冻结时起到缓冲作用,减轻膨胀力对混凝土的破坏。
钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的另一个关键问题。
当混凝土中的钢筋发生锈蚀时,其体积会膨胀,从而导致混凝土保护层开裂、剥落。
这不仅会影响结构的外观,还会严重削弱结构的承载能力。
为了防止钢筋锈蚀,可以采用高性能的防护涂层来保护钢筋,或者在混凝土中添加阻锈剂。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》范文
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展,基础设施建设日益增多,混凝土作为主要的建筑材料之一,其耐久性问题是影响工程质量和寿命的重要因素。
尤其是在盐渍土环境下,混凝土材料易受腐蚀,耐久性问题更加突出。
因此,研究盐渍土环境下混凝土的耐久性,对于保障工程安全和延长使用寿命具有重要意义。
二、盐渍土环境对混凝土的影响盐渍土环境中,混凝土所面临的耐久性问题主要源于土壤中的盐分。
盐分可以渗透到混凝土内部,与混凝土中的物质发生化学反应,导致混凝土的性能下降。
具体影响表现在以下几个方面:1. 钢筋锈蚀:混凝土中的钢筋在盐渍土环境下易发生锈蚀,锈蚀产物体积膨胀,导致混凝土开裂,进一步影响混凝土的耐久性。
2. 混凝土碳化:盐分与空气中的二氧化碳反应,加速混凝土的碳化过程,使混凝土碱度降低,导致混凝土结构的性能降低。
3. 盐结晶压力:盐分在混凝土内部结晶时,会产生产物体积变化,形成结晶压力,导致混凝土开裂。
三、混凝土耐久性研究现状针对盐渍土环境下混凝土的耐久性问题,国内外学者进行了大量研究。
目前,提高混凝土耐久性的方法主要包括优化混凝土配合比、使用添加剂、改善施工工艺等。
其中,优化配合比是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
通过调整骨料、水泥、掺合料等材料的配比,可以改善混凝土的抗渗性、抗裂性等性能。
此外,使用添加剂如阻锈剂、引气剂等也可以提高混凝土的耐久性。
四、盐渍土环境下混凝土耐久性研究方法针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究,主要采用以下方法:1. 实验室模拟法:通过模拟盐渍土环境,对混凝土进行长期浸泡、干湿循环等试验,观察混凝土的耐久性变化。
2. 现场观测法:在盐渍土地区的实际工程中进行长期观测,记录混凝土的性能变化,分析其耐久性。
3. 理论分析法:通过建立数学模型、运用计算机模拟等方法,对混凝土在盐渍土环境下的耐久性进行理论分析。
五、研究展望未来,针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究,可以从以下几个方面进行深入探讨:1. 进一步研究盐渍土环境中混凝土耐久性的影响因素及作用机制,为提高混凝土耐久性提供理论依据。
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。
混凝土建筑结构耐久性
混凝土建筑结构耐久性混凝土是一种广泛应用的建筑结构材料,其主要优点是强度高、稳定性好、施工方便等等。
然而,混凝土建筑结构也存在着一些问题,其中最为重要的就是耐久性问题。
本文将从混凝土结构耐久性的概念、影响因素以及提高方法等方面对该问题进行探讨。
1. 混凝土结构耐久性的概念混凝土结构耐久性主要是指混凝土结构在使用过程中,能够保持规定的使用性能、安全性能和功能性能的能力,即在规定的使用年限内不失效、不出现严重损伤的能力。
其中使用年限一般按照规范规定或设计要求进行规定,通常为50年以上。
