混凝土的耐久性之

姓名：康文龍學號：2013142061指導教師：趙家林混凝土的耐久性之抗凍性混凝土為什么會凍壞？凍壞的路面混凝土凍壞分為兩種：1·混凝土為凝固:新配制的混凝土內部含有較多的自由水，正常溫度（室溫）混凝土45min初凝完成混凝土結構內自由水分蒸發(fā)就能夠達到初凝的硬化條件，如果氣溫過低，混凝土結構的水分無法蒸發(fā)那么超過一定時間還未完成硬化就稱為混凝土凍壞。2·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)護水或雨水吸水飽和，冬季混凝土空隙內水結晶體積膨脹，使混凝土脹裂混凝土的抗凍性與那些因素有關？由混凝土的凍融破環(huán)機理可知，混凝土的抗凍性與空氣泡間距·降溫速度·可凍水的含量·材料的滲透系數以及抵抗破環(huán)的能力等因素有關。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生的的孔對抗凍性有利，而其他孔對抗凍性不利？美國是最早開始研究引氣劑的國家，自1934年在美國堪薩斯州與紐約州道路工程施工中發(fā)現引氣混凝土，至今已有半個多世紀。挪威1974年首次在大壩中使用引氣劑，經過20年運行后，摻引氣劑的混凝土表面完好無損，而未摻引氣劑的混凝土則已遭受較嚴重的凍融破壞。我國這方面的工作始于50年代。我國混凝土學科創(chuàng)始人吳中偉教授，在50年代初期就強調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)，應用于治淮水利混凝土工程，開創(chuàng)了我國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度和抗凍耐久性，得出與上述同樣結論：摻用引氣劑，使混凝土達到足夠的含氣量要求，可改善混凝土的孔結構性質，并明顯改善混凝土的抗凍耐久性為什么引氣劑所產生的的孔對抗凍性有利，而其他孔對抗凍性不利？引氣劑所產生的孔與其他孔本質區(qū)別在于引氣劑所產生的孔是封閉的，孔內不含水，所以，通常稱之為氣泡。而其他孔是連通孔，允許自有水的進入，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，不會造成混凝土的破環(huán)。不僅如此，引氣劑所產生的孔還可能釋放冰凍作用下所產生的壓力，由于水轉變成冰，體積膨脹9%，因而將產生一個內壓力，如果在冰凍區(qū)周圍存在著引氣劑所產生的孔，則可以減少這種內壓力，減輕它對混凝土的破環(huán)，由于兩個原因，使得引氣劑所產生孔對混凝土的抗凍性的影響與其他孔不同，不僅沒有害，而且還有有利作用。引氣劑所產生的孔還可能釋放冰凍作用下所產生的壓力，由于水轉變成冰，體積膨脹9%，因而將產生一個內壓力，如果在冰凍區(qū)周圍存在著引氣劑所產生的孔，則可以減少這種內壓力，減輕它對混凝土的破環(huán)，混凝土中的氣泡結構對混凝土的抗凍性有什么影響？含氣量要對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0.05～1.27mm之間。氣泡過大，則容易逸出，不易穩(wěn)定存在，對抗凍融反而不利。氣泡間距是影響商品混凝土抗凍能力的關鍵因素。對于同一強度等級的商品混凝土，其耐久性系數隨氣泡的間距增大而顯著降低。美國商品混凝土協會認為，為充分防止凍害，氣泡間距應為0.25mm，德國則要求為0.20mm。只要商品混凝土引氣量足夠。水灰比對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。通過對不同水灰比引氣商品混凝土氣泡尺寸研究，發(fā)現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。水灰比對氣泡間距的影響也類似。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，表現為商品混凝土抗凍性能越差。因此，大水灰比商品混凝土要達到與小水灰比商品混凝土相近的抗凍能力，其引氣量應相應增加。氣泡尺寸和氣泡間距最終都反映到含氣量上。當含氣量一定時，氣泡尺寸越小，氣泡數量越多，則氣泡間距值越小。當氣泡尺寸不變時，則含氣量越大，氣泡間距值越小，抗凍性能越好。因此對商品混凝土抗凍融能力控制最終還是對含氣量的控制。摻合料對混凝土氣泡結構有什么影響？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，且摻量一般不小于5%的具有火山灰活性或潛在水硬性的粉體材料。GB/T18736-2002《高強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、磨細的各種礦物摻合料，又稱礦物外加劑，其主要特征是磨細礦物材料，細度比水泥顆粒小，主要用于改善混凝土的耐久性和工作性能。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：冶煉生鐵的副產品，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主

