混凝土路面耐久性

混凝土路面耐久性的检测方法

1概述

混凝土由于有许多方面的优点，因而，从20世纪30-40年代开始,西方国家出于战后重建、工业化、城市化以及能源开发的需要,用混凝土修建了大量的基础设施,混凝土用量持续增长。之后,发展中国家经济的强劲增长进一步助推了混凝土用量的迅猛增长。我国也在混凝土的应用方面进行了多方面的研究。而混凝土的迅猛发展导致了混凝土建筑大量增加，但在19世纪70年代美国的许多混凝土专家开始注意到混凝土的的一些不利因素，混凝土有的时间很短就坏掉了，他们在研究了这些坏掉的混凝土以后都一致认为这是对混凝土的成分以及对其有损害的不利因素不够而导致的混凝土的耐久性不高，在随后的几年里社会各界专家高度关注这一问题，到目前为止在混凝土的耐久性方面世界各国已经有了长足的发展。

我国于20世纪80年代末开始注意混凝土耐久性问题。不仅国家和政府主管部门层面对工程建管、设计提出了明确要求,引起了土木工程界的高度重视,各部委都加大了对耐久性研究的支持力度,并纷纷制定具有行业特点的混凝土耐久性规范和技术规定，而且许多国内的混凝土从业人员已经各大学教授学者都对影响混凝土耐久性的因素进行了深入的研究，并且已经形成了一定的规模和成果。近年来召开的混凝土材料科学和技术的学术会议,混凝土耐久性都是重点议题。

2影响混凝土耐久性的因素

2.1混凝土碳化

气渗透到混凝土内，与其混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中ＣＯ

２

碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反应为：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为钝化膜。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。

2.2 混凝土中钢筋的锈蚀

结构混凝土中的钢筋由于受到氯离子的侵蚀而发生锈蚀使得钢筋有效截面积减小、体积增大，从而导致混凝土膨胀、剥落、钢筋与混凝土的握裹力及承载力降低，直接影响到混凝土结构的安全性及耐久性。因此对混凝土结构内部钢筋锈蚀程度的检测是对既有建筑结构

安全评估鉴定的重要内容之一。

2.3 碱-骨料反应

碱骨料反应也叫碱硅反应，是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应,引起混凝土内部自膨胀应力而开裂的现象.碱骨料反应给混凝土工程带来的危害是相当严重的.因碱骨料反应时间较为缓慢,短则几年,长则几十年才能被发现.

发生碱骨料反应需要具有三个条件:首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；第二是骨料中有相当数量的活性成分；第三是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。

2.4 混凝土冻融破坏

常温下的硬化混凝土是由未水化水泥、水泥水化产物、集料、水、空气共同组成的气液固三相平稳的体系,当混凝土处于一定负温度下时,其内部孔隙中的水分就将发生从液相到固相的转变。含水或水接触混凝土在长期正负温度交替作用下会出现由表及里的剥蚀破坏,称为冻融破坏。混凝土产生冻融破坏必须同时具备二个条件:一是混凝土必须接触水或混凝土中含有一定的水;二是混凝土所处自然环境必须存在反复交替的正负温度,且负温必须降低到一定程度。

造成混凝土冻融破坏的主要原因是在某一冻结温度下,结冰的水产生体积膨胀,过冷水迁移产生渗透压力,以及混凝土表面存在温度梯度等原因致使混凝土表面产生拉应力。当混凝土内部孔隙承受的这些力超过抗拉强度时,就在混凝土表面产生裂缝、内部孔隙及微裂缝逐渐增大、扩散、互相连通。当冻融循环达到一定次数后,就会使混凝土造成由微观裂纹(缝宽小于0. 02 mm)到宏观裂缝(缝宽大于0. 02 mm),从表面剥落到内部破坏。

2.5 氯离子侵蚀

氯离子引起钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性的一项重要因素，氯离子广泛于海洋环境、道路化冰、盐湖和盐碱地、工业环境、特种行业等各种环境，因此氯离子引起钢筋锈蚀是结构设计使用期内一个不容回避的问题，对其深入研究是一项迫切的需求。

氯离子侵入混凝土的方式：（1）扩散作用：由于混凝土内部与氯离子浓度差异，氯离子自高浓度的地方向低浓度的地方移动称为扩散。（2）毛细管作用：在干湿交替条件下，混凝土表层含氯离子的盐水

向混凝土内部干燥部分移动。（3）渗透作用：在水压力作用下，盐水向压力较低的方向移动称为渗透。（4）电化学迁移：即氯离子向电位高的方向移动。

3混凝土路面耐久性的检测

3.1混凝土碳化的检测

采用75%的酒精溶液与白色酚酞粉末配制成浓度为1-2%的酚酞溶剂，装在喷雾器内。用装有20mm直径钻头在测点位置钻孔，清除孔内的粉末后，将酚酞试剂喷在混凝土路面新茬的侧壁上，试剂从无色变为紫红色时说明混凝土未碳化，试剂未改变颜色处的混凝土路

面已经碳化。

3.2 钢筋锈蚀的检测

业内对钢筋锈蚀的检测的技术相对比较成熟，检测方法分为很多种，例如：视觉和声学方法、氯离子检测、电化学方法等。因此，对于钢筋锈蚀的检测可以任意选取一种方法或者多种方法结合进行检测。

3.3 碱-骨料反应的检测

碱-骨料反应在正常的工程中检测不易，目前没有相当成熟的技术来检测碱-骨料反应的状况，只能通过观察、凭借经验来进行推断。碱-骨料反应可以做到提前预防，例如选择不含或者少含活性二氧化硅的骨料；采用低碱水泥等。

3.4冻融破坏的检测

在实验室的条件下进行混凝土的冻融破坏试验相对简单，可以做几组试块放反复的进行冰冻-解冻的循环，观察试块能够进行多少次冻融循环，这样就能够获得混凝土的冻融循环下的性能。

3.5 氯离子侵蚀的检测

对氯离子侵蚀的检测在道路方面主要是用在堤坝路和沿海公路，可以根据当地的环境条件（氯离子含量、温度等）在实验室进行相同条件的测试。配制同种浓度的氯离子溶液将试块放在溶液中进行养活，然后测试其氯离子侵蚀程度。

4 结论

混凝土路面在我国的应用范围相当广，而很多地方的混凝土路面的寿命都比较短，归根结底还是对混凝土的耐久性的影响因素把握的不到位。本文提出了影响混凝土混凝土路面耐久性的因素，并且针对性阐述了一些检查方法。按照本文所述的方法能够有效地提高混凝土路面的耐久性。

参考文献