2. 混凝土结构耐久性的影响因素(1)环境因素环境因素主要包括温度、湿度、气候、地域等等,这些因素会直接影响混凝土结构的物理、化学和生物性质,从而使混凝土结构的耐久性受到影响。
(2)设计因素设计因素主要包括结构形式、结构材料的选择和用量、结构质量和施工工艺等等,这些因素会直接影响混凝土结构的性能、强度和稳定性,进而影响其耐久性。
(3)材料质量和施工质量混凝土结构的材料质量和施工质量直接关系到混凝土结构的性能和稳定性,这两方面质量低下会导致混凝土结构的强度降低、裂缝增加、酸碱侵蚀等等。
(4)维护保养混凝土结构的维护保养也会影响其耐久性,长期的维护保养会使混凝土结构保持良好的性能、强度和稳定性。
3. 提高混凝土结构的耐久性的方法为了保障混凝土结构的使用安全和稳定性,有以下一些方法可以采用:(1)选择合适的混凝土材料,确保选择的混凝土配合比合理,使混凝土强度和耐久性能得到提高。
(2)合理设计混凝土结构,结构的设计应与其使用环境相适应,如在强震区域内的混凝土建筑应采用钢筋混凝土框架结构等等。
(3)精心施工,严格按照施工规范施工,增强混凝土结构的强度和稳定性。
(4)定期维护保养,按照规定时间对混凝土结构进行检查、维修、加固和防水等等,确保混凝土结构长期保持良好的状态和性能。
结论:混凝土结构耐久性是一项非常重要的问题,良好的耐久性能不仅可以延长混凝土结构的使用寿命,而且还可以保证混凝土结构的安全性能和功能性能。
混凝土的耐久性研究原理
混凝土的耐久性研究原理一、前言混凝土是建筑工程中使用最广泛的材料之一,其优点在于可塑性好、耐久性强、施工方便等等。
然而,随着建筑工程的日益发展,混凝土的耐久性问题逐渐浮现。
本文将就混凝土的耐久性研究原理进行探讨。
二、混凝土的耐久性问题混凝土的耐久性问题主要表现在以下几个方面:1.冻融循环:在北方地区,冬季气温低,水分进入混凝土内部,当温度下降时,水分将结晶膨胀,导致混凝土表面产生开裂等问题。
2.碳化:混凝土中的主要成分是水泥,而水泥在空气中会与二氧化碳反应,形成碳酸钙,导致混凝土表面出现龟裂、脱落等问题。
3.氯离子侵蚀:氯离子能够破坏混凝土中的水泥石,导致混凝土表面出现腐蚀等问题。
以上问题都会导致混凝土的性能下降,进而影响建筑工程的使用寿命和安全性。
三、混凝土的耐久性研究原理混凝土的耐久性研究主要是通过实验研究,采取一系列的试验手段,分析混凝土在不同条件下的性能和耐久性,进而提高混凝土的耐久性。
下面将从不同角度对混凝土的耐久性研究原理进行介绍。
1.混凝土材料的性能测试混凝土材料的性能测试是混凝土耐久性研究的基础。
其中,最常见的测试有强度测试、抗渗透测试、抗冻融测试、抗碳化测试、抗氯离子侵蚀测试等。
这些测试能够全面地了解混凝土材料的性能和耐久性,为混凝土的设计和施工提供参考。
2.混凝土结构的性能测试混凝土结构的性能测试是混凝土耐久性研究的重要手段之一。
其中,最常见的测试有抗震性能测试、疲劳性能测试、循环荷载测试等。
这些测试能够全面地了解混凝土结构的性能和耐久性,为混凝土结构的设计和施工提供参考。
3.混凝土微观结构的分析混凝土微观结构的分析是混凝土耐久性研究的重要手段之一。
其中,最常见的分析有扫描电镜分析、X射线衍射分析、透射电镜分析等。
这些分析能够全面地了解混凝土微观结构的组成和性能,为混凝土的设计和施工提供参考。
4.混凝土配合比的优化混凝土配合比的优化是混凝土耐久性研究的重要手段之一。
通过优化混凝土的配合比,可以提高混凝土的抗冻融性能、抗碳化性能、抗氯离子侵蚀性能等。
高性能混凝土的耐久性研究
高性能混凝土的耐久性研究在现代建筑工程领域,高性能混凝土凭借其出色的性能,逐渐成为众多重大工程项目的首选材料。
然而,要确保这些结构在长期使用中保持稳定和可靠,高性能混凝土的耐久性就成为了至关重要的研究课题。
