王昭勇
(貴州省銅仁公路管理局)
中國水泥產量和消費量占世界首位,水泥混凝土造價低廉、維修養護費用低,具有良好的經濟效益和社會效益,應用前景廣泛。隨著近年來我國交通體系不斷完善,汽車保有率和交通運輸量不斷增加,基礎設施負荷日趨加重,加之原有結構物長期處于不利環境中出現老化、破損或受原標準等級的限制,出現耐久性下降,己不能滿足使用功能為現代交通運輸服務。迫切需要對其進行技術改造。因此高性能混凝土在近年來得到廣泛應用,提高混凝土的承載力、耐久性,增加混凝土構筑物的使用年限、節約資本投資,具有重要的深遠意義和現實意義。
高性能混凝土耐久性是指混凝土在滿足設計要求、正常使用的情況下,抵御外界環境,不毀壞、強度不顯著下降的性能。耐久性是綜合性技術指標,涉及很多方面,耐久性不足,就會造成結構強度下降、破損、甚至倒塌,因此給維修養護費用很高、難度加大。
影響混凝土耐久性的主要因素大致可以分為內部因素和外部因素。內因主要包括以下幾點:第一,混凝土的材料組成,如水膠比、水泥品種、集料的種類和數量以及顆粒級配;第二,混凝土中氯離子引起鋼筋銹蝕;第三,混凝土的碳化反應;第四,硫酸鹽類的腐蝕;第五,堿-骨料反應。外因主要指施工質量、混凝土使用環境的惡劣程度。
在混凝土工程中為了滿足施工和易性要求,即用水量大、水膠比高,從而導致混凝土的孔隙率很高,孔隙是產生對工程的影響最大,孔隙的存在降低了混凝土密實度,同時為水分、各種侵蝕介質、氧氣、二氧化碳等有害物質提供內部的通道,導致抗滲、抗凍、耐水、抗侵蝕等耐久性下降。
通過上述分析因此在混凝土配合比設計、施工方法中有效抑制孔隙的產生,對提高混凝土耐久性的效果顯著。
根據工程特點和使用環境合理的選擇水泥品種和強度。同時應考慮降低水化熱,減少收縮裂縫。預防外界介質滲入內部腐蝕鋼筋。
集料與摻合料集料的選擇應考慮其堿活性,避免堿性集料反應造成的危害,選擇合理的級配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密實度。
當混凝土中摻入型氯離子時,加入能有效地阻止鋼筋腐蝕發生的鋼筋阻銹劑或防護的涂層鋼筋、耐腐蝕鋼筋,防止腐蝕發生。
常見的活性材料中有粉煤灰、粒化高爐礦渣、火山灰類物質?;钚缘V物摻料中含有大量活性SiO2及活性Al2O3,可與水泥水化產物發生二次水化反應,生成膠體物質和晶體材料,從而提高混凝土強度并填塞混凝土內部孔隙,使水泥石結構更為致密。提高混凝土的工作性能、改善混凝土的可泵性,從而并提高硬化混凝土的強度和耐久性。
目前在工程中應用的水泥有高效減水劑和普通減水劑。的使用在保證混凝土拌和物所需流動性的同時,盡可能減少用水量,降低水膠比,降低孔隙率,特別是毛細管孔隙率大幅度降低。減水劑的早強和高強性能,又具有延緩水泥硬化速度、延長混凝土凝結時間的作用,可減少坍落度損失,改善混凝土和易性,無離析、泌水現象,混凝土外觀顏色均勻。
強度與耐久性都與混凝土配合比設計中水膠比密切相關,因此配合比設計在滿足混凝土強度、工作和易性的基礎上,盡量降低水膠比,減少水泥用量和用水量,降低孔隙率,提高密實度,改善混凝土內部結構,減少體積收縮,提高強度,提高耐久性。
混凝土的拌制應采用機械拌合并盡量采用二次攪拌法,從而提高混凝土拌合料的和易性,提高混凝土強度。大體積混凝土的灌注、振搗應控制混凝土的三縫:施工縫、溫度裂縫、收縮裂縫,提高混凝土密實度和抗滲性。加強混凝土養護,注意養護溫度和濕度的控制,確保質量控制?;炷敛鹉r的強度應符合設計要求,避免拆模時的混凝土溫度過高,溫度應力差引起混凝土開裂。
高性能混凝土的耐久性是一個涉及多種復雜因素,包括工程環境、材料組成、結構設計、施工技術等問題諸多方面。隨著近年來高性能混凝土在土木工程中的廣泛應用,提高其耐久性是混凝土發展的必然趨勢,具有重要意義。
[1]胡萍.高性能混凝土耐久性分析和評定方法[D].合肥工業大學,2009.
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