水泥混凝土耐久性研究

水泥混凝土耐久性研究（精选十篇）

水泥混凝土耐久性研究 篇1

关键词：应对措施,水泥混凝土,路面建筑

随着科技的发展, 人们在路桥方面的建设愈来愈多, 而路桥建筑所选用的结构大都以水泥混凝土为主。通过调查可以发现, 国内许多以水泥混凝土为结构建设的道路自身使用年限并不长, 有些甚至在投入使用几年内就出现路面破损问题, 这给当地道路维修人员带来了巨大的压力。因此, 怎样提高水泥混凝土自身耐久性, 从而保证国内道路建设质量、增加道路稳定性, 成为了目前社会各界人们广泛关注的问题。

一、影响水泥混凝土耐久性的相关因素

对水泥混凝土自身的耐久性造成影响的因素主要有以下几方面。

1. 路面磨损方面

混凝土面层所具有的强度以及硬度是决定路面磨损程度的主要原因。在对路面进行建设时, 如果在混凝土之中加入矿渣以及煤灰等物质, 那么混凝土自身强度以及硬度则会大大降低, 而路面抗磨损能力就会减弱。同时, 水泥自身的保水性能也是影响路面抗磨损能力的主要原因。水泥保水性越高, 那么路面自身质量也会越高, 最终水泥成型后的耐磨能力就会更好。另外, 路面所受到的磨损类型主要为冲刷以及气蚀为主。水泥自身密实性越低, 其自身所受冲刷和气蚀造成的磨损程度也就越高。

2. 物理破坏方面

除了磨损问题之外, 水渗透对路面稳定性产生的影响也极大, 路面如果自身存在较严重的水渗透缺陷, 那么在受到水侵蚀时, 其内部结构会被破坏。同时如果天气变化较大, 道路内部不同时段湿度差值过大, 则也会加重水分对道路产生的侵蚀效果。另外, 若是道路承载重量超过道路建设时的设计标准, 那么道路也会受到损坏, 对应的路面耐久性则会降低。因此, 超载车辆对道路自身耐久性产生的影响非常大。

二、提高水泥混凝土耐久性的有效措施

1. 合理选用建筑材料

在对水泥混凝土道路进行建设之前, 建筑人员需要对建筑材料进行合理且严格地选择。主要应该注意以下几点。 (1) 建筑人员应该选用自身品质稳定, 并且强度达到我国工程使用标准的水泥材料。并在采购时对材料自身质量规格进行检查, 避免选用没有质量保障或者不合规的水泥材料。 (2) 在对粗骨料进行选择时, 建筑人员应该将质地较硬并且质量较好的骨料作为首选对象。材料种类应该以石灰岩和辉绿岩以及花岗岩这三种为主, 同时确保材料吸水率控制在较低标准, 尽量选择内部空隙少的。 (3) 在粗骨料自身形状选择方面, 建筑人员应该尽量将径状材料作为首选材料。并在选完后对材料进行级别划分, 对不同级别的材料进行不同类型的储存以及管理方式。 (4) 在对细骨料进行选择时, 建筑人员应该将质地均匀并且自身硬度跟强度较高的材料作为首选材料。材料种类应该以天然中粗砂为主, 并对中粗砂中的云母以及泥土含量经行严格控制。在这之中, 建筑人员应该严格禁止使用海砂材料进行道路建筑。 (5) 在矿物掺合料的选择方面, 建筑人员应该尽量选择粉煤灰和矿渣以及微硅粉三者作为主要混合材料, 并且将粉煤灰跟矿渣以相同的比例进行混合。

2. 加强钢筋锈蚀防护

在对钢筋材料进行防护时, 建筑人员应该在钢筋外部制作氧化保护层, 使钢筋表面附着一层足够厚度的环氧防腐层, 从而避免钢筋与空气中的氧气直接接触, 避免钢筋自身锈蚀。同时, 建筑人员还可以直接在混凝土外部加设保护涂层, 从而使氧气无法与混凝土内部的钢筋接触并发生反应。混凝土外部的涂层材料应该尽量选用抗碱性强、使用寿命长的材料。

3. 减少碱集料反应

碱集料自身发生反应会对混凝土耐久性造成相当严重的影响, 如果碱集料发生反应, 那么混凝土就很难再还原。因此, 建筑人员在对混凝土之中的碱性材料进行使用时, 应该先将材料自身碱含量比例进行严格控制, 避免由于碱性材料比例失控而导致混凝土材料之间发生反应。同时, 建筑人员还应该对混凝土中的外掺剂进行慎重使用, 确保外掺剂中碱性比例符合施工要求, 从而避免外掺剂对混凝土材料质量造成影响。

三、混凝土耐久性的工艺探讨

1. 混凝土制作方面的应对措施

建筑人员在进行混凝土制作时, 整个制作过程应该结合工程要求与实际施工情况, 使施工过程具有针对性特点。如果有必要, 还应该通过模拟实验来确定混凝土材料比例。在对混凝土进行搅拌制作时, 应该对细骨料自身含水率进行严格检测。并时刻观察施工当地天气状况, 分析天气变换对细骨料自身含水量造成的影响, 并根据分析结果对细骨料自身比例配定进行针对性选择。在整个制作过程中, 混凝土搅拌顺序应为:先放入细骨料以及水泥等其他材料, 并加水搅拌;待搅拌均匀之后, 再加入粗骨料。各个环节的搅拌时间均应保持在30 s以上, 而总共搅拌时间则要控制在3 min以内。

2. 混凝土运输方面的应对措施

在混凝土运输方面, 建筑人员应该尽量选择密封性好并且运行平稳的运输车作为运输工具。如果条件允许, 还可以在工程中建设输送泵来进行混凝土运输。输送泵方面的使用要求为:输送管道初始段落长度应该在15 m以上, 而管道出口处材料组成应该以软管为主, 出口以外的管道部分应该选用硬管作为组成材料。在进行管道运输之前, 建筑人员应该对管道进行检查, 确保管道安装稳固并且没有和钢筋等其他材料接触。待检查完毕之后, 则可进行混凝土运输。输送方式应该以分段式输送为主, 输送间隔应该控制在45 min以内。

3. 混凝土浇筑方面的应对措施

建筑人员在进行混凝土浇筑过程之中, 应该结合工程所在地区环境以及自身施工能力设计出科学合理的浇注方案。并根据方案逐步完成浇注操作, 确保浇筑过程能够顺利完成。在进行浇筑环节之前, 建筑人员应该对钢筋自身强度以及硬度等各项数据进行二次确定, 确保钢筋质量达到工程要求。在整个浇筑过程中, 初始混凝土浇注范围应该在2 m之内。如果建筑高度超过2 m, 那么建筑人员应该通过滑槽或者漏斗等工具来对混凝土进行输送与浇注。在对混凝土的浇筑方法进行确定时, 建筑人员应该选用分层浇筑的方式, 通过连续推移来完成整个浇筑过程。最后, 建筑人员还应该对浇筑温度进行合理控制, 一般5℃~30℃为最佳温度。

四、结语

最近几年, 我国在混凝土施工方面的发展相当迅速, 但发展中存在的问题也较多。因此, 只有我国建筑技术研究人员将水泥混凝土方面存在的耐久性问题加以重视, 并对其进行不断研究, 才能有效提高国内道路施工质量, 确保人们自身安全, 推动建筑领域更快地发展。

参考文献

[1]王月琴.浅谈建筑工程全过程安全管理[J].黑龙江科技信息, 2011 (15) .

[2]郭群.关于混凝土抗渗裂性能检验方法的探讨[J].混凝土, 2001 (03) .

水泥混凝土路面耐久性技术 篇2

随着公路建设的快速发展,以及重载交通公路不断增多,对水泥混凝土路面的需求不断增长,从材料、施工技术和提高耐久性措施方面,结合施工经验对提高水泥混凝土路面耐久性技术进行介绍.