高性能混凝土,相较于传统混凝土,在强度、工作性能和耐久性等方面都有显著的提升。
它通常采用优质的原材料,如高强度水泥、优质骨料和高效减水剂等,并通过优化配合比和精心的施工工艺来实现其高性能的目标。
但高性能并不意味着其耐久性就可以一劳永逸,各种环境因素和使用条件仍然可能对其产生影响。
首先,我们来谈谈化学侵蚀对高性能混凝土耐久性的影响。
在一些工业环境中,混凝土可能会暴露在酸、碱、盐等化学物质的侵蚀下。
例如,硫酸盐会与混凝土中的水泥水化产物发生反应,生成膨胀性产物,导致混凝土内部结构破坏,从而降低其耐久性。
此外,氯离子的侵入也是一个不容忽视的问题。
氯离子能够穿透混凝土保护层,到达钢筋表面,引发钢筋锈蚀。
一旦钢筋锈蚀,其体积膨胀会产生内应力,导致混凝土开裂,进一步加速了腐蚀过程。
物理作用同样会对高性能混凝土的耐久性造成损害。
冻融循环是常见的物理破坏因素之一。
在寒冷地区,混凝土孔隙中的水分在反复的冻结和融化过程中,会产生膨胀和收缩应力,从而导致混凝土表面剥落、内部开裂。
此外,磨损和冲击也会对混凝土的表面和结构造成损伤,特别是在道路、桥梁等经常承受车辆荷载的部位。
高性能混凝土的耐久性还受到微观结构的影响。
混凝土是一种多孔材料,其孔隙结构和分布直接关系到水分和有害物质的传输。
如果混凝土的孔隙率较高、孔径较大,那么外界物质就更容易侵入,从而加速耐久性的下降。
因此,通过优化配合比和采用适当的养护措施,可以改善混凝土的微观结构,提高其密实度,从而增强耐久性。
为了提高高性能混凝土的耐久性,研究人员采取了一系列措施。
在原材料的选择上,优先选用低碱水泥、抗硫酸盐水泥等特种水泥,以及坚固、级配良好的骨料。
同时,合理使用矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉等,可以改善混凝土的性能。
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。
高性能混凝土的耐久性研究
高性能混凝土的耐久性研究混凝土是现代建筑工程中最常用的材料之一,而高性能混凝土则是在传统混凝土的基础上发展而来,具有更高的强度、更好的工作性能和更优异的耐久性。
在建筑工程中,耐久性是衡量混凝土质量的一个重要指标,它直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
因此,对高性能混凝土的耐久性进行研究具有重要的现实意义。
高性能混凝土耐久性的影响因素众多,主要包括以下几个方面:首先是原材料的选择。
水泥的品种和强度等级、骨料的种类和级配、外加剂的性能等都会对高性能混凝土的耐久性产生影响。
例如,使用低碱水泥可以减少碱骨料反应的发生,从而提高混凝土的耐久性;选用坚固、级配良好的骨料可以增强混凝土的密实性,降低渗透性,提高其抵抗外界侵蚀的能力。
其次是配合比的设计。
合理的水胶比是保证高性能混凝土耐久性的关键因素之一。
水胶比越低,混凝土的密实度越高,耐久性越好。
同时,适当的胶凝材料用量和矿物掺合料的比例也能显著改善混凝土的耐久性。
再者是施工过程的控制。
施工过程中的搅拌、浇筑、振捣和养护等环节都会影响高性能混凝土的耐久性。
搅拌不均匀会导致混凝土内部结构不均匀,影响其性能;浇筑时的分层厚度、振捣的时间和力度不当可能会造成混凝土内部出现蜂窝、孔洞等缺陷,降低其密实性;养护不及时或养护条件不当会使混凝土早期强度发展不良,影响其长期性能。
环境因素也是影响高性能混凝土耐久性的重要因素。
例如,在海洋环境中,混凝土会受到氯离子的侵蚀;在寒冷地区,混凝土会遭受冻融循环的破坏;在酸雨地区,混凝土会受到化学侵蚀。
为了提高高性能混凝土的耐久性,需要采取一系列的措施。
