混凝土的耐久性之

1、姓名：康文龙 学号：2013142061 指导教师：赵家林混凝土的耐久性之抗冻性混凝土为什么会冻坏？冻坏的路面冻坏的路面混凝土冻坏分为两种： n1 混凝土为凝固:新配制的混凝土内部含有较多的自由水，正常温度（室温）混凝土45min初凝完成混凝土结构内自由水分蒸发就能够达到初凝的硬化条件，如果气温过低，混凝土结构的水分无法蒸发那么超过一定时间还未完成硬化就称为混凝土冻坏。n2发生在混凝土硬化之后，混凝土胶凝材料不足，不能包裹住骨料表面并填满骨料间空隙，养护水或雨水吸水饱和，冬季混凝土空隙内水结晶体积膨胀，使混凝土胀裂混凝土的抗冻性与那些因素有关？n由混凝土的冻融破环机理可知，混凝土的抗冻性与空气

2、泡间距降温速度可冻水的含量材料的渗透系数以及抵抗破环的能力等因素有关。n主要影响因素是平均气泡间距水灰比水泥品种骨料掺合料水泥用量等为什么引气剂所产生的的孔对抗冻性有利，而其他孔对抗冻性不利？n美国是最早开始研究引气剂的国家，自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气混凝土，至今已有半个多世纪。挪威1974年首次在大坝中使用引气剂，经过20年运行后，掺引气剂的混凝土表面完好无损，而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授，在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性，并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂)，应用于治淮水利

3、混凝土工程，开创了我国采用引气剂而提高混凝土抗冻耐久性的先河。范沈抚(1991年)分析了掺引气剂混凝土的抗压强度和抗冻耐久性，得出与上述同样结论：掺用引气剂，使混凝土达到足够的含气量要求，可改善混凝土的孔结构性质，并明显改善混凝土的抗冻耐久性为什么引气剂所产生的的孔对抗冻性有利，而其他孔对抗冻性不利？n引气剂所产生的孔与其他孔本质区别在于引气剂所产生的孔是封闭的，孔内不含水，所以，通常称之为气泡。而其他孔是连通孔，允许自有水的进入，在潮湿的环境下，常常含有较多的水，引气剂所形成的孔不是可冻孔，因而在冻融环境下，不会造成混凝土的破环。不仅如此，引气剂所产生的孔还可能释放冰冻作用下所产生的压力，由

4、于水转变成冰，体积膨胀9%，因而将产生一个内压力，如果在冰冻区周围存在着引气剂所产生的孔，则可以减少这种内压力，减轻它对混凝土的破环，由于两个原因，使得引气剂所产生孔对混凝土的抗冻性的影响与其他孔不同，不仅没有害，而且还有有利作用。n引气剂所产生的孔还可能释放冰冻作用下所产生的压力，由于水转变成冰，体积膨胀9%，因而将产生一个内压力，如果在冰冻区周围存在着引气剂所产生的孔，则可以减少这种内压力，减轻它对混凝土的破环，混凝土中的气泡结构对混凝土的抗冻性有什么影响？n含气量要对商品混凝土的抗冻性起作用。所引的气泡必须微小、互不相连、能稳定均匀地分布在商品混凝土中。气泡的尺寸通常介于0.051.27

5、mm之间。气泡过大，则容易逸出，不易稳定存在，对抗冻融反而不利。气泡间距是影响商品混凝土抗冻能力的关键因素。对于同一强度等级的商品混凝土，其耐久性系数随气泡的间距增大而显著降低。美国商品混凝土协会认为，为充分防止冻害，气泡间距应为0.25mm，德国则要求为0.20mm。 只要商品混凝土引气量足够。水灰比对商品混凝土的抗冻性影响很小，但水灰比却是影响气泡尺寸和间距的重要因素。通过对不同水灰比引气商品混凝土气泡尺寸研究，发现商品混凝土气泡尺寸随水灰比降低而减小，随水灰比增大而增大。水灰比对气泡间距的影响也类似。在商品混凝土引气量相近的情况下，水灰比越大，气泡的间距越大，表现为商品混凝土抗冻性能越差

6、。因此，大水灰比商品混凝土要达到与小水灰比商品混凝土相近的抗冻能力，其引气量应相应增加。n气泡尺寸和气泡间距最终都反映到含气量上。当含气量 一定时，气泡尺寸越小，气泡数量越多，则气泡间距值越小。当气泡尺寸不变时，则含气量越大，气泡间距值越小，抗冻性能越好。因此对商品混凝土抗冻融能力控制最终还是对含气量的控制。掺合料对混凝土气泡结构有什么影响？海绵铁矿渣硫铁矿矿渣粉煤灰一、什么是矿物掺合料n活性氧化硅、氧化铝和其它有效矿物为主要成分，在混凝活性氧化硅、氧化铝和其它有效矿物为主要成分，在混凝土中可以代替部分水泥、改善混凝土综合性能，且掺量一土中可以代替部分水泥、改善混凝土综合性能，且掺量一般不小于

7、般不小于5%5%的具有火山灰活性或潜在水硬性的粉体材料的具有火山灰活性或潜在水硬性的粉体材料。nGB/T18736-2002高强高性能混凝土用矿物外加剂明确规定：用于改善混凝土耐久性能而加入的、磨细的各种矿物掺合料，又称矿物外加剂，其主要特征是磨细矿物材料，细度比水泥颗粒小，主要用于改善混凝土的耐久性和工作性能。n是混凝土的第六组分。常用的矿物掺合料有：粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉。矿渣：矿渣：冶炼生铁的副产品，冶炼生铁的副产品，以硅酸盐和铝硅酸盐为主以硅酸盐和铝硅酸盐为主 粉煤灰：粉煤灰：热电厂煤粉热电厂煤粉燃烧后的产物，以硅燃烧后的产物，以硅酸盐和铝硅酸盐为主酸盐和铝硅酸盐为主三、