作 者：李潇E 毛哲 作者单位：李潇E(黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司,黑龙江,哈尔滨,150008)

毛哲(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司,黑龙江,哈尔滨,150001)

水泥混凝土耐久性研究 篇3

【关键词】：水泥混凝土路面; 耐久性; 影响因素; 具体措施

中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：1997-0668 (2008)0110019-03

1. 引言

根据交通部公路司2002年底的最新统计资料，我国水泥混凝土路面和沥青路面2种高级路面的建成总里程28.86万公里，其中水泥路面16.75万公里，占58%。水泥路面在高速公路上大约占25%，二级国道上约占67%。2002年完成水泥混凝土路面超过2.5万公里。由此可见，水泥路面在我国发展势头相当迅猛。特别是近几年，交通部启动了通县公路和农村公路建设，在可预见的将来，水泥路面的发展将会更加迅速。而且在相同技术和工艺水平下，水泥路面大修前的使用年限长。高速公路水泥路面的设计基准期30年，沥青路面的设计基准期15年。我国目前的实际基本状况是超载和重交通路段高速公路沥青路面可使用5年，水泥路面可使用10年。仅此一项，水泥混凝土路面就节省一笔相当可观的工程款。

随着我国经济的快速发展，车辆载重的不断增加，行车速度不断提高，要求水泥混凝土的强度等级也不断提高，在提出高强度要求的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求。所以高性能混凝土已成为我国近期混凝土技术的主要发展方向，高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。

水泥混凝土的耐久性是道路混凝土应具备的三个基本性能之一。所谓耐久性好是指混凝土密实度高，不开裂，表面不脱皮翻砂，耐磨损且具有一定的耐自然风化和抗腐蚀性介质的能力。高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。

2. 影响混凝土耐久性的因素

2.1 混凝土的渗透性：混凝土的抗渗性不良，水容易渗入混凝土内部，致混凝土在冬季遭冻害，如果是钢筋混凝土，则会使钢筋锈蚀。

2.2 混凝土的抗冻性：寒冷地区的混凝土的结构经常接触水的部位，当水充满混凝土的孔壁时，气温下降，水结成冰，冰体积增大会对孔壁产生很大的压力，致使混凝土发生微小裂缝。抗冻性是评价严寒地区混凝土及钢筋混凝土结构耐久性的重要指标之一。

2.3 混凝土的收缩：混凝土在干燥状态下会引起体积收缩，在潮湿条件下体积会膨胀。按其形成原因，混凝土收缩可分为以下四种。

2.3.1 沉缩

沉缩是混凝土拌合物成型后至凝固前，内部未水化水泥，粗细集料等固体颗粒，在重力的作用下下沉，混凝土表面会出现一层泌水，从而形成沉缩。由于水泥品种及水灰比不同，其沉缩引起的体积减少可达水泥浆总体的1%～10%。

2.3.2 化学收缩

化学收缩是混凝土中水泥和水起水化反应引起的体积减少，混凝土的化学收缩一般为同龄期混凝土总收缩量1／5～l／10。

2.3.3 干燥收缩

干燥收缩是由于混凝土水分蒸发而引起的体积缩小。主要是因为微毛细孔失水和凝胶体失水所引起的体积变化。在混凝土硬化的初期，或是在水中养护，或是标准养护后取出的混凝土，其水分蒸发，不会引起混凝土收缩，但随着混凝土的继续干燥和各种因素的影响混凝土收缩可能在一个很大的范围变化，一般可达0.3～0.8mm／M。在工程中遇到的很多混凝土收缩裂缝，可能是几种收缩综合作用的结果，但大多是由于干燥收缩所引起的。

2.3.4 碳化收缩

碳化收缩是混凝土的水泥水化产物与空气中的二氧化碳作用而产生的收缩。混凝土碳化，一方面产生CaC0₃，可以增加混凝土重量，堵塞毛细孔，提高其密实性；另一方面，在碳化过程中将析出大量水分，表面产生微小裂缝。

2.4 碳化钢筋的锈蚀

在钢筋混凝土中，混凝土碳化与钢筋锈蚀是影响耐久性的综合症，钢筋混凝土经碳化后引起开裂，使C0₂、H₂0、0₂接触到钢筋，致使钢筋表面逐渐被腐蚀，钢筋的各项性能达不到要求，最终钢筋结构导致破坏。

2.5 混凝土组成材料

2.5.1 水泥

混凝土路面的性能在很大程度上取决于水泥的性能,而水泥的性能又取决于其矿物组成,如水泥中C3A含量较高，则易引起水化热反应裂缝和温度裂缝，水泥中的总碱含量(Na₂O)若较高则会引起碱骨料反应导致路面破坏。

2.5.2 砂

砂对砂浆的强度及混凝土路面的耐磨性有较大的影响。如压槽、拉毛、刻槽等都是通过砂浆层形成的线状槽来实现的。细骨料对路面的质量影响主要是两个方面。

（1）耐磨性

若细骨料砂的耐磨性差,与水泥胶结能力不好,路面的耐磨性和耐久性就会变差。据相关资料介绍,当砂中石英含量大于1/3时, 路面的耐磨性能明显增强。

（2）砂子的颗粒级配及粗细程度

砂子的颗粒级配表示大小颗粒砂的搭配情况,混凝土或砂浆中砂的空隙是由水泥来填充的,为达到节约水泥、提高强度和耐久性,应尽量减少砂粒之间的空隙，即降低细集料的空隙率。良好的级配应有较多的粗颗粒,同时配有适当的中颗粒及少量细颗粒填充其空隙。

2.5.3 石子

粗骨料石子是混凝土的主要组成部分,也是影响强度的重要因素之一。粗骨料对强度的影响取决于骨料的表面特征、颗粒级配及其力学性能。

（1）表面特征

石子的粒形、表面结构主要影响骨料与砂浆的界面粘结强度,从而影响混凝土的强度。随着石子粒径的增大,其表面积随之减少，因此保证一定厚度的润滑层所需的水泥砂浆的数量也相应减少,所以石子最大粒径在条件许可下,应尽量选用大些的。但在一定条件下增加粗骨料的最大粒径,会因泌水、振捣不实的薄弱面的增加而降低混凝土强度。但从耐久性、抗磨性及经济的角度考虑,骨料粒径又不宜过小,一般在30-40mm之间较为合适。

（2）强度

为保证混凝土的强度要求,石子都必须是质地致密、具有足够的强度、无风化的。当混凝土受荷后,在骨料与砂浆界面处产生拉应力和剪应力。有两种破坏状态，当界面处的粘结强度有保障时,骨料颗粒所受的应力要比砂浆大,如果骨料强度不高,混凝土可能因骨料的破坏而破坏；如果骨料强度过高,会使界面拉应力增大,从而降低粘结强度,混凝土就可能沿骨料与砂浆界面处破坏。因此骨料的强度与界面粘结强度的优化匹配对提高混凝土强度具有实际意义。一般骨料强度是混凝土强度的2～3倍比较合适。

（3）颗粒级配

石子级配好坏对节约水泥和保证混凝土具有良好的和易性有很大关系。粗骨料应具有较好的颗粒间的搭配,以减少空隙率,增强混凝土密实性。粗骨料的颗粒级配采用筛分法测定, 连续级配石子颗粒呈连续性,用连续级配的骨料配制的混凝土混合料,其和易性较好,不易发生分层离析现象。

2.6 水泥混凝土配合比

混凝土配合比除了要满足强度要求外,还要考虑预防早期裂缝的发生。常见的有泌水裂缝、塑性裂缝、膨胀裂缝等。这些裂缝对路面的危害极大,轻者降低路面强度及耐久性,重者导致板体破坏。

