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Sundy那抹阳光
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爱思晴儿

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混凝土结构耐久性探析常州工程职业技术学院 季荣华 2003,9摘要:本文从工程角度分析了混凝土耐久性问题,并总结了提高混凝土耐久性的几点措施关键词:耐久性 碱-集料反应 腐蚀 高性能砼1 混凝土工程中的耐久性问题强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,因以往工程中习惯上只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性.混凝土的耐久性是使用期内结构保证正常功能的能力,关系结构物的使用寿命,随着结构物老化和环境污染的加重,混凝土耐久性问题已引起了各主管部门和广大设计,施工部门的重视.曾有调查表明,国内大多数工业建筑在使用25-30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物的使用寿命仅15-20年,桥梁,港口等基础设施工程尤其严重.许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀,混凝土开裂.有专家指出,我国大干基础设施工程建设的高潮还需延续,而由于忽视耐久性问题,迎接我们的还会有大修的高潮,其耗费将倍增于工程建设时的投资.而其原因却往往是由于混凝土耐久性不足引起的.2 混凝土结构耐久性问题的分析混凝土耐久性问题,是指结构在所使用的环境下,由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变,最终使混凝土丧失使用能力.即所为的耐久性失效,耐久性失效的原因很多,有抗冻失效,碱-集料反应失效,化学腐蚀失效,钢筋锈蚀造成结构破坏等.下面作具体分析. 混凝土的冻融破坏当结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内孔隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏.混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落,严重时可以露出石子.混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关.孔越少越小,破坏作用越小,封闭气泡越多,抗冻性越好.影响混凝土抗冻性的因素,除了孔结构和含气量外,还包括:混凝土的饱和度,水灰比,混凝土的龄期,集料的孔隙率及其间的含水率等. 混凝土的碱-集料反应混凝土的碱-集料反应,是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应,引起混凝土的膨胀,开裂,甚至破坏.因反应的因素在混凝土内部,其危害作用往往是不能根冶的,是混凝土工程中的一大隐患.许多国家因碱-集料反应不得不拆除大坝,桥梁,海堤和学校,造成巨大损失,国内工程中也有碱-集料反应损害的类似报道,一些立交桥,铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏.混凝土碱-集料反应需具备三个条件,即有相当数量的碱,相应的活性集料,水份.反应通常有三种类型:碱-硅酸反应,碱-碳酸盐反应,慢膨胀型碱-硅酸盐反应,避免碱-集料反应的方法可采用:一,尽量避免采用活性集料;二,限制混凝土的碱含量;三,掺用混合材. 化学侵蚀当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学,物理与物化变化,而逐步受到侵蚀,严重的使水泥石强度降低,以至破坏.常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀,一般酸性水腐蚀,碳酸腐蚀,硫酸盐腐蚀,镁盐腐蚀五类.淡水的冲刷,会溶解水泥石中的组分,使水泥石孔隙增加,密实度降低,从而进一步造成对水泥石的破坏;研究表明,当水泥石中的氧化钙溶出5%时,强度下降7%,当溶出24%时,强度下降29%,因此,淡水冲刷会对水工建筑有一定影响;而当水中溶有一些酸类时,水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用,腐蚀明显加速,这类侵蚀常发生在化工厂;碳酸对混凝土的影响主要为:在溶淅水泥石的同时,破坏混凝土内的碱环境,降低水泥水化产物的稳定性,影响水泥石的致密度,造成对混凝土的侵蚀;硫酸盐的腐蚀则表现为SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应,生成物体积膨胀开裂造成损坏;海水中由于存在多种离子,侵蚀形式较为复杂,但主要是由于镁盐使硬化水泥石的结构组分分解,同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏,而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙,会使海水侵蚀有所缓和. 钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀,其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应,逐步生成氢氧化铁等即铁锈,其体积比原金属增大2-4倍,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.氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层,阻止钢筋的锈蚀,但碱环境被破坏或减弱,则会造成钢筋的锈蚀,如混凝土的碳化或中性化.造成混凝土碳化和中性化的原因,主要是混凝土的密实度即抗渗性不足,酸性气体(如CO2,SO2,H2S,HCL,NO2)渗入混凝土内与氢氧化钙作用;其二,氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用,当混凝土中氯含量超过标准时,钢筋会锈蚀,而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件,因此,若混凝土开裂,造成水和氧的通道,则钢筋锈蚀加速,促成混凝土裂缝进一步开展,混凝土保护层剥落,最终使构件失去承载力;其三,钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂,这种破坏可在较低拉应力和微弱介质作用下产生破坏;其四,钢筋的氢脆现象,即预应力筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂,钢筋在腐蚀过程中会产生少量氢气,当钢筋内部存在缺陷,氢以原子形式渗入钢筋内部并生成氢分子时,会产生很大压力,出现鼓泡现象,使钢筋脆化. 提高混凝土耐久性的措施从上述分析可知,混凝土的外部环境,内部孔结构,原料,密实度和抗渗性是混凝土耐久性能的重要因素.因此,工程中应根据具体情况,有针对性地采取相应措施,提高混凝土的耐久性. 原材料的选择(1)水泥 水泥类材料的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结,硬化形成的,水泥石一旦受损,混凝土的耐久性就被破坏,因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能,选择碱含量小,水化热低,干缩性小,耐热性,抗水性,抗腐蚀性,抗冻性能好的水泥,并结合具体情况进行选择.水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准,如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土.因此,工程中选择水泥强度的同时,需考虑其工程性能,有时,其工程性能比强度更重要.(2)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,高掺量混凝土还能抑制碱集料反应,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. 混凝土的设计应考虑耐久的要求混凝土配比的设计 配合比设计在满足混凝土强度,工作性的同时应考虑尽量减少水泥用量和用水量,降低水化热,减少收缩裂缝,提高密实度,采用合理的减水剂和引气剂,改善混凝土内部结构,掺入足量的混合料,提高混凝土耐久性能.结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度,预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋.结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力.结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度. 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温度裂缝,收缩裂缝,施工裂缝,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. 结构的日常维护结构在使用阶段,应注意检测,维护和修理,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此,,建立检测和评估体系,及时发现,及时修理,确保混凝土结构的正常使用.参考文献1,《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-95 ---著译:中华人民共和国化学工 业部 第一版 1995年12月版,中国计划出版社 内容4,结构 5,建筑防护2,《混凝土结构的耐久性与寿命预测》----牛荻涛著 科学出版社 北京 2003年 2月第一版 ISBN7-03-010793-43,《混凝土结构耐久性》---金伟良 赵羽习著 科学出版社 北京 2002年9 月第一版 ISBN7-03-010748-94,《混凝土结构的耐久性设计方法》----陈肇元 编 《建筑技术》杂志2003年第五期 2003 ,《大气环境条件下混凝土中钢筋的锈蚀》----徐善华著《建筑技术》杂志2003年第四期 2003 ,《建筑混凝土》----张承志主编 化学工业出版社 材料科学与工程出版中心 2003年5月第一版 ISBN7-5025-3157-2/