8、掺合料在混凝土中的作用三、掺合料在混凝土中的作用1 1、掺合料可代替部分水泥，成本低廉，经济效益、掺合料可代替部分水泥，成本低廉，经济效益显著。显著。2 2、增大混凝土的后期强度。矿物细掺料中含有活、增大混凝土的后期强度。矿物细掺料中含有活性的性的SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3，与水泥中的石膏及水泥水化生，与水泥中的石膏及水泥水化生成的成的Ca(OH)Ca(OH)2 2反应，生成生成反应，生成生成C-S-HC-S-H和和C-A-HC-A-H、水化、水化硫铝酸钙。提高了混凝土的后期强度。但是值得硫铝酸钙。提高了混凝土的后期强度。但是值得提出的是除硅灰外的矿物细掺料，混凝土的早期

9、提出的是除硅灰外的矿物细掺料，混凝土的早期强度随着掺量的增加而降低。强度随着掺量的增加而降低。3 3、提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性与水泥水化产生的提高混凝土的耐久性。混凝土的耐久性与水泥水化产生的Ca(OH)Ca(OH)2 2密切相关，矿物细掺料和密切相关，矿物细掺料和Ca(OH)Ca(OH)2 2发生化学反应，降发生化学反应，降低了混凝土中的低了混凝土中的Ca(OH)Ca(OH)2 2含量；同时减少混凝土中大的毛细孔，含量；同时减少混凝土中大的毛细孔，优化混凝土孔结构，降低混凝土最可几孔径，使混凝土结构优化混凝土孔结构，降低混凝土最可几孔径，使混凝土结构更加致密，提高了混凝土的抗冻性、

10、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀更加致密，提高了混凝土的抗冻性、抗渗性、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能。等耐久性能。如何评定混凝土的抗冻性？n混凝土的抗冻性是评定混凝土耐久性的总指标，而不能理解为只是单纯抵抗冻融的性质。不仅严寒地区的混凝土建筑物有抗冻性要求，温热地区的混凝土工程由于遭受干、湿、冷、热的交替破坏作用，经历时间长后会发生表层剥落、结构疏松等现象，因此也同样有抗冻性要求。n试验方法n目前，进行混凝土的抗冻性试验分为“慢冻法”和“快冻法”两种，均以试件所能承受的冻融交替次数表示。n(l)慢冻法。“慢冻法”是将按标准方法制作的试件经过规定时间的标准养护后进行冻融试验，当达到最大循环次数时，试件强度的下降率

11、不能超过9:04，质量损失率不超过5%(与未经冻融试验的相应检查试件相比)。经浸水饱和的试件，在- 20- 10下冻4h，然后在1520的温水中融4h，称为一个循环。如最大冻融循a次数为100次，其抗冻标号为FlOO。标准的抗冻标号是采用28d龄期的试件进行试验，经试验论证后，也可采用60d或90d龄期的试件进行试验。抗冻等级分为F25、F50、F100、F150、F200、F250、F300七级。混凝土的冻融破环有哪些特征？n当存在如下条件时，冻融破坏就会发生：n1.混凝土结构内发生冻融循环；n混凝土疏松多孔，其中的孔隙和毛细孔中充满水；n 冻融破坏通常发生在经常与水接触的结构水平表面，对结

12、构立面造成的破坏多发生在淹没在水中n的结构的水线附近。当温度下降，结构孔隙中的水转化成冰，体积逐渐膨胀，这种膨胀会产生一n种局部张力，使其周围的水泥石断裂，造成结构破损。这种破损是从外向里一小片、一小片的破碎。冻融破坏的发展速度与如下因素有关： n与混凝土的孔隙率成正比； n与环境的潮湿度成正比；n与冻融循环次数成正比； n与混凝土中空气的含量成反比；n如果水平表面易于存水，会加速破坏；n与骨料的孔隙率和吸水性成正比高强度的混凝土的抗冻性能与普通混凝土有什么不同？n两者的最主要区别就是在原材料的质量要求上不一样，抗冻 抗渗混凝土以原材料的质量要求要比普通混凝土高。对抗渗混凝土配合比尚有一些特殊

13、要求，需要进行规定。 原材料的选用和质量控制对抗渗混凝土非常重要。大量抗渗混凝土用于地下工程，为了提高抗渗性能和适合地下环境特点，掺加外加剂和矿物掺合料十分有利，也是普遍的做法，在以胶凝材料最小用量作为控制指标的情况下，采用普通硅酸盐水泥有利于混凝土耐久性能和质量控制。骨料粒径太大和含泥（包括泥快）较多都对混凝土抗渗性能不利。采用较小的水胶比可提高混凝土的密实性，从而使其有较好和抗渗性，因此，控制最大水胶比是抗渗混凝土配合比设计的重要法则。另外，胶凝材料和细骨料用量太少也对混凝土抗渗性能不利。抗渗混凝土的配制抗渗等级比设计值要求高，有利于确保实际工程混凝土抗渗性能满足设计要求。在混凝土中掺用引气剂适量引气，有利于提高混凝土抗冻性能。 n采用硅酸盐水泥或普通