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混凝土耐久性有哪些?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-09-10

混凝土除应具有设计要求的强度,以保证其能承受设计荷载外,还应具有与自然环境及使用条件相适应的经久耐用的性能。混凝土耐久性主要包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗碳化、抗碱集料反应及混凝土中的钢筋耐锈蚀等性能。

一、混凝土的抗渗性

抗渗是混凝土的一项基本性能,此外,它还直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。

混凝土的抗渗性能用抗渗等级S表示(也可以用P表示)。它是以28d龄期的标准试件,按规定方法试验,以试件不渗水时所能承受的最大水压来确定。抗渗强度等级有S2,S4,S6,S8,S10及S12六个等级,分别表示可承受0.2MPa,0.4MPa,0.6MPa,0.8MPa,1.0MPa及1.2MPa的水压。

混凝土渗水主要是因为内部的空隙形成连通的渗水通道。这些孔道除由振捣不密实外,主要来源于水泥浆中多余水分的蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所形成的泌水通道及粗集料下部界面水富集形成的孔穴。其主要与水灰比的大小有关。试验表明,随着水灰比的增大,抗渗性变差,当水灰比大于0.6时,抗渗性急剧降低。

二、抗冻性

混凝土在水饱和状态下,能经受多次冻融循环作用而不破坏,同时也不严重降低强度的性能,称为抗冻性。在寒冷地区,特别是接触水又受冻的环境条件下,混凝土要求具有较高的抗冻性。

抗冻等级指标是在规定的冻融制度下试验,检验其强度降低,不超过25%时的循环数,即为所检验混凝土的抗冻等级。混凝土的抗冻等级有D25,D50,D100,D150,D200,D250和D300七个等级,字母下的角注,即所能抵抗的循环数。

在混凝土硬化过程中,由于析水而布有的细微孔道,不仅使渗透性变差,还会使吸水性增大,导致抗冻性降低。低水灰比、密实的混凝土和具有封闭孔隙的混凝土的(引气混凝土) 抗冻性较高。掺入引气剂、减水剂等可有效提高混凝土的抗冻性。

三、混凝土的碳化

空气中的二氧化碳渗透到混凝土内部,与混凝土中的氢氧化钙起化学反应后生成碳酸钙和水,混凝土碱度降低,称为混凝土的碳化。当碳化深度超过钢筋保护层时,在水和空气的作用下,钢筋开始锈蚀。钢筋锈蚀会引起体积膨胀,使混凝土保护层出现裂缝及剥离等破坏现象。此外,碳化还能引起混凝土收缩(即碳化收缩),易使混凝土表面产生微细裂缝。

碳化作用对混凝土也有一些有利影响,即碳化作用产生的碳酸钙填充了水泥石的孔隙,以及碳化时放出的水分有助于未水化水泥的水化,从而可提高混凝土碳化层的密实度,对提高抗压强度有利,如混凝土预制桩往往利用碳化作用来提高桩的表面硬度。影响碳化速度的外界因素是二氧化碳的浓度及湿度,影响碳化速度的内在因素是混凝土本身的孔隙率、碱度及抗渗性。

四、混凝土的抗侵蚀性

当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时,混凝土便会遭受侵蚀。通常有软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、一般酸侵蚀和强碱侵蚀等。

混凝土的抗侵蚀性与水泥品种、混凝土的密实程度和孔隙特征等有关,密实和孔隙封闭的混凝土,环境水不易侵入,抗侵蚀性较强。提高混凝土抗侵蚀性的主要措施有合理水泥品种和掺合料、降低水灰比、提高混凝土密实度和改善孔隙结构。

五、抗碱-集料反应

水泥中的碱与集料中的活性二氧化硅发生反应,在集料表面生成复杂的碱硅酸凝胶。碱-硅酸凝胶具有吸水膨胀(体积可增大三倍)的特性,当膨胀时,会使包围集料的水泥石胀裂。这种化学反应要具备以下三个条件才会发生:一是混凝土中碱的含量足够高;二是集料中含有一定的活性成分;三是有水存在。三者中缺一不可,缺少任何一个条件,碱集料反应都不会发生。

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