在原材料方面,应严格控制原材料的质量。
选择优质的水泥,确保其化学组成和物理性能符合要求;选用坚固、级配良好、洁净的骨料,并控制其含泥量和有害物质含量;合理使用外加剂,改善混凝土的性能。
在配合比设计方面,应通过试验确定最佳的水胶比、胶凝材料用量和矿物掺合料比例,以达到提高混凝土耐久性的目的。
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。
混凝土的耐久性原理及其影响因素
混凝土的耐久性原理及其影响因素一、混凝土的耐久性概述混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程中的材料,具有较好的强度和耐久性。
然而,在使用过程中,混凝土易受到环境因素的影响,导致其耐久性下降,从而影响工程的使用寿命和安全性。
因此,研究混凝土的耐久性原理及其影响因素对于延长混凝土工程的使用寿命和提高工程的安全性至关重要。
二、混凝土的耐久性原理混凝土的耐久性是指其在特定环境条件下长期使用的能力,即在特定环境下不断地承受外部环境因素的影响而不失去其性能和功能。
混凝土的耐久性主要受以下因素的影响:1.化学侵蚀混凝土中的水泥基材料容易受到化学侵蚀,如酸、碱、盐等物质的侵蚀,导致混凝土的性能下降。
化学侵蚀会导致混凝土中的钙石灰石和水泥胶体破坏,从而导致混凝土的强度和耐久性下降。
2.物理侵蚀混凝土受物理因素的影响也会导致其耐久性下降,如风化、水蚀、冻融循环等。
风化是指由于风和气候变化引起的混凝土表面剥落和破裂的现象;水蚀则是指由于水流或水压引起的混凝土表面的侵蚀和破坏;冻融循环则是指由于温度变化引起的混凝土内部产生收缩和膨胀的现象。
3.生物侵蚀混凝土还容易受到生物侵蚀的影响,如微生物、真菌、藻类等。
这些生物会在混凝土表面形成生物膜,从而导致混凝土的性能下降。
4.热膨胀和收缩混凝土受温度变化的影响也会导致其耐久性下降,主要表现为热膨胀和收缩。
在高温下,混凝土会膨胀,从而导致混凝土中的水泥胶体破坏;在低温下,混凝土会收缩,从而导致混凝土中的钢筋和混凝土之间的黏结力下降。
三、混凝土的耐久性影响因素混凝土的耐久性主要受以下因素的影响:1.材料因素混凝土的材料包括水泥、砂、石子和其他添加剂等,这些材料的质量和配合比例对混凝土的强度和耐久性有着重要影响。
例如,水泥的种类、品牌和用量等都会影响混凝土的强度和耐久性;砂和石子的质量和粒径分布等也会影响混凝土的强度和耐久性。
2.施工因素混凝土的施工质量和工艺也会影响其强度和耐久性。
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
混凝土的耐久性
混凝土的耐久性混凝土是建筑材料中常见且重要的一种,具有优良的耐久性,广泛用于各种建筑结构的施工中。
本文将重点探讨混凝土的耐久性,包括其耐久性的原因和影响因素等内容。
一、混凝土的耐久性原因混凝土具有良好的耐久性的原因主要有以下几点:1. 化学性能稳定:混凝土主要由胶凝材料、骨料、水和掺合料等组成,其中胶凝材料起着胶结作用。
混凝土的主要胶凝材料是水泥,其化学性能稳定,能够有效地与水和其他成分反应,形成水化产物,从而增强混凝土的强度和耐久性。
2. 密实性高:混凝土在浇筑后,经过养护过程,能够形成致密的结构,具有较好的抗渗透性能。
这种高密实性可以有效阻止外界有害物质的渗入,提高混凝土的耐久性。
3. 抗冻融性好:混凝土的水泥凝固过程中会产生水化热,从而使混凝土内部温度升高。
这种升温过程可以有效防止混凝土的冻融损伤,提高其抗冻融性能。
二、混凝土耐久性影响因素混凝土的耐久性受多种因素的影响:1. 材料性能:混凝土的质量和性能直接影响其耐久性。
