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摘要:耐久性是混凝土结构的重要指标之一,混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力,关系着结构物的使用寿命。文章分析了混凝土结构的耐久性问題,探讨了耐久性的提高方法及施工措施。
关键词:混凝土;耐久性;防腐措施;集料反应;施工措施
由于与钢筋良好的结合性、整体性及可模性,混凝土在现代工程中的应用越来越广泛。但由于受水质、温度等特定环境和使用条件的影响,混凝土易出现炭化、裂缝、钢筋锈蚀等耐久性不良的通病,导致建筑物过早损坏,危及建筑物的整体或局部安全,缩短使用年限。
一、关于混凝土耐久性的认识
混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内,在正常护下,必须保持适合于使用,而不需要进行维修加固,即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下,仍能保持原有性能的能力。混凝土耐久性主要包括以下几方面:一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下,经受多次抵抗冻融循环作用,能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区,尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土,要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中,有可能遭受化学侵蚀而破坏。四是碱集料反应。如前分析,不论是上述哪一种因素主导着混凝土的劣化过程,其共同点是混凝土内有充足的水分和其他有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性,满足耐久性要求,必须降低混凝土的孔隙率,特别是降低毛细管孔隙率,即混凝土必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝,从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。
二、提高混凝土耐久性及防腐措施
(一)原材料的选择
集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性,防止碱集料反应造成的危害,集料的耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度;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土的性能,改善混凝土内孔结构,填充内部空隙,提高密实度,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。
(二)掺入高效减水剂
在保证混凝土拌和物所需流动性的同时,尽可能降低用水量,减少水灰比,使混凝土的总孔隙,特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后,会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中,包裹着许多拌和水,从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性,就必须在拌和时相应地增加用水量,这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列,使水泥质点表面均带有相同电荷,在电性斥力的作用下,不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态,还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜,同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来,因而达到减水的目的。
(三)混凝土工程施工应考虑结构耐久性
混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法,裹砂石法等工艺,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土强度,减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的收缩裂缝,施工裂缝,温度裂缝,建立混凝土的浇筑振捣制度,提高混凝土密实度和抗渗性,重视混凝土振捣后的表面工序,并加强养护,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,施工裂缝至关重要,应加强施工质量管理,特殊季节施工的混凝土结构,尚应采取特殊措施。
(四)掺入高效活性矿物掺料
普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足,是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的,在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。