2.6.1 泌水裂缝

新铺筑的混凝土路面,当单位用水量过大时,将发生集料与水分离的现象。骨料下沉,水上浮。造成表面泌水,在不采用真空吸水或复振工艺时,最终在路面表面形成裂缝,严重时路面脱皮。预防措施是选用泌水适当的配合比,一般在测坍落度时,以坍落度桶周围基本不泌水为宜。

2.6.2 塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝和泌水裂缝是矛盾的两个方面,塑性收缩裂缝主要由于泌水量过少而引起的,当然也可能由于急剧干燥而引起,因此路面混凝土并不是泌水越小越好。塑性收缩裂缝与季节、气温、湿度、运距等有关。适当增加泌水量,使路面表面有足够的供水泥水化的水。

2.6.3 膨胀裂缝

水泥水化过程中要释放出大量的热能,使混凝土内部温度升高,而板面温度散热较快,这样形成较大的内外温差,当温度应力大于混凝土抗拉应力时,便产生裂缝。

综上所述，水泥混凝土路面的耐久性是一个综合性问题。其中包括结构设计、材料和施工工艺等方面。解决这个问题要考虑原材料的性质、拌合物的配合比、混凝土的结构、工艺因素、气候作用等方面的相互联系。

3. 改善混凝土耐久性的具体措施

3.1 改善混凝土抗渗性最根本的措施是提高混凝土自身抗渗能力，提高混凝土的密实性。

混凝土渗透性主要与水灰比、水泥细度、水泥品种、集料品种、成型质量、养护条件和周围介质有关。其中水灰比对混凝土的孔结构影响最大。水灰比越大，包围水泥颗粒的水层越厚。在相同条件下，水灰比越大，毛细孔的半径也越大。混凝土的强度与水灰比成反比。为了提高混凝土的密实度，一般情况下，水泥用量不宜低于320Kg／cm3。水灰比要按不同的工程对象，不同要求来严格控制。一般水灰比不宜大于0.6。为保证混凝土的和易性和密实性，可适当提高砂率，严格按要求控制原材料质量，采用机械搅拌和机械振捣绝对不允许漏震；加强养护，应尽量采用潮湿养护。在必要时，掺用适量符合标准的各种外加剂。

3.2 混凝土的抗冻性与其内部结构、水饱和程度、混凝土强度等因素有关。

主要是水泥浆的饱和程度及孔隙结构，而孔隙结构及强度取决于水灰比、有无外加剂及养护方法等。所以，提高混凝土抗冻性应改善孔隙结构，降低混凝土孔隙率。常用的方法是掺适量的外掺材料。

3.2.1 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。许多研究表明，当水灰比降低到0.38以下时，消除毛细管孔隙的目标便可以实现，而掺入高效减水剂，完全可以将水灰比降低到0.38以下。一般掺入水泥重量的0.5%～1.5%，可以减少用水量15%～25%，混凝土强度可提高20%～50%。

3.2.2 引气剂

引气剂能增加混凝土的含气量且使气泡均匀分布，从而减少孔隙率，前几年，工程质量没有引起足够的重视，很多混凝土结构使用仅三四年就出现了表面剥落，现在实行的质量终身制，引气剂的应用已较普遍，据有关资料，混凝土成分中引气量为5.5%～7.0%，加气量为2.7%～3.6%为最佳。

3.2.3 早强剂、防冻剂

在冬季施工，必须对混凝土加强早期养护，可适当加放入早强剂或防冻剂。目前，有一种SJ型早强剂和防冻剂均不含氯盐和铬盐，对钢筋无锈蚀作用。在负湿条件下使混凝土具备有较强的抗冻害能力。

3.2.4 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，是混凝土耐久性不足的主要因素之一。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。活性矿物掺料中含有大量活性SiO2及活性Al2O3，它们能和普通水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化硅酸钙产生二次反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化硅酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。此外，还能改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。这些重要的作用，对增进混凝土的耐久性及强度都有本质性的贡献。

3.3 混凝土收缩影响因素跟材料和施工成型工艺有很大关系

水泥应优先选用水化热低、安定性合格、强度高、干缩小、耐磨和抗冻较好的水泥。就品种而言,应选用质量稳定的普通硅酸盐水泥；就矿物成分而言,应选用C3A含量低的水泥；水泥的总碱含量(Na2O)要小于0.6%,水泥的强度等级应根据道路等级、强度要求选用。控制水泥的用量；合理选择水灰比；正确选择集料品种及控制集料的质量；混凝土的搅拌应均匀、充分；振捣应密实、及时并重视混凝土的初期养生，在养生期间混凝土表面必须有遮盖物以防水分过快蒸发。同时为了防止混凝土由于内外温差过大而引起的破坏还应采取降低入模温度,蓄水法和覆盖法等方法进行降温。

3.4 防止钢筋受蚀应控制混凝土液相的PH值

相关资料表明，当PH值>10时，钢筋锈蚀速度就会很慢。掺用优质粉煤灰，可提高混凝土的PH值，增加混凝土密实度，尽量使混凝土保护层不受损。

4. 结束语

水泥混凝土耐久性研究 篇4

水泥混凝土具有其自身较为独特的特点。水泥混凝土的路面具有抗压强度高, 使用寿命长, 耐水稳定及修复养护费用较低等优点, 所以被广泛使用到我国道路工程施工中。水泥混凝土路面属于刚性路面, 硬度较强, 表面较为粗糙, 所以当人们在行车及行走的时候, 舒适程度不是很好, 它不如沥青路面柔韧, 没有沥青路面走起来舒服, 但是在平整度方面, 水泥混凝土的平整舒适度远远超过沥青路面。

2 国内外关于砂石材料对水泥混凝土耐久性的研究现状

水泥混凝土具有很长的使用历史, 国内外的研究也比较早, 但是对于机制砂的研究却十分缺乏, 只是刚刚起步, 目前研究主要集中在机制砂中石粉含量对水泥混凝土耐久性的影响。

机制砂用于水泥混凝土研究现状。机制砂中的石粉可以提高集料的有效堆积, 在水泥水化过程中阻止毛细孔道的形成, 从而提高混凝土的抗渗性。较大的石灰比会降低砂浆抗渗性, 对于其特定的水灰比, 石粉含量的适量增加会提高砂浆的抗渗性能。

3 砂石材料对水泥混凝土耐久性影响研究

3.1 粗集料对水泥混凝土性能影响研究

粗集料的最大粒径对水泥混凝土性能的影响十分复杂, 一般认为集料的粒径越大, 混凝土的断裂韧度越高, 强度也越高。但是, 如果粒径进一步增大, 集料与水泥浆基体界面的初始裂缝也随着增加, 使得集料与基体的黏结有所减弱, 集料的机械啮合作用有所下降, 从而造成混凝土强度下降。由此可见, 最大粒径是影响高性能混凝土强度的重要因素。

水泥混凝土的强度取决于三个方面的因素, 即集料强度、水泥石强度、粗集料基体界面黏结强度, 界面的黏结程度与粗集料以及水泥石的黏结程度密切相关。提高粗集料与水泥石间的黏结强度, 是一直以来所关注的问题。

集料的颗粒外形和表面特征对新拌混凝土工作性质和硬化后混凝土的力学性质有很大影响, 理想的颗粒形状是接近球体和正多面体的。经研究表明, 混凝土中存在最佳针片状含量, 在这个值附近, 混凝土强度最高, 超出和少于这个范围都会降低混凝土强度。

3.2 水泥混凝土耐久性影响研究

冻融循环作用是最严重和最常见的一种破坏方式, 因此混凝土的耐久性是一项重要的指标。化学侵蚀是由于混凝土所处的环境中某些介质提高空隙进入混凝土, 与孔隙液及水泥水化产物接触发生某些化学作用使混凝土遭受病害。引起侵蚀的物质多数是以水作为媒介的, 传入混凝土中, 与水泥水化无产生化学反应。