合理选择优质的胶凝材料、骨料和掺合料,确保其符合规定的技术要求,并进行严格的质量控制,能够提高混凝土耐久性。
2. 施工工艺:混凝土施工的过程中,包括浇筑、振捣、养护等环节,会影响混凝土的密实性和强度发展。
因此,合理的施工工艺和技术操作,对于保证混凝土的耐久性具有重要作用。
3. 环境因素:混凝土所处的环境条件,如气候、水质、大气污染物等,也会对其耐久性产生影响。
例如,高盐度环境容易导致混凝土的腐蚀,而酸雨也会侵蚀混凝土表面。
4. 维护保养:混凝土建筑结构在使用过程中需要进行定期的维护保养,及时修补和预防措施,可以延长混凝土的使用寿命,提高其耐久性。
三、提高混凝土耐久性的措施为了提高混凝土的耐久性,可以采取以下措施:1. 选择合适的材料:选用优质的胶凝材料、骨料和掺合料,确保其质量和性能符合要求,从源头上提升混凝土的耐久性。
2. 合理的配合比:根据实际工程要求和环境条件,合理调配水泥、骨料和掺合料等成分的配合比,以满足力学性能和耐久性的要求。
水利工程中混凝土耐久性研究
水利工程中混凝土耐久性研究在水利工程中,混凝土结构是最常见的建筑材料之一。
无论是水坝、水库、闸门、还是水电站,混凝土的应用都非常广泛。
然而,混凝土在长期使用中,常常会受到诸多的环境因素的影响,导致混凝土的耐久性下降,甚至出现开裂、脱落等现象,这严重威胁着水利工程的安全和稳定运行。
因此,混凝土耐久性的研究一直是水利工程领域研究的热点之一。
一、混凝土的耐久性问题混凝土在长期使用中,会受到多种环境因素的影响,如水分、氧气、二氧化碳、盐渍等,这些环境因素会导致混凝土的力学性能和物理性能逐渐下降,从而影响混凝土的使用寿命和安全性。
首先,水分是混凝土耐久性受到影响的主要因素之一。
混凝土是由水泥、砂、碎石和水等材料混合而成的,水分是混凝土中最重要的组成部分之一。
因此,任何水分对混凝土都有影响。
当温度变化或结构遭受压力时,混凝土会开裂,从而让水分渗透进混凝土中。
水分进入混凝土中后,会导致混凝土的强度下降,从而影响水利工程的使用寿命和安全性。
其次,氧气也是影响混凝土耐久性的因素之一。
氧气可以促进混凝土中的钢筋锈蚀,从而影响混凝土的力学性能和物理性能。
钢筋锈蚀会使得混凝土结构变得脆弱,导致混凝土出现开裂、破裂等现象,进而威胁水利工程的安全。
另外,二氧化碳的存在也会对混凝土的耐久性产生负面影响。
二氧化碳会促进混凝土结构中的钙化反应,加速混凝土的老化速度。
此外,二氧化碳也会引起碳化、腐蚀等现象,使混凝土结构逐渐失去稳定性和结构特性。
最后,盐渍是导致混凝土耐久性下降的另一个关键因素。
许多水利工程建筑都是在海拔较高的地区建造的,而这些地区的地下水中含有大量的盐分,因此,混凝土结构会受到盐渍腐蚀的影响。
盐分可以塑造混凝土的孔隙结构,导致混凝土的强度逐渐下降,同时也会促进混凝土结构中的钢筋腐蚀和开裂等现象。
二、如何提高混凝土的耐久性?为了提高混凝土的耐久性,目前有以下几种方法:1、选用高品质混凝土材料。
在水利工程中,混凝土的品质对于保证工程的安全和可靠性至关重要。
混凝土养护期对强度和耐久性的影响研究
混凝土养护期对强度和耐久性的影响研究一、研究背景混凝土是一种常用的建筑材料,其强度和耐久性是评价混凝土性能的两个重要指标。
在混凝土施工过程中,养护期对混凝土的强度和耐久性有着重要的影响,因此对混凝土养护期的研究具有重要意义。
二、养护期对混凝土强度的影响1. 养护期的定义混凝土的养护期是指混凝土在浇筑完成后,需要经过一定时间的特定环境下的保养和养护,以保证混凝土的强度和耐久性能够得到充分发挥的过程。
2. 养护期的目的混凝土的养护期主要是为了保证混凝土的强度和耐久性能够得到充分发挥。