三、耐久性混凝土施工措施
为满足结构耐久性要求,要求混凝土满足:抗渗等级不低于P8;水胶比不大于0.4;钢筋混凝土中钢筋的净保护层厚度不小于30mm;浇注在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧固件、连接件等铁杆与混凝土中的钢筋隔离,并采取对该杆进行除锈及防锈的措施,以消除其可能锈蚀对构件承载力的影响;实测混凝土中的氯离子含量不超过胶凝材料中的0.1%,56d龄期时氯离子渗透值小于1200库仑。
(一)原材料质量控制
选用P.042.5以上的抗水性好、泌水性小、水化热低、并具有抗侵蚀性的水泥,不使用过期结块和不同品种标号复合的水泥;选用良好级配的砂石料,石子粒径小于40mm,含泥量不大于1%,砂子采用中粗砂,含泥量小于3%;选用拌合用水除符合《混凝土拌合用水标准》的有关规定外,在掺用引气剂时严格控制引气量;掺用优质粉煤灰或其他优质活性混合材料。
(二)混凝土配合比设计
根据工程要求、所处环境、原材料情况、施工方法通过试验选定混凝土的配合比,最大水胶比0.4。
(三)混凝土拌和运输
混凝土采用搅拌站拌合。砼各组成材料的计量按重量计,各种材料的称量允许偏差:水泥、水、外加剂、掺合料为1%,砂石骨料为2%。施工中自动计量设备,并及时测定骨料的含水率,每工作班至少一次,当含水率有显著变化时,增加测定次数,依据测定结果及时调整用水量和骨料用量,保证配合比的准确性。根据搅拌机类型和混凝土的坍落度现场确定最佳搅拌时间,但不得少于90s。各种计量器具定期进行检定。
采用混凝土输送搅拌车运输混凝土。运输途中,搅拌筒保持慢速转动,保证混凝土不产生离析。若出现坍落度损失过大,防碍卸料和泵送时,采取往搅拌筒内加入一定量的水和水泥(与配合比相同水灰比)的措施,直到坍落度符合要求。避免往筒内直接加水的做法。
混凝土采用输送泵泵送入模。泵送混凝土之前先适量的水润湿泵的料斗、活塞及输送管的内壁等与混凝土直接接触的部位,再泵送0.5m3水泥浆或水泥砂浆。润滑用的水、水泥浆和水泥砂浆分散布料,避免集中浇注在任一部位。在高温季节对泵管用湿麻袋包裹,并经常喷洒冷水降温。在寒冷季节对泵管包裹保温。严格控制混凝土入机质量,在料斗上设置金属格栅,防止大粒径骨料或其他异物进入。泵送速度先慢后快,逐步加速。泵送过程中受料斗内混凝土料面超过搅拌轴线,以防吸入空气。泵送结束后,及时清理料斗及管道。混凝土泵送工作坚持信息化施工,加强供料、运输、泵送及浇注工作面上操作人员之间的联系、协调,使施工进度正常,出现问题能及时处理。
(四)混凝土的浇注与养护
混凝土入模后,采用插入式振动器振捣密实。在浇注过程中,经常检查模板、钢筋、支撑、预留预埋件的位置是否正确,如发现情况有异,迅速处理。振捣器在每一振点的延续时间以混凝土不再明显沉落,表面出现浮浆为度,不漏振,也不过振。混凝土浇注时水平、分层、连续进行。混凝土拆模后立即进行洒水养护,洒水频率必须保证混凝土表面保持湿润。
关键词:混凝土;耐久性;防腐措施;集料反应;施工措施
由于与钢筋良好的结合性、整体性及可模性,混凝土在现代工程中的应用越来越广泛。但由于受水质、温度等特定环境和使用条件的影响,混凝土易出现炭化、裂缝、钢筋锈蚀等耐久性不良的通病,导致建筑物过早损坏,危及建筑物的整体或局部安全,缩短使用年限。
一、关于混凝土耐久性的认识
混凝土耐久性是指混凝土在设计寿命周期内,在正常护下,必须保持适合于使用,而不需要进行维修加固,即指混凝土在抵抗周围环境中各种物理和化学作用下,仍能保持原有性能的能力。混凝土耐久性主要包括以下几方面:一是抗渗性。即指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。二是抗冻性。混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下,经受多次抵抗冻融循环作用,能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区,尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土,要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中,有可能遭受化学侵蚀而破坏。四是碱集料反应。如前分析,不论是上述哪一种因素主导着混凝土的劣化过程,其共同点是混凝土内有充足的水分和其他有害物质的侵入。要提高混凝土耐久性,满足耐久性要求,必须降低混凝土的孔隙率,特别是降低毛细管孔隙率,即混凝土必须有足够的密实性并且不出现有害裂缝,从而能够抵抗水分和侵蚀性介质的渗入。
二、提高混凝土耐久性及防腐措施
(一)原材料的选择
集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性,防止碱集料反应造成的危害,集料的耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度;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土的性能,改善混凝土内孔结构,填充内部空隙,提高密实度,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。
