混凝土的耐久性之

1、姓名：康文龍 學(xué)號(hào)：2013142061 指導(dǎo)教師：趙家林混凝土的耐久性之抗凍性混凝土為什么會(huì)凍壞？?jī)鰤牡穆访鎯鰤牡穆访婊炷羶鰤姆譃閮煞N： n1 混凝土為凝固:新配制的混凝土內(nèi)部含有較多的自由水，正常溫度（室溫）混凝土45min初凝完成混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)自由水分蒸發(fā)就能夠達(dá)到初凝的硬化條件，如果氣溫過(guò)低，混凝土結(jié)構(gòu)的水分無(wú)法蒸發(fā)那么超過(guò)一定時(shí)間還未完成硬化就稱(chēng)為混凝土凍壞。n2發(fā)生在混凝土硬化之后，混凝土膠凝材料不足，不能包裹住骨料表面并填滿骨料間空隙，養(yǎng)護(hù)水或雨水吸水飽和，冬季混凝土空隙內(nèi)水結(jié)晶體積膨脹，使混凝土脹裂混凝土的抗凍性與那些因素有關(guān)？n由混凝土的凍融破環(huán)機(jī)理可知，混凝土的抗凍性與空氣

2、泡間距降溫速度可凍水的含量材料的滲透系數(shù)以及抵抗破環(huán)的能力等因素有關(guān)。n主要影響因素是平均氣泡間距水灰比水泥品種骨料摻合料水泥用量等為什么引氣劑所產(chǎn)生的的孔對(duì)抗凍性有利，而其他孔對(duì)抗凍性不利？n美國(guó)是最早開(kāi)始研究引氣劑的國(guó)家，自1934年在美國(guó)堪薩斯州與紐約州道路工程施工中發(fā)現(xiàn)引氣混凝土，至今已有半個(gè)多世紀(jì)。挪威1974年首次在大壩中使用引氣劑，經(jīng)過(guò)20年運(yùn)行后，摻引氣劑的混凝土表面完好無(wú)損，而未摻引氣劑的混凝土則已遭受較嚴(yán)重的凍融破壞。我國(guó)這方面的工作始于50年代。我國(guó)混凝土學(xué)科創(chuàng)始人吳中偉教授，在50年代初期就強(qiáng)調(diào)了混凝土抗凍的重要性，并創(chuàng)先研制了松香熱聚物加氣劑(引氣劑)，應(yīng)用于治淮水利

3、混凝土工程，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)采用引氣劑而提高混凝土抗凍耐久性的先河。范沈撫(1991年)分析了摻引氣劑混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗凍耐久性，得出與上述同樣結(jié)論：摻用引氣劑，使混凝土達(dá)到足夠的含氣量要求，可改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)，并明顯改善混凝土的抗凍耐久性為什么引氣劑所產(chǎn)生的的孔對(duì)抗凍性有利，而其他孔對(duì)抗凍性不利？n引氣劑所產(chǎn)生的孔與其他孔本質(zhì)區(qū)別在于引氣劑所產(chǎn)生的孔是封閉的，孔內(nèi)不含水，所以，通常稱(chēng)之為氣泡。而其他孔是連通孔，允許自有水的進(jìn)入，在潮濕的環(huán)境下，常常含有較多的水，引氣劑所形成的孔不是可凍孔，因而在凍融環(huán)境下，不會(huì)造成混凝土的破環(huán)。不僅如此，引氣劑所產(chǎn)生的孔還可能釋放冰凍作用下所產(chǎn)生的壓力，由

4、于水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而將產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)壓力，如果在冰凍區(qū)周?chē)嬖谥龤鈩┧a(chǎn)生的孔，則可以減少這種內(nèi)壓力，減輕它對(duì)混凝土的破環(huán)，由于兩個(gè)原因，使得引氣劑所產(chǎn)生孔對(duì)混凝土的抗凍性的影響與其他孔不同，不僅沒(méi)有害，而且還有有利作用。n引氣劑所產(chǎn)生的孔還可能釋放冰凍作用下所產(chǎn)生的壓力，由于水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而將產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)壓力，如果在冰凍區(qū)周?chē)嬖谥龤鈩┧a(chǎn)生的孔，則可以減少這種內(nèi)壓力，減輕它對(duì)混凝土的破環(huán)，混凝土中的氣泡結(jié)構(gòu)對(duì)混凝土的抗凍性有什么影響？n含氣量要對(duì)商品混凝土的抗凍性起作用。所引的氣泡必須微小、互不相連、能穩(wěn)定均勻地分布在商品混凝土中。氣泡的尺寸通常介于0.051.27