具体来说,养护期的目的包括以下几个方面:(1)保证混凝土的水分充足,以促进混凝土的水化反应,提高混凝土的强度;(2)控制混凝土的温度,防止混凝土过早干燥,从而影响混凝土的强度和耐久性;(3)保护混凝土表面,防止混凝土表面干裂,从而影响混凝土的强度和耐久性。
3. 养护期的影响因素养护期对混凝土强度的影响受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:(1)混凝土配合比:不同的混凝土配合比对养护期的影响不同,一般来说,水胶比较小的混凝土,其强度和耐久性更易受养护期的影响;(2)环境温度:环境温度对混凝土的养护期影响很大,一般来说,温度越高,混凝土的强度越高;(3)养护方式:不同的养护方式对混凝土的强度和耐久性影响不同,例如水养护、喷水养护、覆盖养护等。
4. 养护期的实验研究为了探究养护期对混凝土强度的影响,许多学者进行了相关的实验研究。
例如,李锋等人研究了不同养护期对高强混凝土强度的影响,发现养护期对混凝土强度影响很大,养护期越长,混凝土的强度越高;王翔等人研究了不同养护方式对混凝土强度的影响,发现覆盖养护对混凝土强度的提高效果最好。
三、养护期对混凝土耐久性的影响1. 养护期对混凝土耐久性的影响除了对混凝土强度的影响外,养护期还对混凝土的耐久性有着重要的影响。
混凝土的耐久性一般指其在长期使用过程中受到各种环境因素侵蚀的能力,如氯离子渗透、碳化、冻融循环等。
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关于含水量对混凝土耐久性影响的研究摘要:混凝土的耐久性是工程上长期以来关注的重点,尤其是水工混凝土。
混凝土的冻融破坏是导致混凝土耐久性丧失的最主要的原因之一,严重影响了混凝土建筑物的长期使用和安全维护。
因此,进行混凝土冻融后的力学性能研究具有非常重要的现实意义。
对于水工混凝土而言,改善其抗冻性能是提高混凝土耐久性的有效手段。
目前最常用且最有效的办法就是在混凝土浆体中掺入适量的引气剂。
本文以三峡工程II期混凝土工程为例先后说明以上两点。
关键词:混凝土;水工混凝土;耐久性;冻融破坏;引气剂0前言混凝土的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,不需要额外的费用进行加固处理就能保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。
影响混凝土耐久性的因素很多,如:混凝土冻融、碳化;钢筋锈蚀;侵蚀性介质腐蚀;碱集料反应等。
混凝土自身的物理性能是影响其耐久性的内在因素,而具体的使用环境则是外在因素。
在这几种主要的影响因素中,尽管碳化对混凝土的耐久性影响较大,但其破坏过程较长,所以冻融破坏则表现的最为明显。
而混凝土的抗冻性是指混凝土在受到物理作用(干湿变化,温度变化,冻融变化等)后,保持其强度和外观完整性的能力。
它是反映混凝土耐久性的重要指标之一。
目前,水工建筑物的耐久性主要通过抗冻性和抗渗性指标来表征[1]。
任一材料,其耐久性都不是固定不变的。
然而,混凝土因耐久性不足引起的破坏也不是突然发生的,而是在一段使用时间的环境作用下,混凝土的微观结构和性质逐渐发生变化,直到不能满足使用要求,达到其使用寿命。
混凝土受冻融循环作用后,其力学性能和耐久性都会发生劣变,导致混凝土结构的安全性能降低、使用寿命的减短。
但是目前关于对混凝土结构工程的设计,往往是忽略了冻融循环对混凝土的力学性能产生的不利影响。
所以,对混凝土结构进行冻融循环后的力学性能分析,进而预测其剩余寿命,具有很大的应用价值。
现有的关于冻融循环后混凝土性能的研究,大多是以质量损失或相对动弹性模量变化为标准[2],针对混凝土的抗冻安全等级而展开的。
而对冻融后混凝土的力学性能研究得较少。