裂缝是由于混凝土结构中存在着非连续裂缝并且多孔, 在荷载的作用下, 微型裂缝和空隙连通, 不透水性丧失, 孔隙压力增大, 混凝土就会出现膨胀, 钢筋侵蚀水结冰等造成侵蚀。

影响混凝土裂缝出现的因素可能是温度、湿度, 也可能是混合料、收缩种类的影响。水泥混凝土为原料时, 容易出现混凝土板块裂缝和胀缝处破损。如果不进行适当的养护, 会容易出现质量问题, 主要是因为水泥混凝土极易由于风吹缺失水分, 引起路面的收缩变形, 甚至会使混凝土板产生裂缝, 缩短寿命。

3.3 机制砂混凝土的耐久性研究

机制砂具有多棱角、针片状颗粒多的特点, 机制砂组成的水泥混凝土内部的孔隙率比较大, 容易形成连通的孔隙, 这样水就很容易进入水泥混凝土的内部, 从而降低混凝土的渗透性能。在水泥混凝土中, 细集料主要是润滑和填充缝隙, 机制砂中的针片状的含量增多会增加水泥混凝土中的大孔数量, 这样水泥混凝土的抗渗性能就会降低。

机制砂颗粒的形状不规则、棱角多、互相咬合, 流动的阻力大, 因而搅拌之后的混凝土就会容易产生离析。增加单位用水量可以使机制砂混凝土具有良好的工作性。参加水化反应的水是很少的, 其余的水起到了润滑的作用, 水蒸发之后就会出现大量的空隙, 方便水进入混凝土的内部, 机制砂混凝土的抗渗性降低。机制砂混凝土在抗渗性、碱集料反应和干缩性方面具有自己的特点。

4 结语

随着社会的发展, 我国基础设施的建设不仅对于人们的日常生活有着重要的影响, 它对于国民经济的发展也起着至关重要的作用。混凝土的广泛使用, 使得它对工程的质量影响很大, 此外它也影响着道路工程的建设与发展。随着科技的发展, 对水泥混凝土使用寿命的研究显得越来越重要。但在实际的工程中, 混凝土的寿命离它的目标年限有很大的差距, 这也给相关人员提出了更高的要求。

摘要：水泥混凝土耐久性对道路、桥梁、隧道等各项工程的使用寿命影响很大。随着我国混凝土路面的大量出现, 对水泥混凝土的耐久性研究也越来越受到人们的重视。道路是影响城市交通的主要因素, 各项运输需靠道路来完成, 人民生活也与道路息息相关, 经济的发展就更离不开交通的建设。随着我国经济的飞速发展, 对道路的要求也相应提高。

关键词：砂石材料,水泥混凝土,耐久性

参考文献

[1]陈家珑.人工砂--新型建筑用砂[J].新型建筑材料, 2002, (6) :32-34.

[2]常江, 蒋元海, 柳刚, 等.人工砂是配制优质混凝土和砂浆的理想材料[J].混凝土与水泥制品, 2005, (3) :14-17.

提高混凝土耐久性技术研究 篇5

摘要：混凝土的用途是十分广泛的，混凝土耐久性直接影响着建筑物的使用寿命和建筑物使用的安全性。随着建筑市场的日益成熟，混凝土的强度也在不断提高，但是，目前我国的工程建设在混凝土的耐久性方面还存在许多的问题。本文就是根据我国混凝土耐久性中存在的问题而进行的研究。

关键词：混凝土；耐久性；技术研究

一、混凝土耐久性问题的分析

1、受到冻融的影响对于某些环境比较特殊的地区，混凝土的冻融破坏结构处于冰点以下环境时，过冷的水发生迁移，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，形成各种压力，导致混凝土的破坏。同时，在混凝土出现冻胀、变形后，即便是已经解冻其残余膨胀还会使其变形继续存在，这样就对混凝土的耐久性造成不利影响。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落。

2、混凝土的碱-集料反应

它是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，因反应的因素在混凝土内部，是混凝土工程中的一大隐患。一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏，不得不拆除并造成巨大损失。混凝土碱-集料反应通常有三种类型：慢膨胀型碱-硅酸盐反应，碱-碳酸盐反应，碱-硅酸反应，避免碱-集料反应的方法可采用：①掺用混合材；②限制混凝土的碱含量；③尽量避免采用活性集料。

3、化学物质的侵蚀和破坏常见的化学侵蚀可分为一般酸性水腐蚀，硫酸盐腐蚀，碳酸腐蚀，淡水腐蚀，镁盐腐蚀五类。具体包括以下几个方面：第一、碱性物质的侵蚀和破坏。碱的浓溶液会对水泥中的水化物进行侵蚀，包括结晶侵蚀及化学侵蚀，这些多会对混凝土的内部结构造成影响。第二、酸性物质的破坏。酸性物质会对水泥中的化合物进行侵蚀，导致氢氧化钙与其他的物质发生化学反应，导致混凝土的强度降低而发生崩解。第三、硫酸盐的侵蚀及破坏。当水泥中的氢氧化钙同硫酸盐发生化学反应时，产生的新物质会使混凝土发生膨胀，导致胀裂。

4、钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀

其一，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用，若混凝土开裂，造成水和氧的通道，就会促成混凝土裂缝进一步开展，最终使构件失去承载力。其二，表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。如混凝土的碳化或中性化。

二、耐久混凝土原材料选用

1、水泥

采用品质稳定、强度等级不低于PO.42.5级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。品质应符合GB175-1999规定：水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%，碱含量不应超过0.60%，水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，游离氧化钙含量不应超过1.5%，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。

2、细骨料

细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗砂，细度模数2.6～3.0。砂的含泥量应不大于1.5%，泥块含量应不大于0.1%，严格控制云母和泥土的含量，选用无碱活性细骨料。

3、粗骨料

选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、辉绿岩等碎石，压碎指标不大于10%，含泥量小于0.5%，颗粒尽量接近等径状。粗骨料粒10～20mm颗粒质量占（60±5）%，5～10mm颗粒质量占（40±5）%。选用无碱活性粗骨料。

4、專用复合外加剂

采用具有高效减水、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂，专用复合外加剂必须满足专用复合外加剂的规定。

5、矿物掺合料

适当掺用优质Ⅰ级粉煤灰、微硅粉等矿物掺合料，Ⅰ级粉煤灰和磨细矿渣粉分别应符合GB1596和GB/T18046的规定，矿物掺合料掺量不超过水泥用量的30%。

三、混凝土耐久性措施分析

1、采用合理的施工方法

大体积混凝土不宜采用泵送。因为可泵性限制了骨料最大粒径，是十分不利的。大体积混凝土应采用吊罐吊运，以使用大的骨料和较小的流动度。

2、尽量降低水泥用量

水泥水化产生的水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。因此，应千方百计地降低水泥用量。这就要求：第一、充分利用混凝土后期增长的强度及其他性能，采用较长的设计龄期。第二、在满足结构安全的前提下，尽量降低设计要求强度，以减小水泥用量。第三、精心设计、调整混凝土的骨料粒径和级配。第四、掺加粉煤灰。掺加粉煤灰减小水泥用量可有效降低水化热。粉煤灰的水化热远小于水泥，7天约为水泥的1/3，28天约为水泥的1/2。大体积混凝土的强度通常要求较低，允许掺加较多的粉煤灰。另外，优质粉煤灰的需水性小，可降低混凝土的单位用水量和水泥用量，有利于防裂。

3、使用水化热低的水泥

混合材掺量多的水泥水化热较低，铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高。大体积混凝土一般不宜使用水化热高的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，更不宜使用早强型水泥。

