高性能混凝土耐久性的影响因素论文_张欢,周建军

高性能混凝土耐久性的影响因素论文_张欢,周建军

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摘要:在我国的基本建设中,混凝土结构已经成为应用最为广泛的一种结构形式。但是,部分普通的混凝土在相对恶劣的条件下常常会因为缺乏足够的耐久性导致破坏、损伤和自身剥落,对建筑物的使用造成了很大影响。高性能混凝土可以达到常规材料、养护、浇筑、普通拌合等措施无法达到的要求,以此在目前桥梁、道路的施工中也占有非常重要的地位。高性能混凝土的耐久性对建筑工程混凝土结构的完整性和性能具有非常重要的影响,所以必须加强对其质量的控制。本文从其影响因素出发,提出了关于提高高性能混凝土耐久性的几点建议,希望具有一定参考价值。

关键词:高性能混凝土;耐久性;影响因素;分析

耐久性作为目前混凝土结构中关注度比较高的问题,它不仅是混凝土结构工程中十分重要的质量指标,也是工程安全性的重要保证[1]。改善混凝土的耐久性,一方面可以有效延长混凝土的使用寿命,另一方面还可以降低混凝土结构建设成本。但是,想要实现这两点目标。不仅需要正确设计建筑结构,科学选择材料,还要在施工过程中对质量进行严格控制,做好混凝土使用过程质量高的维护和管理工作,这样才能进一步提高混凝土的耐久性,保证其质量。

一、高性能混凝土概述

高性能混凝土指的是采用常规施工工艺、普通原材料,通过掺加掺合料和外加剂配制成的混凝土,这种混凝土综合性能优良,具有较高的耐久性、强度和工作性。具体为:①具有很高的抗渗性;②较好的体积温馨性,在硬化、凝结过程中和完成之后不会产生细微裂缝,水化热低,体积稳定,徐变小;③版喝尿呈流态或高塑态,方便浇筑密实,不离析,可泵送。搞工作性是高性能混凝土必须具有的条件,换句话说就是高稳定性、高密实性、高填充性、高间隙通过性、高抗分离性以及高流动性,与此同时还具有低成本的经济技术合理性[2]。高性能混凝土的技术内容比较丰富,但是其中最为核心的就是保证耐久性。

二、高性能混凝土耐久性的影响因素

大部分混凝土工程的使用寿命范围都在50~100年之间,但是就目前情况来看,很多混凝土工程在使用10年、20年之后就会发生不同程度的损坏,更有甚者在更短的时间内就需要对其进行维修[3]。究其原因主要是因为混凝土内外结构产生了编发,以至于耐久性降低,使用寿命缩短。因此,对高性能混凝土耐久的影响因素进行详细分析,有助于采取针对性的措施提高其耐久性,进而延长混凝土工程的使用寿命。

(一)湿温度

混凝土在高温环境下进行浇筑时,其内部水分蒸发的速度比较快,加上拉应力的作用,导致混凝土表明很容易出现细微裂缝。在荷载作用和外界条件的影响下,这种细微裂缝会向混凝土内部结构逐渐延伸,造成耐久性降低[4]。另外,在干燥的环境下,黄领土浇筑完成之后由于失水会出现收缩,加上荷载作用也会让混凝土结构产生一些细微裂缝,进而造成多种介质沿着这些裂缝延伸到混凝土结构内部,对其性能产生影响,耐久性下降。

(二)水灰比

在混凝土的配制过程中,为了拥有良好的工作性能,往往会具有较高的水灰比,这种做法会提高混凝土的孔隙率,拥有较多的毛细孔,在这种情况下,混凝土结构受到二氧化碳、氧化、各种侵蚀物质、外界水分以及一些有害物质的影响,会使其你不结构遭受破坏,进而对耐久性造成影响[5]。

(三)孔结构

混凝土的强度会对混凝土的渗透性造成很大影响,并且二者之间存在一定联系,这是因为混凝土的渗透性与其连通的空隙有关,而且总孔隙率还会控制混凝土的抗压强度,其大小也会直接关系和影响混凝土渗透性的高低。当混凝土具有较高的总孔隙率时,其强度也会受到很大影响。