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深夜地黄昏

对于影响混凝土和易性的主要因素从三个方面分析一、水泥数量与稠度的影响 混凝土拌合物在自重或外界振动动力的作用下要产生流动,必须克服其内在的阻力,拌合物内在阻力主要来自两个方面,一为骨料间的摩擦力,一为水泥浆的粘聚力,骨料间摩擦力的大小主要取决于骨料颗粒表面水泥浆层的厚度,亦水泥浆的数量。水泥浆的粘聚力大小主要取决于浆的干稀程度,亦即水泥浆的稠度。 混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下,水泥浆用量越多,包裹在骨料颗粒表面的浆层就越厚,润滑作用越好,使骨料间摩擦力减小,混凝土拌合物易于流动,于是流动性就大。反之则小。但若水泥浆量过多,这时骨料用量必然减少,就会出现流浆及泌水现象,而且好多消耗水泥。若水泥浆量过少,致使不能填满骨料间的空隙或不够包裹所有骨料表面时,则拌合物会产生崩塌现象,粘聚性变差,由此可知,混凝土拌合物水泥浆用量不能太少,但也不能过多,应以满足拌合物流动性要求为度。 在保持混凝土水泥用量不变得情况下,减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流动性变小。增加用水量则情况相反。当混凝土加水过少时,即水灰比过低,不仅流动性太小,粘聚性也因混凝土发涩而变差,在一定施工条件下难以成型密实。但若加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀,这时拌合物虽流动性大,但将产生严重的分层离析和泌水现象,并且严重影响混凝土的强度和耐久性。因此,绝不可以单纯以加水的方法来增加流动性。而应采取在保持水灰比不变的条件下,以增加水泥浆量的办法来调整拌合物的流动性。 以上讨论可以明确,无论是水泥数量的影响,还是水泥稠度的影响,实际都是水的影响。因此,影响混凝土拌合物和易性的决定性因素是其拌合用水量的多少。二、砂率的影响 砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分比。 砂率是表示混凝土中砂子与石子二者的组合关系,砂率的变动,会使骨料的总表面积空隙率发生很大的变化,因此对混凝土拌合物的和易性有显著的影响。当砂率过大时,骨料的总表面积和空隙率均增大,当混凝土中水泥浆量一定的情况下,骨料颗粒表面积将相对减薄,拌合物就显得干稠,流动性就变小,如果保持流动性不变,则需增加水泥浆,就要多耗水泥,反之,若砂率过小,拌合物中显得石子多而砂子过少,形成的砂浆量不足以包裹石子表面,并不能填满石子间空隙,在石子间没有足够砂浆润滑层时,不但会降低混凝土拌合物的流动性,而且会严重影响其粘聚性和保水性,使混凝土产生骨料离析、水泥浆流失,甚至出现崩散现象。 由上可知,在配置混凝土时,砂率不能过大,也不能太小,因该选用合理的砂率值。 所谓合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合物获得最大的流动性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。三、组成材料性质的影响 (1)水泥品种的影响 在水泥用量和用水量一定的情况下,采用矿渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物,其流动性比用普通水泥时小,这是因为前者水泥的密度较小,所以在相同水泥用量时,它们的绝对体积较大,因此在相同用水量情况下,混凝土就显得较稠,若要二者达到相同的塌落度,前者每立方米混凝土的用水量必须增加一些,另外,矿渣水泥拌制的混凝土拌合物泌水性较大。 (2)骨料性质的影响 骨料性质指混凝土所用骨料的品种、级配、颗粒粗细及表面形状等。在混凝土骨料用量一定的情况下,采用卵石和河沙拌制的混凝土拌合物,其流动性比碎石和山砂拌制的好:用级配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好,用细砂拌制的混凝土拌合物的流动性较差,但粘聚性和保水性好。 (3)外加剂的影响 混凝土拌合物掺入减水剂或引气剂,流动性明显提高,引气剂还可以有效的改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性,二者还分别对硬化混凝土的强度与耐久性起着十分有利的作用。四、拌合物存放时间及环境温度的影响 搅拌拌制的混凝土拌合物,随着时间的延长会变得越来越干稠,塌落度将逐渐减小,这是由于拌合物中的一些水分逐渐被骨料吸收,一部分被蒸发,以及水泥的水化与凝聚结构的逐渐形成等作用所致。 混凝土拌合物的和易性还受温度的影响,随着环境温度的升高,混凝土的塌落度损失的更快,因为这时的水分蒸发及水泥的化学反应将进行的更快。

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smoothyear

1、该试验的目的是确定最大骨料尺寸为以下且坍落度值为10mm以上的塑性混凝土混合物的坍落度,并评估混凝土混凝土混合物的内聚强度和保水性。

它为配合比设计和混凝土配合比质量评估提供了基础。了解GB / T50080-2002“普通混凝土混合料性能试验方法标准”的试验方法,使用正确使用的设备,熟悉其性能。

2、主要设备

(1)坍塌管

(2)防拆

(3)尺子,锹,漏斗等

3、测试程序

(1)在每次测量之前,弄湿坍落度缸,将钢板和其他炊具与湿布混合,将缸放在不吸水的坚固水平地板上,然后用脚踩两个脚踏板。踩下坍塌装载过程中,枪管将保持在固定位置。

(2)取15升混合混凝土混合物,用刮铲将其分成3层,并均匀地放入圆柱体中,使夯实后每一层的高度约为圆柱体高度的1/3。

从柱塞的外部到横截面的中心,每层沿螺旋方向均匀地驱动25次。在闸板旁边插入混凝土时。

可以稍微倾斜闸板。插入下层时,夯实棒贯穿整个深度,插入第二层和上层时,夯实棒从该层的表面穿透到下一层。

浇筑上层时,将混凝土倒入高位桶口。如果在夯实过程中混凝土沉入桶口下方,则应始终添加。压实上层后,刮掉多余的混凝土并用抹子抹平。

(3)清除圆柱体旁边地板上的混凝土后,垂直并牢固地抬起坍落度圆柱体。坍落度缸举升过程应在5-10秒内完成。从负载开始到坍落度缸起升的整个过程必须不间断,并在150秒内完成。

4、测试结果的确定和处理

(1)抬起坍落度圆柱体后,立即测量其高度与坍落度后混凝土试验最高点之间的高度差,即混凝土混合物的坍落度值。混凝土混合料的坍落度以毫米为单位测量,结果精确到1毫米。

(2)如果抬起坍塌管后混凝土坍塌或一侧损坏,请再次取样并进行测量。如果即使在第二次测试中也出现上述现象,则表明混凝土混合物无法使用,应记录下来以备将来参考。

(3)观察坍塌后混凝土试验的内聚强度和保水性。内聚力检查方法是用撞锤敲击坍塌的混凝土锥体的侧面。此时,如果玉米逐渐下沉,则表示内聚性良好。如果圆锥塌陷,它将部分破裂或分离。这种现象表明内聚性不好。保水率是通过混凝土混合物中泥浆沉降的程度来衡量的。