4、采用线膨胀系数小的骨料

混凝土由水泥浆和骨料组成，其线膨胀系数为水泥浆和骨料线膨胀系数的加权平均值。水泥浆的线膨胀系数为（11～16）×10-6/℃；骨料的线膨胀系数因母岩种类而异，不同岩石的线膨胀系数如表1。

表1不同岩石的线膨胀系数

岩石种类石英花岗石白云岩石灰岩大理石玄武岩砂岩

线膨胀系数10-6/℃10.2～13.45.5～5.86～103.64～64.415～7.510～12

表1表明，不同岩石的线膨胀系数差异很大。大体积混凝土中的骨料体积占75%以上，采用线膨胀系数小的骨料对降低混凝土的线膨胀系数，从而减小温度变形的作用是十分显著的。

5、冷却混凝土

冷却混凝土分预冷和后冷。预冷主要的方法是加冰拌和和冷却骨料。后冷是在浇筑后进行。浇筑块不太厚的，亦可采用表面流水冷却，也有较好效果；通低温水冷却，冷却的效率高，冷量损失小。

四、高性能耐久混凝土技术

1、清水耐久混凝土技术

为保证砼面达到清水混凝土 要求，混凝土构件达到上不找平，下不粉顶。混凝土施工中采用清水砼模板，模板竖向构件（剪力墙、柱子）采用中型65系列组合钢模板，水平构件（梁、楼板、屋面板）采用采用胶合板，在所有板接缝处均用双面胶贴缝。

混凝土配制：优化配合比，混凝土使用同一种原料和相同的配合比，使砼具有良好的流动性、和易性，保水性，不离析、不泌水。

混凝土施工：砼浇筑时，砼下料口与浇筑面之间的距离不能过大，否则砼易离析，振捣时间以砼表面出浆为宜，同时避免漏振和过振。

混凝土养护：混凝土的养护应确保砼表面不受污染，充分合理的养护是保证砼表面和内在质量的关键。

以上措施确保了砼表面无裂缝，无气泡、无色差、无蜂窝麻面。砼表面平整。光滑、轴线、体型尺寸准确，梁柱接头通顺，无明显搓痕。

2、免振耐久混凝土施工技术

由于本工程层高高、跨度大，钢筋布置密集（主筋与主筋的间距10cm），为确保砼浇筑时不出现离析，保证混凝土的质量，本工程钢柱内混凝土及层高大于等于7米的框架柱全部采用高抛免振自密实砼浇筑。

水泥混凝土耐久性研究 篇6

关键词：钢纤维,水泥混凝土,路面,耐久性能

0 引言

耐久性能一直以来是路面工程科技研究的重要课题之一,对于水泥混凝土路面来说,长期承受交通荷载反复作用,路面易于磨损破坏而降低使用品质,缩短使用寿命,此外,路面暴露与自然环境中,长期经历降水侵袭透过路面进入路基,从而减弱路基强度降低道路承载能力,因此,耐磨性和抗渗性是表征路面耐久性能的重要参数。钢纤维掺入水泥混凝土之后,可以有效的提高路面的力学性能[1~2],所以,本文将从改善路面耐磨性能和抗渗性能的角度,研究钢纤维对水泥混凝土路面的耐久性能的影响。

1 原材料

本文试验所用水泥混凝土原材料及钢纤维各项指标均符合符合文献[3]要求,技术指标见表1~3。

2 耐磨性能试验研究

2.1 试验方案

安排室内试验,按照钢纤维掺加体积率分别为0、0.5%、1.0%、1.5%制备试件,试件尺寸为150×15×75mm,参考文献[4]方法进行试验测试,试件平行试件3个,养生至28d龄期后将试件底面作为磨耗面,在水泥胶砂耐磨试验机上磨30圈,测定磨耗值,即磨耗后质量损失。

2.2 结果分析

根据试验结果绘制磨耗值随钢纤维体积率变化曲线图1。图1表明,随着掺加钢纤维体积率的增大,水泥混凝土的磨耗值逐渐减小,钢纤维可以增强水泥混凝土的耐磨性能。从量上来看,钢纤维体积率较小阶段(约0~1%),钢纤维的掺加使得磨耗值显著降低,钢纤维体积率过大(约1%以上),磨耗值减小速度变缓,表明增强水泥混凝土耐磨性能应该控制钢纤维的适宜掺量,适当掺加效果显著,过量掺加效果增强不大同时也不经济。

钢纤维对水泥混凝土耐磨性能的改善主要因为其发挥了阻裂效应,引起了水泥混凝土孔结构的改善,增加了混凝土的致密性,降低了孔隙率,并且使得水泥混凝土基体内大孔减少,同时在水泥混凝土路面磨损过程中,钢纤维可以限制外力对基体的磨蚀,从而总体上表现出耐磨性能的提高。

3 抗渗性实验研究

3.1 试验方案

安排室内试验,按照钢纤维掺加体积率分别为0、0.5%、1.0%、1.5%制备试件,参考文献[4]中的水压力渗透法进行试验测试,试件平行试件3个,养生至60d龄期后开始试验。通过测试抗渗值,即一定水压下混凝土试件的渗水高度。

3.2 结果分析根据试验结果绘制抗渗值随钢纤维体积率变化曲

线图2。图2表明,水泥混凝土抗渗值随着钢纤维体积率增大而逐渐变小,说明钢纤维的掺加对水泥混凝土路面的抗渗性能有明显改善。从量上来看,同改善耐磨性能相似,钢纤维掺量较小阶段(约0~0.8%)对抗渗性能改善明显,随着掺量的进一步增大,抗渗性能增强并不明显,因此,改善水泥混凝土路面抗渗性能同样应该控制适宜的钢纤维掺量,掺量过大总体上来说并不经济。

4 结论

本文通过室内试验,研究了掺加钢纤维对水泥混凝土路面耐磨性能与抗渗性能改善效果,主要结论:(1)随着钢纤维掺量的增加,水泥混凝土耐磨值和抗渗值都逐渐降低。(2)从改善水泥混凝土耐磨和抗渗效果上来看,钢纤维的掺量应控制适宜掺量,过量掺加改善效果较适量掺入效果增加不明显且不经济。(3)总体上来说,适量掺加钢纤维可以有效提高水泥混凝土路面的耐磨性能和抗渗性能从而提高路面使用品质,延长路面使用寿命。

参考文献

[1]王强,王娇,杨明飞.钢纤维混凝土路面施工质量控制[J].路基工程,2009(6):204-205.

[2]刘萍.钢纤维混凝土在公路施工中的应用[J].青海交通科技,2010,(4):39-41.

[3]交通部.公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)[S].北京:人民交通出版社,2003.