5、mm之間。氣泡過(guò)大，則容易逸出，不易穩(wěn)定存在，對(duì)抗凍融反而不利。氣泡間距是影響商品混凝土抗凍能力的關(guān)鍵因素。對(duì)于同一強(qiáng)度等級(jí)的商品混凝土，其耐久性系數(shù)隨氣泡的間距增大而顯著降低。美國(guó)商品混凝土協(xié)會(huì)認(rèn)為，為充分防止凍害，氣泡間距應(yīng)為0.25mm，德國(guó)則要求為0.20mm。 只要商品混凝土引氣量足夠。水灰比對(duì)商品混凝土的抗凍性影響很小，但水灰比卻是影響氣泡尺寸和間距的重要因素。通過(guò)對(duì)不同水灰比引氣商品混凝土氣泡尺寸研究，發(fā)現(xiàn)商品混凝土氣泡尺寸隨水灰比降低而減小，隨水灰比增大而增大。水灰比對(duì)氣泡間距的影響也類(lèi)似。在商品混凝土引氣量相近的情況下，水灰比越大，氣泡的間距越大，表現(xiàn)為商品混凝土抗凍性能越差

6、。因此，大水灰比商品混凝土要達(dá)到與小水灰比商品混凝土相近的抗凍能力，其引氣量應(yīng)相應(yīng)增加。n氣泡尺寸和氣泡間距最終都反映到含氣量上。當(dāng)含氣量 一定時(shí)，氣泡尺寸越小，氣泡數(shù)量越多，則氣泡間距值越小。當(dāng)氣泡尺寸不變時(shí)，則含氣量越大，氣泡間距值越小，抗凍性能越好。因此對(duì)商品混凝土抗凍融能力控制最終還是對(duì)含氣量的控制。摻合料對(duì)混凝土氣泡結(jié)構(gòu)有什么影響？海綿鐵礦渣硫鐵礦礦渣粉煤灰一、什么是礦物摻合料n活性氧化硅、氧化鋁和其它有效礦物為主要成分，在混凝活性氧化硅、氧化鋁和其它有效礦物為主要成分，在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土綜合性能，且摻量一土中可以代替部分水泥、改善混凝土綜合性能，且摻量一般不小于

7、般不小于5%5%的具有火山灰活性或潛在水硬性的粉體材料的具有火山灰活性或潛在水硬性的粉體材料。nGB/T18736-2002高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑明確規(guī)定：用于改善混凝土耐久性能而加入的、磨細(xì)的各種礦物摻合料，又稱(chēng)礦物外加劑，其主要特征是磨細(xì)礦物材料，細(xì)度比水泥顆粒小，主要用于改善混凝土的耐久性和工作性能。n是混凝土的第六組分。常用的礦物摻合料有：粉煤灰、?；郀t礦渣粉、硅灰、沸石粉。礦渣：礦渣：冶煉生鐵的副產(chǎn)品，冶煉生鐵的副產(chǎn)品，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主 粉煤灰：粉煤灰：熱電廠煤粉熱電廠煤粉燃燒后的產(chǎn)物，以硅燃燒后的產(chǎn)物，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主酸鹽和鋁硅酸鹽為主三、

8、摻合料在混凝土中的作用三、摻合料在混凝土中的作用1 1、摻合料可代替部分水泥，成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益、摻合料可代替部分水泥，成本低廉，經(jīng)濟(jì)效益顯著。顯著。2 2、增大混凝土的后期強(qiáng)度。礦物細(xì)摻料中含有活、增大混凝土的后期強(qiáng)度。礦物細(xì)摻料中含有活性的性的SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3，與水泥中的石膏及水泥水化生，與水泥中的石膏及水泥水化生成的成的Ca(OH)Ca(OH)2 2反應(yīng)，生成生成反應(yīng)，生成生成C-S-HC-S-H和和C-A-HC-A-H、水化、水化硫鋁酸鈣。提高了混凝土的后期強(qiáng)度。但是值得硫鋁酸鈣。提高了混凝土的后期強(qiáng)度。但是值得提出的是除硅灰外的礦物細(xì)摻料，混凝土的早期

9、提出的是除硅灰外的礦物細(xì)摻料，混凝土的早期強(qiáng)度隨著摻量的增加而降低。強(qiáng)度隨著摻量的增加而降低。3 3、提高混凝土的耐久性?；炷恋哪途眯耘c水泥水化產(chǎn)生的提高混凝土的耐久性?；炷恋哪途眯耘c水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)Ca(OH)2 2密切相關(guān)，礦物細(xì)摻料和密切相關(guān)，礦物細(xì)摻料和Ca(OH)Ca(OH)2 2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低了混凝土中的低了混凝土中的Ca(OH)Ca(OH)2 2含量；同時(shí)減少混凝土中大的毛細(xì)孔，含量；同時(shí)減少混凝土中大的毛細(xì)孔，優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu)，降低混凝土最可幾孔徑，使混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)化混凝土孔結(jié)構(gòu)，降低混凝土最可幾孔徑，使混凝土結(jié)構(gòu)更加致密，提高了混凝土的抗凍性、

