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混凝土的耐久性

 庭前春雪 2023-01-28 发布于山东

一、什么是混凝土的耐久性?

耐用性是持续很长时间而不会变质的能力。耐用的材料通过节约资源、减少浪费以及维修和更换对环境的影响来帮助环境。替代建筑材料的生产会耗尽自然资源,并可能产生空气和水污染。

混凝土的耐久性定义:材料抵抗风化作用、化学侵蚀、磨损和其他使用条件的能力。

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混凝土的耐久性是什么意思?

混凝土的耐久性取决于其抵抗风化作用、化学侵蚀、磨损或任何其他劣化过程的能力,并且在暴露于其环境中时将保持其原始形式、质量和适用性。耐用混凝土是正确设计、配比、放置、精加工、测试、检查和固化的结果。

二、影响混凝土耐久性的因素?

以下是影响混凝土耐久性的因素:

1、水泥含量
2、骨料质量
3、水质

物理原因:

1、固化期
2、渗透性
3、湿气
4、温度
5、磨损
6、碳化
7、润湿和干燥循环
8、冷冻和解冻
9、碱骨料反应
10、硫酸盐攻击
11、有机酸

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1.水泥含量
水泥含量如何影响混凝土的耐久性? 混凝土混合料中使用的水泥量也将是影响混凝土耐久性的一个因素。如果使用的水泥含量低于要求,则水水泥比会降低,加工性也会降低。像这种混合物中添加更多的水会导致形成毛细管空隙,这将使混凝土成为可渗透的材料。如果使用过量的水泥,可能会出现干燥收缩、碱-二氧化硅反应等问题,最终影响混凝土的耐久性。

2.骨料质量
骨料质量或数量如何影响混凝土的耐久性?

骨料通常占混凝土混合物质量的70%至85%。它们的等级、尺寸、矿物组成、孔隙率、表面纹理和形状极大地影响了未硬化和硬化混凝土的性能。对可加工性的影响由Tattersall(1991)描述。显然,骨料的任何缺乏耐久性都会对混凝土的耐久性产生直接和不良后果。

在混凝土混合料中使用优质骨料肯定会增加硬化混凝土的耐久性。骨料颗粒的形状应光滑圆润。片状和细长的骨料会影响新拌混凝土的可加工性。

为了在成分之间更好地粘合,建议使用粗糙纹理的角骨料,但它们需要更多的水泥含量。骨料应进行良好的分级,以实现致密的混凝土混合料。骨料在使用前应测试其水分含量。骨料中过多的水分可能会导致高度可行的混合物。

3.水质
水质或水量如何影响混凝土的耐久性?混凝土搅拌中使用的水质也会影响混凝土的耐久性。一般来说,建议使用饮用水来制造混凝土。所用水的pH值应在6至8的范围内。水应该是干净的,没有油,酸,碱,盐,糖,有机物质等。这些杂质的存在会导致钢材腐蚀或混凝土因不同的化学反应而变质

4.化学外加剂
通过使用各种化学外加剂,可以显着提高混凝土和钢筋混凝土的耐久性。其中包括用于抗冻融性的引气外加剂。减水和大范围减水外加剂(超级增塑剂)可降低含水量、水灰比或 W/cm,所有这些都导致对腐蚀性元素的渗透性降低。缓蚀剂可提高氯离子存在或pH值降低时的耐腐蚀性,ASR缓蚀剂可控制碱-二氧化硅反应性。收缩减少外加剂(SRA)可减少干燥收缩开裂,最终降低渗透率。

5.ASR 抑制剂
已经研究了几种化合物作为混凝土中的外加剂来控制ASR损伤。锂化合物是最著名的ASR抑制剂。当ASR发生时,在锂离子存在下,形成最小膨胀的含锂ASR凝胶。这通常不会损坏混凝土(Farny和Kerkhoff,2007)。虽然许多锂化合物可用于此目的,但硝酸锂(LiNO3)被认为更有效,同时处理更安全,因此是更理想的添加剂。

三、有害行为基本上是由于物理和化学原因造成的。

磨损:
磨损发生在两个物体之间,特别是当一个物体处于静止状态而另一个物体在移动时。磨损导致混凝土的物理劣化

侵蚀:
一部分混凝土,尤其是粗骨料相可能会被侵蚀,从而导致物理阻尼。

空穴现象:
气蚀是混凝土中的一种点蚀,尤其是当它受到负大气压时。

内部和外部硫酸盐反应:
外部硫酸盐反应在海洋环境中很常见。

在混凝土成分中,一些内部来源可能含有硫酸盐,特别是在混合阶段。富含硫酸盐的聚集体可能是原因之一,过量添加石膏也可能是硫酸盐内部反应的原因。

延迟的埃特林石形成(DEF)可能是内部硫酸盐反应的另一个原因。

外部和内部硫酸盐反应的原因相同,需要三件事

1、存在足够的水
2、高渗透性
3、来自内部或外部来源的硫酸盐

碱骨料反应:
这种类型的反应发生在具有非常大的PH(约13.5)的水泥浆中的碱和一些具有较低PH值的典型反应性聚集体之间。这些聚集体包括燧石、燧石、水晶石、玉髓和其他火山玻璃。反应过程吸收水分并膨胀导致开裂。通过观察混凝土表面的图谱类型开裂模式,可以非常容易地诊断AAR。图谱式开裂清晰可见,指示碱骨料反应。在微观水平上观察,一般开裂,特别是由于AAR,在ITZ或粘贴区域内开始。

AAR 类型:
AAR又可分为ASR和ACR i-e碱硅酸盐反应和碳酸碱反应。从它们的名字中可以明显看出ACR是水泥碱和碳酸盐骨料(CaCo3,MgCo3)之间的反应,另一方面,ASR是硅酸盐骨料和碱水泥浆之间的反应。

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