水泥混凝土耐久性研究 篇7

1.施工前的准备工作

路基路面施工前的准备工作, 是保证施工顺利进行的前提, 是组织施工的第一步, 它主要包括组织准备、技术准备和物质准备3个方面。

组织准备工作的主要内容是建立和健全施工队伍和管理机构, 明确施工任务, 确立施工各项目标等。

路基路面工程施工前, 应当做好技术准备工作。要求施工单位应当全面熟悉设计文件, 做好技术交底, 并在此基础上进行施工现场勘查, 仔细核对设计文件, 充分掌握施工对象的特点和要求, 若是发现问题还应及时分析上报予以解决。同时, 还应做好场地清理, 搭建临时工程, 进行施工放样和施工测量等工作。

除了组织准备和技术准备, 物质准备也很重要, 它为工程开工提供了物质基础, 例如原材料、机械的购置、试件的加工、储存等工作。

2.施工

施工过程繁杂众多, 又可细分为许多小块, 此处选择对水泥混凝土耐久性影响最大的3个过程进行分析, 分别是配合比的设计与换算、路基压实、路面混凝土施工。

(a) 配合比的设计与换算

配合比的设计和控制是控制工程质量的重要环节, 若是配合比不当或失控, 即使原材料相同, 也常常会造成路面磨损、麻面、断板等早期破损现象。应首先确定混凝土强度等级, 然后计算混凝土应控制的配置强度;混凝土除了应满足强度要求, 还应满足耐久性要求。应根据水泥混凝土路面所处的环境或设计要求的抗冻等级和抗渗等级确定混凝土的最大水灰比和最小水泥用量, 以使配置的混凝土满足耐久性要求。耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量见表1。

按设计的配合比计算出各原材料的用量之后, 还应对原材料的基本技术数据进行测定, 如水泥的品种、标号、密度、生产日期, 砂、石的品种、最大粒径、含水率, 外加剂的品种、适宜剂量等。

实验室基准配合比确定之后, 并不是直接用于施工, 还应对配合比进行调整和验证。按配合比配制的混凝土拌合物, 应检验其含气量、坍落度、振动黏度系数、拌合物容重等指标。在满足拌合物各项指标及工作性的前提下, 应按标准试验以及养生方法制作若干试件, 并测定其7d或28d的弯拉强度、抗压强度、抗冻性、耐磨性、干缩性等。只有当试件实验合格之后, 才能将配合比用于具体施工。

然而, 并不是直接将实验室标准配合比用于具体施工, 因为水泥、砂、石等材料在现场堆放过程中会有水分进入, 从而改变了砂、石的含水率。所以, 在进行现场施工前以及施工过程中, 应及时测定砂、石等材料的含水率, 并将实验室配合比换算为施工配合比, 然后才能用于施工配料。

(b) 路基压实

路基施工破坏了土体的自然状态, 致使土体结构松散, 强度和稳定性都有一定程度的降低, 虽经回填但仍不能回复原有状态。只有通过压实的方法才能使土颗粒重新组合, 密实度提高, 透水性降低, 毛细水上升高度减少, 从而防止了水分浸入导致的土基软化和冻胀引起的不均匀沉降。

影响路基压实的因素分为内因和外因。

内因即土的类别和含水量, 一般而言, 黏性土孔隙比和含水量较大, 土颗粒间的空隙较小, 水分和空气难以排出, 不易压实。而砂类土孔隙比和含水量较小, 土颗粒间的空隙较大, 有利于水分和空气的排出, 易于压实。

含水量是影响压实效果的决定性因素。当土中含有适量的自由水时, 能在压实过程中起到润滑作用, 含水量太小则不足以产生润滑作用, 土颗粒移动需要克服较大的相对摩擦阻力, 难以压实;若含水量过大又会使土体处于饱和状态, 而水又是不可压缩的, 施加的压实功一部分被水所承受, 则土体不可能被压实。土体的最佳含水量可通过试验测得, 它是一定压实功下能使土体获得最大干密度的含水量。

外因即压实功能, 包括压实功、铺土厚度、压实机械、压实方法和碾压遍数等。在一定的范围内, 土体压实度会随着压实功的增加而增加, 但当压实功增加到一定程度后, 即使再增大压实功, 土体密实度增加也很少, 最佳压实功应是既能保证压实又使压实功耗最小的压实功;铺土过厚, 需要增大压实功, 铺土过薄, 又要增加压实遍数。同理。最佳铺土厚度应是既能保证压实, 又使压实功耗最小的铺土厚度;压实机械和压实方法的选择应当具体问题具体分析, 表2是适用于以重锤击实验为标准的路基压实度要求。

(c) 路面混凝土施工

路面混凝土施工应当包括混凝土的搅拌、运输、摊铺、振捣、整修和锯缝等工艺过程。

水泥混凝土搅拌前应先根据所需生产能力选定搅拌机械的型号和数量, 要充分考虑搅拌机械的进料容量、搅拌时间、投料方式等。在寒区, 还应格外考虑搅拌时的温度和拌合物的凝结时间。路用混凝土常采用路拌法或集中厂拌。

应根据施工进度、运量、运距路况等条件合理选配拌合物的运输车型和车辆数量, 必须确保新拌水泥混凝土在规定时间内运达摊铺现场, 并保证拌合物在运输过程中不会发生凝结、离析、砂浆分离、泌水坍落度改变等现象, 如滚筒式混凝土搅拌运输车就能边搅拌边运输, 泵送混凝土施工可同时实现混凝土的水平和垂直运输, 功效高、劳动强度低, 适合推广使用。

混凝土拌合物的摊铺应均匀、持续, 要使水泥混凝土按设定的摊铺厚度均匀地充满模板, 做到不过铺, 不漏铺, 不偏铺。道路工程常用的铺筑设备有滑模机械、三辊轴机、轨道摊铺机等。表3是混凝土拌合物从出料到运输、铺筑完毕允许的最长时间。

振捣的目的是使水泥混凝土拌合物充分密实, 振捣时间不宜过短, 以免振捣不实不均, 也不宜过长, 以免产生离析或破坏骨料, 水泥混凝土路面的麻面、露骨、孔洞等病害都与振捣不均不密实有关。常用的振捣设备包括振捣棒、振动台、附着式振动器等, 在振捣过程中, 振动时间、间隔距离等都应符合相关振动设备的要求。

混凝土在振捣完毕后还应进行整修工作, 以使水泥混凝土表面保持路拱准确、平整度符合要求。在表面整修之前应当做好整缝、清除砂浆等工作。

当混凝土硬化并具有足够强度承受锯缝设备时, 便可进行锯缝, 锯缝完毕后应将锯渣和碎屑清理干净。

3.养生

路面养生也称路面养护, 是指在路面铺筑完毕后, 采取一定的工艺措施建立水泥水化反应所必需的温度和湿度条件, 以使路面混凝土能尽早凝结硬化、强度提高。可见, 路面的后期养生也会关系到水泥混凝土的耐久性状况。

一般路面混凝土每一段碾压完毕并经压实度检查合格之后, 应立即洒水湿润, 并用麻布、草袋、湿砂覆盖进行湿润养护或摊铺塑料薄膜进行养护, 养护期不宜少于7d, 一般养护时间为14~21d。

养护期结束后, 须完全清除覆盖物, 将路面清扫干净, 并将所有接缝封闭好之后才能开放交通。

参考文献

水泥混凝土耐久性研究 篇8

阿利特-硫铝酸钙水泥不但具有硅酸盐水泥后期强度稳定增长的优点,而且具有硫铝酸盐水泥的快硬早强和体积微膨胀等优良性能,是一种性能优良的节能型水泥[1,2]。程新课题组对于阿利特-硫铝酸钡钙水泥体系的制备工艺与技术方面进行了探索和研究,并工业化制备了性能良好的阿利特-硫铝酸钡钙水泥。但目前国内外尚无对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土做相关报道。

2 实验方案

抗氯离子渗透主要研究混凝土在不同水灰比条件下,比较阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土和普通水泥混凝土抗氯离子侵蚀的性能;配比设计方法不仅仅以抗压强度和和易性为准则的配比设计,应在配比设计中引入更多的混凝土的性能指标以实现混凝土的多目标联合设计[3,4];参照普通混凝土配合比设计原则,初步计算、设计配合比[5]。

3 试验结果及分析

在实验室内分别测试L1、L2、L3、P1、P2、P3六组试件(每组试件有两个试块)的氯离子扩散系数,取每一组两个试件的氯离子扩散系数平均值为每一组的氯离子扩散系数,试验结果见表1。