抬起坍落度筒后,如果没有泥浆或少量的泥浆从底部沉降,则表明混凝土混合物具有良好的保水性;抬起坍落度筒,底部和圆锥体之后。如果更多的泥浆从零件上沉降下来,则会失去上浆剂,同时混凝土也会暴露在外,这表明该混凝土混合物的保水性差。

4、作业性调整

(1)如果坍落度低于设计要求,则可以在不改变水灰比的情况下适当增加水泥浆的量。

(2)如果坍落度高于设计要求,则可以增加集料的数量而不改变沙的数量。

(3)如果砂含量不足,内聚性低并且保水性低,则可以适当地增加砂量。反之亦然。

1、实验目的

通过以固定比例混合和搅拌组成材料来制造混凝土。混凝土混合物的可加工性是一个综合指标,包括三个方面:流动性,内聚强度和保水性。根据当前的日本标准,其含义更为复杂,因此使用“坍落度”和“尺寸颈一致性”来测量混凝土混合物的流动性。

在这里,首先运行“坍落度”测试。 (此测试适用于坍落度值为10毫米或更大且附聚的颗粒大小为40毫米或更小的特定同伴)。

2、实验设备及仪器

由标准坍落度圆柱体和子弹型夯锤,铁锹,直尺,抹子,天平和其他金属材料制成。

3、实验程序

1、按比例分配15kg的混合物料(水泥:,沙子:,石材:,水:等)。将它们倒入搅拌盘中,与黑桃充分混合,然后切开中间的黑桃;若要压制,则加水并混合直至水混合。

2、用湿布清洁并润滑混合板和坍落度缸的内部和外部。在圆柱体的顶部添加一个漏斗,并将其放置在混合板上。用两只脚用力踩下踏板已锁定位置。

3、用刮刀将混合的材料均匀地倒入3层桶中。每层的高度约为插入后滚筒高度的三分之一。加载顶层时,混合物必须高于圆柱体的顶层。如果在夯实过程中样品掉到桶口以下,则应随时添加样品,以使样品从桶顶部一直到末端。使用夯实棒,每层插入25次。

应该沿着从边缘到中心的螺旋线在整个区域进行夯实。将撞锤插入枪管侧面时,将夯锤稍微倾斜,然后将撞锤插入中心。插入每一层时,需要在下面的层的表面上点击它。

4、插入并夯实后,取下漏斗和抹子多余的混合物,使其与圆柱体顶部齐平。刮掉圆筒周围混合板上的碎屑。

5、小心地对角线抬起坍落度缸。升空过程在大约5-10秒内完成。将圆柱体放置在混合物样品旁边,并测量坍落度和圆柱体之后混合物的最高点。高度差(毫米,读数精确到5毫米)是混合物的坍落度。从开始装载到坍落度桶的抬起,所需时间不到150秒。

6、如果在抬起坍落管后样品的一侧被压碎或损坏,请重新取样并测试样品。如果第二次出现此现象,则表示混合物不易处理,需要记录。

7、对于同时混合的混凝土混合物,有必要测量两次坍落度,并将平均值作为测量值。您每次都需要更改新的混合物。如果两个结果之间的差异大于20毫米,则需要进行第三次测试。如果第三个结果与前两个结果相比大于20mm,则将重复整个测试。

8、测量坍落度后,观察并记录混合物的以下性质。

内聚力:使用撞锤,敲击塌缩的混合锥的侧面。如果玉米逐渐下沉,则粘结强度良好。当它迅速坍塌,部分破裂或碎裂时,它会失去其内聚强度。

保水率:抬起坍落度桶后,随着更多的污泥从底部沉淀下来,浆液的损失也使玉米混合物暴露出来,表明保水性差。没有这种现象,它显示出良好的保水性。

调整方式:

1、坍落度小于要求,满足其他要求,保持水灰比不变,增加水泥和水的用量并相应减少砂石的用量(砂的比例为(不要换)

2、如果坍落度超过要求并满足其他要求,则保持水灰比不变,减少水泥和水的用量,增加砂石的含量百分比不变)

3、适当的坍落度,降低的内聚力和保水性,增加砂的比例(不改变砂和石材的总量,增加砂的使用量,减少石材的量)

4、过多的砂浆会导致坍落度过大并降低砂子的速度(不改变砂子和石头的总量,不会减少砂子的使用并增加石材的使用)

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