(二)掺入高效减水剂
在保证混凝土拌和物所需流动性的同时,尽可能降低用水量,减少水灰比,使混凝土的总孔隙,特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后,会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中,包裹着许多拌和水,从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性,就必须在拌和时相应地增加用水量,这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列,使水泥质点表面均带有相同电荷,在电性斥力的作用下,不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态,还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜,同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来,因而达到减水的目的。
(三)混凝土工程施工应考虑结构耐久性
混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法,裹砂石法等工艺,提高混凝土拌合料的和易性,保水性,提高混凝土强度,减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的收缩裂缝,施工裂缝,温度裂缝,建立混凝土的浇筑振捣制度,提高混凝土密实度和抗渗性,重视混凝土振捣后的表面工序,并加强养护,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,施工裂缝至关重要,应加强施工质量管理,特殊季节施工的混凝土结构,尚应采取特殊措施。
(四)掺入高效活性矿物掺料
普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足,是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的,在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。
三、耐久性混凝土施工措施
为满足结构耐久性要求,要求混凝土满足:抗渗等级不低于P8;水胶比不大于0.4;钢筋混凝土中钢筋的净保护层厚度不小于30mm;浇注在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧固件、连接件等铁杆与混凝土中的钢筋隔离,并采取对该杆进行除锈及防锈的措施,以消除其可能锈蚀对构件承载力的影响;实测混凝土中的氯离子含量不超过胶凝材料中的0.1%,56d龄期时氯离子渗透值小于1200库仑。
(一)原材料质量控制
选用P.042.5以上的抗水性好、泌水性小、水化热低、并具有抗侵蚀性的水泥,不使用过期结块和不同品种标号复合的水泥;选用良好级配的砂石料,石子粒径小于40mm,含泥量不大于1%,砂子采用中粗砂,含泥量小于3%;选用拌合用水除符合《混凝土拌合用水标准》的有关规定外,在掺用引气剂时严格控制引气量;掺用优质粉煤灰或其他优质活性混合材料。
(二)混凝土配合比设计
根据工程要求、所处环境、原材料情况、施工方法通过试验选定混凝土的配合比,最大水胶比0.4。
(三)混凝土拌和运输
混凝土采用搅拌站拌合。砼各组成材料的计量按重量计,各种材料的称量允许偏差:水泥、水、外加剂、掺合料为1%,砂石骨料为2%。施工中自动计量设备,并及时测定骨料的含水率,每工作班至少一次,当含水率有显著变化时,增加测定次数,依据测定结果及时调整用水量和骨料用量,保证配合比的准确性。根据搅拌机类型和混凝土的坍落度现场确定最佳搅拌时间,但不得少于90s。各种计量器具定期进行检定。
采用混凝土输送搅拌车运输混凝土。运输途中,搅拌筒保持慢速转动,保证混凝土不产生离析。若出现坍落度损失过大,防碍卸料和泵送时,采取往搅拌筒内加入一定量的水和水泥(与配合比相同水灰比)的措施,直到坍落度符合要求。避免往筒内直接加水的做法。
混凝土采用输送泵泵送入模。泵送混凝土之前先适量的水润湿泵的料斗、活塞及输送管的内壁等与混凝土直接接触的部位,再泵送0.5m3水泥浆或水泥砂浆。润滑用的水、水泥浆和水泥砂浆分散布料,避免集中浇注在任一部位。在高温季节对泵管用湿麻袋包裹,并经常喷洒冷水降温。在寒冷季节对泵管包裹保温。严格控制混凝土入机质量,在料斗上设置金属格栅,防止大粒径骨料或其他异物进入。泵送速度先慢后快,逐步加速。泵送过程中受料斗内混凝土料面超过搅拌轴线,以防吸入空气。泵送结束后,及时清理料斗及管道。混凝土泵送工作坚持信息化施工,加强供料、运输、泵送及浇注工作面上操作人员之间的联系、协调,使施工进度正常,出现问题能及时处理。
(四)混凝土的浇注与养护
混凝土入模后,采用插入式振动器振捣密实。在浇注过程中,经常检查模板、钢筋、支撑、预留预埋件的位置是否正确,如发现情况有异,迅速处理。振捣器在每一振点的延续时间以混凝土不再明显沉落,表面出现浮浆为度,不漏振,也不过振。混凝土浇注时水平、分层、连续进行。混凝土拆模后立即进行洒水养护,洒水频率必须保证混凝土表面保持湿润。