从表1中可以看出:阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的氯离子渗透性与水灰比的大小有着密切的关系,随着水灰比的增加,阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的扩散系数逐渐增大,其氯离子渗透的能力逐渐增大,而阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土其抗氯离子渗透的能力略强于普通水泥混凝土[6]。阿利特-硫铝酸钡钙水泥中含有6%的,其水化产物中含有大量的AFt (钙矾石),水化的过程是膨胀的过程,这使得混凝土基体的结构更加密实,因而阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗氯离子扩散性明显高于普通混凝土的抗氯离子扩散性。可见,在相同水灰比下,阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的微观结构更为致密,抗氯离子扩散性较普通水泥混凝土抗氯离子扩散性更好,能更好的满足工程对耐久性能的要求。

通过试验发现:阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗氯离子渗透性能均优于普通水泥混凝土,这与其水泥浆体-骨料界面处的结合较为致密,粒径分布均匀,结构较为致密有关。

4 结论及展望

4.1 结论

通过对实验结果的分析,我们可以得到以下结论:

混凝土渗透性的好坏直接影响着混凝土耐久性的好坏。混凝土的氯离子渗透性与水灰比的大小有着密切的关系,随着水灰比的增加,混凝土的扩散系数逐渐增大,其氯离子渗透的能力逐渐加大,而阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗氯离子渗透的能力要略微强于普通水泥混凝土。通过对阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土与普通水泥混凝土的氯离子渗透性能的对比试验发现:阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗氯离子渗透性能优于普通水泥混凝土,这与其水泥浆体-骨料界面处的结合较为致密,粒径分布均匀,结构较为致密有关。

4.2 展望

阿利特-硫铝酸钡钙水泥作为高强水泥取代或部分取代普通硅酸盐水泥来配置混凝土,能够使混凝土的耐久性能,尤其抗渗性能得到改善。今后,改善混凝土的耐久性能,是混凝土科学技术发展的主要方向。

可以相信,随着基础理论进一步发展和应用基础研究的不断深入,阿利特-硫铝酸钡钙水泥作为一种新型水泥,将以其优良的耐久性能得到认可,同时将具有广阔的应用市场和广阔的发展前景。

摘要：本文在试验的基础上,研究了阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土的抗渗性能。采用对比试验研究的方法,对不同水灰比的阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土各龄期抗氯离子渗透性进行了研究,并与相同配合比、相同龄期的普通混凝土进行比较,发现阿利特-硫铝酸钡钙水泥混凝土在不同水灰比下,抗氯离子渗透性明显优于普通水泥混凝土。

关键词：阿利特-硫铝酸钡钙水泥,混凝土,早期耐久性能,抗渗性

参考文献

[1]P.K.Mehta.耐久性一影响未来的关键问题,清华大学土木工程系建材教研室编,高强混凝土与高性能混凝土译文集(第五册)2000:10-19

[2]卢木,混凝土耐久性研究现状和研究方向.工业建筑.199?27(5)1-6

[3]芦令超,常钧,沈业青,等.阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料合成与力学性能的研究.硅酸盐学报,2005,33(7):902-906.

[4]沈业青.阿利特-硫铝酸钡钙水泥材料合成及组成、结构与性能研究[M].济南:济南大学,2005.

[5]《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)

水泥混凝土耐久性研究 篇9

1 原材料与实验方法

1.1原料

本厂生产的孰料及某厂产矿渣的;砂子:淄博市郊细度模数为2.36;石子:淄博市郊, 鹅卵石。熟料和矿渣的化学分析见表1。

四种水泥配比:

熟料经破碎后, 在水泥磨粉磨, 其比表面积为350 m2/kg;矿渣在震动磨内粉磨, 其比表面积为450 m2/kg;石膏在水泥磨内粉磨30 min。P.O32.5和P.O42.5水泥是将熟料、矿渣和生石膏按照一定比例混合, 然后入水泥磨粉磨。矿渣水泥是把磨好的各种原料按照比例混合而制成的。

1.2试验方法

1.2.1 抗渗性试验以175mm×185 mm×150 mm的圆台体试块为试体, 一组6个, 在温度 (20±3) ℃, 相对湿度90%以上的标准养护室内养护, 24 h后脱模, 放入标准养护室水养护28 d, 试样取出后晾干, 在其柱面涂上密封材料 (由黄油和大白粉搅拌而成) 。本次试验水压从0.4 MPa开始加压, 每隔8 h增加水压0.1 MPa, 加压到1.0 MPa即可停止试验, 再把试块在压力机上劈开测量其渗水深度。

1.2.2 抗冻性试验采用100×100×100mm试块, 一组3块, 在在温度 (20±3) ℃, 相对湿度90%以上的标准养护室内养护, 24 h后脱模, 放入标准养护室水养护28 d, 然后进行冻融循环, 早8:00时把试块放入冰箱, 晚8:00时放入 (20±3) ℃水中养护, 循环50次, 测量其抗压强度。

1.2.3 收缩性试验采用100×100×515mm试块, 在温度 (20±3) ℃, 相对湿度90%以上的标准养护室内养护, 24 h后脱模, 脱模后立即粘好预埋测头, 养护3 d后取出, 测量其初始长度, 此后再在标准养护室养护1 d、3 d、7 d、14 d、28 d、52 d, 用混凝土收缩仪测量其收缩变化。混凝土收缩值按下公式计算:

εst= (L0-Lt) /Lb

式中:εst——试验期为t天的混凝土收缩值, t从测试初始长度是算起,

L0——时间长度初始读数, mm

Lt——在试验期为t天测得长度读数, mm

Lb——试件测量标距, 用混凝土收缩仪测时应等于两测头内侧的距离, 即等于混凝土试件的长度减2倍测头埋入深度, mm

2 试验结果与分析

2.1 普通水泥与矿渣水泥对混凝土抗渗性能对比

从表中可以看出掺入矿渣细粉后的混凝土抗渗性能比普通硅酸盐水泥基混凝土明显提高, 渗水高度大大减小, 矿渣掺入量大小不同, 对抗渗性能的影响也有明显的差距, 掺入量大的抗渗性能比好与掺入量少的要好。把试块在压力机上劈开后观察其断面可以看出矿渣水泥基混凝土的质地比较密实。

2.2 经过冻融循环后抗压强度结果

从表中可以看出, 经过冻融循环后每种混凝土的强度均有一定程度降低, 而矿渣水泥基混凝土强度下降的更为明显, 强度损失比较大, 矿渣掺入量大的强度损失更大。观察压碎的试块, 可以看出矿渣水泥基混凝土质地松散, 其骨架遭到严重的破坏, 石子和砂子的粘聚性差, 其抗冻性差。

2.3 混凝土收缩性试验结果

混凝土在水中养护期呈微膨胀变形, 在空气中呈微收缩变形。从上图表中可以看出, 试验的几种水泥基混凝土总体上是:混凝土养护初期收缩程度小, 随着养护时间加长收缩程度慢慢加大, 到7d左右收缩达到最大值, 然后又开始反弹, 到最后收缩处于平缓, 试块长度趋于衡定值。通过试验得出普通硅酸盐水泥基混凝土比矿渣水泥基混凝土的收缩度要大一些。

3 结论

(1) 混凝土是由水泥石、骨料和界面三相组成的, 水泥石和骨料本身含有空隙, 组合在一起又有一定的空隙, 所以造成渗水, 矿渣水泥与普通水泥相比, 较密实, 在不影响强度的情况下, 掺入矿渣比例稍大的水泥基混凝土更具有抗渗性能。

(2) 因试验有限, 只测试了50次的冻融循环, 只能从这50次冻融循环中得出:矿渣水泥基混凝土内充水饱和程度大, 冻结过程产生冷缩热胀程度大, 混凝土质地容易破坏, 抗冻性能差。