10、抗?jié)B性、抗硫酸鹽侵蝕更加致密，提高了混凝土的抗凍性、抗?jié)B性、抗硫酸鹽侵蝕等耐久性能。等耐久性能。如何評(píng)定混凝土的抗凍性？n混凝土的抗凍性是評(píng)定混凝土耐久性的總指標(biāo)，而不能理解為只是單純抵抗凍融的性質(zhì)。不僅嚴(yán)寒地區(qū)的混凝土建筑物有抗凍性要求，溫?zé)岬貐^(qū)的混凝土工程由于遭受干、濕、冷、熱的交替破壞作用，經(jīng)歷時(shí)間長(zhǎng)后會(huì)發(fā)生表層剝落、結(jié)構(gòu)疏松等現(xiàn)象，因此也同樣有抗凍性要求。n試驗(yàn)方法n目前，進(jìn)行混凝土的抗凍性試驗(yàn)分為“慢凍法”和“快凍法”兩種，均以試件所能承受的凍融交替次數(shù)表示。n(l)慢凍法。“慢凍法”是將按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的試件經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后進(jìn)行凍融試驗(yàn)，當(dāng)達(dá)到最大循環(huán)次數(shù)時(shí)，試件強(qiáng)度的下降率

11、不能超過(guò)9:04，質(zhì)量損失率不超過(guò)5%(與未經(jīng)凍融試驗(yàn)的相應(yīng)檢查試件相比)。經(jīng)浸水飽和的試件，在- 20- 10下凍4h，然后在1520的溫水中融4h，稱(chēng)為一個(gè)循環(huán)。如最大凍融循a次數(shù)為100次，其抗凍標(biāo)號(hào)為FlOO。標(biāo)準(zhǔn)的抗凍標(biāo)號(hào)是采用28d齡期的試件進(jìn)行試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)論證后，也可采用60d或90d齡期的試件進(jìn)行試驗(yàn)?？箖龅燃?jí)分為F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300七級(jí)?；炷恋膬鋈谄骗h(huán)有哪些特征？n當(dāng)存在如下條件時(shí)，凍融破壞就會(huì)發(fā)生：n1.混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)生凍融循環(huán)；n混凝土疏松多孔，其中的孔隙和毛細(xì)孔中充滿水；n 凍融破壞通常發(fā)生在經(jīng)常與水接觸的結(jié)構(gòu)水平表面，對(duì)結(jié)

12、構(gòu)立面造成的破壞多發(fā)生在淹沒(méi)在水中n的結(jié)構(gòu)的水線附近。當(dāng)溫度下降，結(jié)構(gòu)孔隙中的水轉(zhuǎn)化成冰，體積逐漸膨脹，這種膨脹會(huì)產(chǎn)生一n種局部張力，使其周?chē)乃嗍瘮嗔?，造成結(jié)構(gòu)破損。這種破損是從外向里一小片、一小片的破碎。凍融破壞的發(fā)展速度與如下因素有關(guān)： n與混凝土的孔隙率成正比； n與環(huán)境的潮濕度成正比；n與凍融循環(huán)次數(shù)成正比； n與混凝土中空氣的含量成反比；n如果水平表面易于存水，會(huì)加速破壞；n與骨料的孔隙率和吸水性成正比高強(qiáng)度的混凝土的抗凍性能與普通混凝土有什么不同？n兩者的最主要區(qū)別就是在原材料的質(zhì)量要求上不一樣，抗凍 抗?jié)B混凝土以原材料的質(zhì)量要求要比普通混凝土高。對(duì)抗?jié)B混凝土配合比尚有一些特殊

13、要求，需要進(jìn)行規(guī)定。 原材料的選用和質(zhì)量控制對(duì)抗?jié)B混凝土非常重要。大量抗?jié)B混凝土用于地下工程，為了提高抗?jié)B性能和適合地下環(huán)境特點(diǎn)，摻加外加劑和礦物摻合料十分有利，也是普遍的做法，在以膠凝材料最小用量作為控制指標(biāo)的情況下，采用普通硅酸鹽水泥有利于混凝土耐久性能和質(zhì)量控制。骨料粒徑太大和含泥（包括泥快）較多都對(duì)混凝土抗?jié)B性能不利。采用較小的水膠比可提高混凝土的密實(shí)性，從而使其有較好和抗?jié)B性，因此，控制最大水膠比是抗?jié)B混凝土配合比設(shè)計(jì)的重要法則。另外，膠凝材料和細(xì)骨料用量太少也對(duì)混凝土抗?jié)B性能不利?？?jié)B混凝土的配制抗?jié)B等級(jí)比設(shè)計(jì)值要求高，有利于確保實(shí)際工程混凝土抗?jié)B性能滿足設(shè)計(jì)要求。在混凝土中摻用引氣劑適量引氣，有利于提高混凝土抗凍性能。 n采用硅酸鹽水泥或普通