(四)掺合料

在混凝土掺入掺合料之后,可以显著改善其浆体结构,在一定程度上填充内部空隙,阻断孔的连通性,降低其毛细孔隙率,进而降低混凝土的渗透性。将粉煤灰混凝土和普通混凝土的抗渗性能进行对比可以发现,当养护时间达到28天是,轻者的渗透性显著高于后者,而在养护90天之后再进行测试则发现,前者的渗透性要比后者低。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆究其原因是因为粉煤灰中含有的火山灰效应得到了有效发挥,明显改善了浆体结构,降低了其连通性,进而提升了抗渗性能。

(五)引气

通常认为混凝土中加入适量的引气剂可以使其内部产生很多微小气泡,实现切断毛细孔连续性的效果,提高其抗渗性。据相关实验表明,当混凝土的水灰比比较低时,基准混凝土的透气性要显著高于引气混凝土。而不同强度等级的粉煤灰引气混凝土、引气混凝土和普通混凝土的抗渗性能进行对比,当强度相等,含气量为5%时,引气混凝土的抗透气系数和抗渗系数是普通混凝土的0.2~0.33倍,且粉煤灰引气混凝土的抗渗性能有更加显著的提高。

三、提高高性能混凝土耐久性的具体措施

(一)合理的混凝土配合比

配合比设计是保证高性能混凝土耐久性的一个重要环节,其中外加剂、单方混凝土用水量、水胶比、胶凝材料用量等都对耐久性有很高的影响。掺加外加剂和矿物掺合料也是提高混凝土耐久性、改善其施工性能的重要方法。在条件允许的情况下,应尽量水胶比低,降低胶凝材料用量和单方用水量,这些措施可以提高混凝土的密实性,减少收缩量,降低其渗透性,非常有助于提高其耐久性。

(二)可靠的施工过程质量控制

混凝土工程的质量控制主要体现在保证设计强度基础上的高耐久性。而混凝土的高耐久性主要是通过对混凝土原材料的质量的严格控制来实现的,在其中参加必要的外加剂和外掺料,使用高性能混凝土,进而防止其产生裂纹,提高其密实性。

(三)定期维修、检测和养护

混凝土的养护方法决定了混凝土暴露在外界环境中的水饱和程度,同时也决定了其表层附近混凝土的渗透性和空隙结构。渗透性作为混凝土耐久性的一项重要特征,它取决于混凝土表面的孔径分布和孔隙率,根据高性能混凝土的具体情况选择合适的养护方法对提高其耐久性具有重要意义。

(四)合理的结构构造设计

混凝土的结构设计要结合其所处的侵蚀环境进行合理的耐久性设计,必须对荷载作用下的承载力要求进行思考,还要注意混凝土结构在使用过程中环境作用引起材料性能降低,对混凝土结构适用性和安全性的影响。混凝土的结构外形应该方便时混凝土的养护和捣固,力求简洁,还应该有利于减轻环境对结构的作用,尽量避免有害物质、水汽和水等在混凝路表面的积聚。另外,在混凝土结构表面应该设置可靠的排水、防水等构造,各种接缝应该最大限度的避免不利环境作用的部位,其保护层垫块的密实度和强度也不应该比构体本体混凝土的密实度和强度低。

另外,选择优质的原材料也对提高混凝土结构耐久性具有重要作用,选择硅酸盐水泥,品质稳定的矿物掺合料,专门机组生产的人工砂或吸水率低、质地坚固均匀、级配合理的细骨料,线胀系数小、粒形良好、级配合理的碎卵石或洁净碎石等等都有利于提高混凝土结构的耐久性。

结束语:

虽然高性能混凝土在应用中依然存在一些问题,但是随着其应用范围的逐渐扩大,相关技术的不断发展,这些问题也会被一一解决,合理的混凝土配合比、合理的结构构造设计、定期维修、检测和养护、可靠的施工过程质量控制等均能进一步提高其耐久性,更高的保证建筑工程的总体质量。

参考文献:

[1]徐兴利.高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].绿色环保建材,2018,30(10):122.

[2]张晨霞.高性能混凝土耐久性分析[J].四川水泥,2018,27(10):293.

[3]李腊梅,李默涵.探究高性能混凝土的特性和发展现状[J].决策探索(中),2018,58(06):28-29.

[4]李方元.高性能混凝土耐久性初探[J].四川水泥,2018,13(06):326.

[5]高晨.高性能混凝土近年研究进展综述[J].居舍,2018,60(13):29+164.

论文作者:张欢,周建军

论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期

论文发表时间:2019/7/1

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