水泥混凝土耐久性研究 篇10

【关键词】钢筋混凝土；保护层；控制措施

钢筋混凝土结构构件是由钢筋和混凝土组成。从原材料的力学性能而言，钢筋具有较强的抗拉强度；混凝土则具有较高的抗压强度，而其抗拉强度却很低。这种组合发挥了它们各自的优势性能，共同承担结构构件所承受的外部荷载。因此，在建筑工程设计施工中，一般我们在考虑钢筋混凝土的受力条件时，着重考虑的是混凝土的受压应力和钢筋的受拉应力。而钢筋混凝土结构构件中钢筋的实际受拉应力是否能与设计计算应力相吻合，主要取决于钢筋在结构中的位置是否正确。这也正是我们要求控制钢筋保护层厚度的主要原因。

1.影响钢筋保护层厚度若干因素

1.1从力学角度分析

一般来讲，无论是梁还是板，受拉钢筋总是应尽量靠近受拉一侧混凝土构件的边缘。如挑梁的受力筋应设在构件上部受拉区，如果钢筋保护层厚度过大，轻则由于钢筋不能有效发挥其应有的抗拉作用，而使混凝土受拉应力超标产生裂缝，重则由于悬挑结构上部钢筋所受拉力的力矩高度（h0）变小，而使钢筋受拉应力超标发生结构断裂。此类事故在建设史上并不少见。再比如，大面积的现浇楼板，下排钢筋如果垫得过高，保护层过大，在外加荷载作用下，混凝土下部受拉应力超标，也会产生板底裂缝。

1.2 从钢筋与混凝土的粘结力分析

钢筋与混凝土之所以能共同工作，是因混凝土硬化并达到一定强度后，两者之间建立了足够的粘结强度，这种相互作用力称为握裹力。钢筋在混凝土中的保护层必须具有一定的厚度，才能保证混凝土与钢筋之间的握裹力。如果钢筋保护层厚度过小，钢筋过分靠近结构构件的边缘，容易造成钢筋露筋或钢筋受力时表面混凝土剥落，直接导致握裹力的减小。另外，钢筋保护层过小，表层混凝土将随着时间的推移而逐渐碳化，边缘钢筋失去保护作用而导致钢筋锈蚀，钢筋与混凝土之间也会失去粘结力，从而使构件的承载力降低，严重时还会导致整个结构体系的破坏。

1.3 从构件的耐久性分析

保护层的作用除上所述之外，顾名思义还起着保护钢筋不被锈蚀的作用，以确保钢筋混凝土结构的耐久性。影响钢筋混凝土结构耐久性的因素很多，除了特殊的外界因素以外，在一般使用条件下，主要考虑大气的侵蚀而使钢筋氧化生锈。而混凝土不密实、裂缝、钢筋保护层偏小，再加上混凝土碳化以及钢筋的电化学反应等因素就会因此加速这种侵蚀过程。钢筋氧化锈蚀又会导致体积膨胀，致使混凝土保护层开裂造成恶性循环，更加加快钢筋锈蚀进程，从而大大缩短建筑物的使用寿命。因此，保证保护层厚度在设计及规范规定范围之内，就能最大程度的保护钢筋免受锈蚀，延缓混凝土碳化深度到达钢筋表面的时间，确保结构的使用年限。

对一些特殊环境下的建筑物，如处于腐蚀气体环境下的建筑结构，设计上对混凝土结构的钢筋保护层还要作一些专门的规定，以确保建筑结构的耐久性。

1.4 从混凝土的防火要求分析

保护层对混凝土内部的钢筋还具有一定的防火功能。

当建筑结构发生火灾时，环境温度急剧升高，钢筋与混凝土的热膨胀系数是不同的。当钢筋的膨胀值逐渐大于混凝土的膨胀值时，就会损伤和破坏混凝土与钢筋之间的握裹力；此外，当钢筋温度上升到700℃时，钢筋屈服强度大幅度降低，就会失去与混凝土共同工作的条件，而导致结构破坏。然而，混凝土是不良导热体，它能保护钢筋不会立即受到高温影响，从而延缓结构丧失承载能力的时间，为消防救援赢得时间。

由于以上诸多原因，国家规范对钢筋混凝土保护层厚度的提出强制性要求：

国标GB50010-2002《混凝土结构设计规范》在强制性条文中明确规定：纵向受力的普通钢筋及预应力钢筋，其混凝土保护层最小厚度（钢筋外边缘至混凝土表面距离）不应小于钢筋的公称直径。国标GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》特别提出了对钢筋保护层厚度的检验，对检验的结构部位和构件数量及验收方法，都做了明确的说明，并对检验的允许偏差范围做了规定：钢筋保护层厚度检验时，纵向受力钢筋保护层厚度的允许偏差，对梁类构件为+10mm，-7mm；对板类构件为+8mm，-5mm。

2.保证混凝土保护层的厚度主要控制措施

在我们建筑施工中尤其要注意保证钢筋保护层的厚度。在日常施工中，主要采取下列措施来保证混凝土保护层的厚度：

2.1明确各部位混凝土保护层的厚度

认真做好图纸会审，技术交底，特别是施工单位对施工班组的交底。在有的设计图纸中，对保护层的厚度会根据情况有不同的要求。比如现浇楼板和梁的保护层厚度，当混凝土强度不同时，其要求的厚度是不一样的。而基础的迎水面保护层厚度通常为5cm，有时甚至要求达到10cm。

2.2控制钢筋骨架尺寸

注重钢筋的翻样工作。施工单位的翻样人员应熟悉图纸及规范的要求。翻样时箍筋的翻样尺寸要正确。对一些钢筋密集，复杂的梁、柱交接处，主梁与次梁的交接处必须放实样，合理安排各方向的主筋与副筋位置。同时确保钢筋在制作时的尺寸正确，给施工现场钢筋安装、绑扎节点创造条件。避免由于交接点处钢筋密集无法安装而造成钢筋挤占保护层位置，从而发生露筋的情况。重视钢筋的绑扎成型工序。绑扎时要按图纸、规范操作。保证钢筋骨架各部分尺寸及精度，确保主筋位置的安放准确，是避免出现钢筋保护层偏差的前提。

2.3模板制作的尺寸偏差也会导致保护层的超标，所以还要注意模板工程的制作和安装

制作要规范、尺寸要精确，特别是缩模现象很容易导致钢筋保护层偏小甚至发生露筋现象。

2.4做好钢筋限位措施

在实际施工中，对钢筋、模板的限位主要做了一下措施：

墙柱控制：在放线后，绑扎好钢筋后，早钢筋骨架上根据控制线焊定位钢筋，并在钢筋骨架上安放水泥撑棍，间距0.6m并与钢筋骨架绑扎在一起，防止支设模板和浇注混凝土时造成水泥撑棍滑落。

梁板的控制：①梁下部和板下层筋下垫同保护层厚度相同的与混凝土强度相等或高于混凝土强度的垫块，用的为大理石垫块，密度为0.8-1m间距。②梁侧同样架设垫块，防止梁钢筋移位；③钢筋上层筋用钢筋马凳垫设，保证上层钢筋位置，满足钢筋骨架要求。

综上所述，钢筋保护层是一个容易被忽视，然而却非常重要的问题。保护层的厚度的不当会引起构件表面露筋或截面有效高度降低，这直接影响着构件的承载力和耐久性，所以必须从设计和施工两个方面严格控制保护层的厚度：依据规范要求，综合考虑耐久性、截面有效高度等因素，严格按照设计使用年限、环境类别、构件类型、混凝土强度等确定混凝土保护层厚度的设计值；并且在施工中模板牢固，钢筋尺寸准确；垫块、马凳等选材得当、布置合理，严禁错放、漏放；各工种穿插有序，严格隐蔽验收，确保保护层厚度的准确。

【参考文献】

[1]张景富主编.混凝土结构[M].北京：中国建筑工业出版社，2008，2.

[2]李泉忠.混凝土保护层的控制技术[J].工业建筑，2007，4.