然而,在实际应用中,建筑物的使用性能及耐久性恰恰与混凝土的力学性能关系最为密切。
因此,研究混凝土冻融循环作用后的力学性能有着非常重要的现实意义。
混凝土的冻融破坏实质上是受拉开裂破坏。
动弹性模量能够敏感地反映混凝土的内部结构损伤,较直接地测试其抗压强度,进而能更精准地反映混凝土的冻融损伤的情况[3]。
此外,以动弹性模量为指标的测试方法为非破损法,且操作简便。
本文以三峡大坝混凝土II期混凝土工程为例,按照现行的GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》[4]中抗冻性能试验的“快冻法”对混凝土试块进行0、25、50、75、100、125、150、200甚至300次冻融循环试验,并对实验结果进行分析,建立起冻融循环后混凝土的抗压强度与冻融循环次数之间的关系式。
在影响混凝土抗冻性的诸多因素中,含水量又起着至关重要的作用。
因此,本文在研究混凝土抗压强度与冻融次数之间关系的基础上,进一步分析含水量对混凝土抗冻性能的影响,并提出有效的防治措施。
1 试验准备1.1 试验样本本实验的试验样本取自三峡大坝II混凝土工程,为了更好的说明含水量对混凝土冻融的影响并找出其防治的办法,分别取大坝内部、外部、基础、水位变化区四个不同部位的4组13个样本进行混凝土的快速冻融试验。
1.2 试验方法本试验按照现行的GBJ82-85《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》中抗冻性能试验的“快冻法”。
试验设备采用日本全自动快速冻融试验机。
混凝土中心冻融温度控制在-17±2℃~6±2℃,冻融循环时间为3~4小时,试验龄期是28d ,在到达试验龄期前4d ,将试件在20±32℃的水中浸泡4d ,试件在本冻融试验中均处于饱水状态。
本试验方法均按水工混凝土试验规程(SD105—82)进行。
2 试验结果与分析2.1 试验数据本文仅随机地取每组样本中的一个进行分析,试件28d 试验数据如下:表1 各工程部位混凝土性能试验结果Table 1 Concrete performance test results in the different engineering parts表2 混凝土28天龄期抗冻试验结果Table 2 Results of Frost Resistance test at the age of 28d工程部位相对动弹性模量(%)25次 50次 75次 100次 125次 150次 200次 250次 275次 300次 内部 93.5 93.2 93.1 93.2 93.2 93.1 外部 95.3 94.9 95.5 95.6 95.5 95 95.2 基础 92.4 90.1 88.4 87.2 82.8 81 79.5 水位变化区94.593.994949494.19493.793.692.5根据孙丛涛、牛荻涛等的《混凝土动弹性模量与超声声速及抗压强度的关系研究》一文中得出的动弹性模量与抗压强度的关系[5]E d =8.5f cu 0.45 (1)可以得出不同部位混凝土冻融后的抗压强度,如表3:表3 混凝土冻融循环后的抗压强度工程部位 28d 抗压强度 (MPa ) 28d 弹性模量(GPa )内部 22.6 22.9外部 27.5 26.8 基础 20.5 29 水位变化区 32.2 29.7T able 3 The compressive strength of concrete after freeze-thaw工程部位冻融后混凝土的抗压强度(MPa)25次50次75次100次125次150次200次250次275次300次内部10.66 10.62 10.49 10.44 10.2 10外部11.53 11.42 11.58 11.61 11.58 11.45 11.5基础12.83 12.13 11.63 11.28 10.05 9.57 9.19水位变化区14.39 13.72 13.69 13.62 13.55 13.42 13.33 13.27 13.14 12.982.2 数据处理利用数学模型Y=A+B*X[6]对表3中的试验数字进行回归,得到不同部位混凝土相对抗压强度与冻融循环次数的线性关系式。