粉煤灰：熱電廠煤粉燃燒后的產物，以硅酸鹽和鋁硅酸鹽為主三、摻合料在混凝土中的作用1、摻合料可代替部分水泥，成本低廉，經濟效益顯著。2、增大混凝土的后期強度。礦物細摻料中含有活性的SiO2和Al2O3，與水泥中的石膏及水泥水化生成的Ca(OH)2反應，生成生成C-S-H和C-A-H、水化硫鋁酸鈣。提高了混凝土的后期強度。但是值得提出的是除硅灰外的礦物細摻料，混凝土的早期強度隨著摻量的增加而降低。3、提高混凝土的耐久性?；炷恋哪途眯耘c水泥水化產生的Ca(OH)2密切相關，礦物細摻料和Ca(OH)2發(fā)生化學反應，降低了混凝土中的Ca(OH)2含量；同時減少混凝土中大的毛細孔，優(yōu)化混凝土孔結構，降低混凝土最可幾孔徑，使混凝土結構更加致密，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。如何評定混凝土的抗凍性？混凝土的抗凍性是評定混凝土耐久性的總指標，而不能理解為只是單純抵抗凍融的性質。不僅嚴寒地區(qū)的混凝土建筑物有抗凍性要求，溫熱地區(qū)的混凝土工程由于遭受干、濕、冷、熱的交替破壞作用，經歷時間長后會發(fā)生表層剝落、結構疏松等現象，因此也同樣有抗凍性要求。試驗方法目前，進行混凝土的抗凍性試驗分為“慢凍法”和“快凍法”兩種，均以試件所能承受的凍融交替次數表示。(l)慢凍法。“慢凍法”是將按標準方法制作的試件經過規(guī)定時間的標準養(yǎng)護后進行凍融試驗，當達到最大循環(huán)次數時，試件強度的下降率不能超過9:04，質量損失率不超過5%(與未經凍融試驗的相應檢查試件相比)。經浸水飽和的試件，在-20～-10℃下凍4h，然后在15～20℃的溫水中融4h，稱為一個循環(huán)。如最大凍融循a次數為100次，其抗凍標號為FlOO。標準的抗凍標號是采用28d齡期的試件進行試驗，經試驗論證后，也可采用60d或90d齡期的試件進行試驗?？箖龅燃壏譃镕25、F50、F100、F150、F200、F250、F300七級。混凝土的凍融破環(huán)有哪些特征？當存在如下條件時，凍融破壞就會發(fā)生：1.混凝土結構內發(fā)生凍融循環(huán)；混凝土疏松多孔，其中的孔隙和毛細孔中充滿水；

凍融破壞通常發(fā)生在經常與水接觸的結構水平表面，對結構立面造成的破壞多發(fā)生在淹沒在水中的結構的水線附近。當溫度下降，結構孔隙中的水轉化成冰，體積逐漸膨脹，這種膨脹會產生一種局部張力，使其周圍的水泥石斷裂，造成結構破損。這種破損是從外向里一小片、一小片的破碎。毛細孔膨脹，產生張力，導致破損。

凍融破壞的發(fā)展速度與如下因素有關：

與混凝土的孔隙率成正比；

與環(huán)境的潮濕度成正比；與凍融循環(huán)次數成正比；

與混凝土中空氣的含量成反比；如果水平表面易于存水，會加速破壞；與骨料的孔隙率和吸水性成正比高強度的混凝土的抗凍性能與普通混凝土有什么不同？兩者的最主要區(qū)別就是在原材料的質量要求上不一樣，抗凍抗?jié)B混凝土以原材料的質量要求要比普通混凝土高。

對抗?jié)B混凝土配合比尚有一些特殊要求，需要進行規(guī)定。

原材料的選用和質量控制對抗?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，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量控制。骨料粒徑太大和含泥（包括泥快）較多都對混凝土抗?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混凝土配合比設計的重要法則。另外，膠凝材料和細骨料用量太少也對混凝土抗?jié)B性能不利。抗?jié)B混凝土的配制抗?jié)B等級比設計值要求高，有利于確保實際工程混凝土抗?jié)B性能滿足設計要求。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。

采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥配制抗凍混凝土