大坝内部:f(N)= 10.863—0.005Nf(N)/ f cu=1—0.00028N(2)大坝外部:f(N)= 11.53—6.23^10-5Nf(N)/ f cu =1—4.855^10-6N (3)大坝基础:f(N)= 12.681—0.017Nf(N)/ f cu =1—0.0013N (4)水位变化区:f(N)= 14.078—0.0037Nf(N)/ f cu=1—0.00028N (5)2.3 试验分析从以上各式可以看出,该大坝工程基础部分的混凝土抗压强度受冻融循环的影响最大、衰减最快。
从试件所处的环境方面来看,基础部位的混凝土长期浸泡在水中,含水量最大。
其原因是:混凝土本身并不是十分致密的,其内部都会有连通或不连通的孔隙;在饱水环境中,水分就会沿着混凝土表面的微孔隙渗入混凝土内部;在正负温的大幅交替和频繁变化中使混凝土内部结构遭受冻融破坏。
破坏应力主要由两部分组成,即静水压力和渗透压力。
在这两种联合应力的作用下,加剧了混凝土内部的微孔结构及微裂缝的增加和发展,使混凝土的强度降低、密实度下降[9]。
而密实度下降又会反过来使混凝土的吸水量增大。
经冻融后裂缝增加发展,强度降低。
这是一个层层循环过程。
因此在静水压和渗透压的反复作用下,混凝土内部的损伤不断积累扩大,发展成相互连通的裂缝,进而产生由里及表的剥蚀破坏。
所以含水量是引起混凝土冻融循环破坏抗压强度降低的重要因素[8]。
比较这四个混凝土试块所处的环境,含水量由大到小依次是基础、水位变化区、内部、外部;因此混凝土抗压强度衰减由快到慢的次序也是基础、水位变化区、内部、外部。
上文中关于抗压强度与冻融次数的关系式也刚好印证了这一点。
3 引气剂的作用机理为改善混凝土的抗冻性能,目前常用的做法是在混凝土浆体中加入引气剂[9]。
引气剂作为提高混凝土的抗冻性能最主要的技术措施已被广泛应用到工程实践中,其效果也得到了普遍认可。
根据静水压假说,如果在混凝土中掺入引气剂,硬化后的混凝土浆体内将分布有不与毛细孔连通的、相互独立且封闭的气泡。
当孔隙内的水冻结时,气泡就会被压缩,这大大减轻了冰冻给孔隙带来的胀压力。
冰冻溶解时,在表面张力的作用下,又能将水徘回孔隙中。
这时气泡就犹如一个压力安全阀,为孔溶液提供缓冲所需的空间,缩短了形成静水压力的流程长度。
从而使混凝土的抗冻性能大大提高。
在混凝土中掺加引气剂,引入大量均匀、稳定的微小气泡,在有效改善混凝土内部孔结构的同时,还能显著地减小混凝土的泌水,改善其和易性。
进而保证了抗压强度,提高了抗渗性和耐久性。
虽然引气剂可以提高混凝土的抗冻能力,但是当含气量高达6%-8%时,抗渗能力反而会急剧下降[10]。
因此应合理控制引气剂的掺量。
从三峡大坝II期工程混凝土工程的配比来看,引气剂的掺量在5%左右。
4 结语本文通过对三峡工程II期混凝土工程抗冻性能的试验研究,得出以下结论:(1)含水量的多少对混凝土冻融后抗压强度的衰减有着直接的影响,所以提高混凝土耐久性,尤其是水工混凝土,主控目标就是含水量。
可从配比、养护条件、施工等几方面来保证混凝土的密实度。
(2)对于水工混凝土,还应合理掺加引气剂以提高混凝土的抗冻耐久性。
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