国家材料腐蚀与防护科学数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
中文 | Eng 数据审核 登录 反馈
关于混凝土耐久性,你想知道的都在这了
2016-12-06 10:25:45 作者:本网整理 来源:网络

20150427020337_50849

 

  耐久性是材料抵抗自身和自然环境双重因素长期破坏作用的能力。即保证其经久耐用的能力。耐久性越好,材料的使用寿命越长。


  抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性称为混凝土耐久性。


 
影响因素


  一、外部环境的影响


  1混凝土的冻融


  混凝土是多孔的复合材料,外部的水分可以通过毛细作用进入这些孔隙。当温度降至冰点以下时,孔隙中的水冻结膨胀,体积大约可增加9 。持续冻融的结果使混凝土开裂,甚至崩裂。混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力,引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。


  2裂缝


  混凝土构件尺寸越大,发生温度应力裂缝的可能性也越大。减少混凝土的水泥用量和降低混凝土的初始温度及使用低热水泥、减少混凝土温差等措施,很大程度可避免或减少混凝土的开裂,大大提高了混凝土的耐久性能。


  3空气中的氯离子


  氯离子渗入到钢筋表面,会破坏钢筋表面的氧化铁薄膜(ep钢筋钝化膜)而引起锈蚀,锈蚀反应具有膨胀性,可导致混凝土开裂剥落。氯离子渗入引起钢筋锈蚀的破坏速度快,发生非常普遍,往往成为桥梁寿命的决定因素。


  二、内部环境影响


  1碱-骨料反应


  水泥中的碱和骨料中的活性氧化硅发生化学反应,生成碱一硅酸凝胶并吸水产生膨胀压力,致使混凝土开裂的现象称为碱-骨料反应。只有水泥中含有的碱量(折合成Na2O)大于0·6%,而同时骨料中含有活性氧化硅的时候,才可能发生碱-骨料反应。碱-骨料反应通常进行的很慢,因此由碱-骨料反应引起的破坏往往要经过若干年后才会出现。


  2抗冻性


  混凝土遭受冻融作用时,其中的可冻水变成冰,体积膨胀率可达9%,冰在毛细管中受到约束而产生巨大的膨胀应力,使内部结构疏松。


  3体积稳定性


  随着环境温湿度的变化,组成混凝土的水泥石和骨料会产生胀缩变形。混凝土中的水泥石和骨料的不均匀变形,在骨料和水泥石的界面上产生分布极不均匀的拉应力,从而形成许多分布很乱的界面裂缝,削弱混凝土的密实性。试验证明,中等的或偏低的强度和弹性模量的骨料对维持混凝土的耐久性很重要。若骨料是可压缩的,则由于湿度和热的原因引起混凝土的体积变化,会在水泥石中产生较低的应力。因此,骨料的可压缩性可减少混凝土的龟裂。此外,粗骨料的粒径尺寸愈大,粘结面积愈小,造成混凝土内部组织的不连续性愈大,特别是水泥用量较多的高强混凝土更为明显。


  4钢筋锈蚀


  引发钢筋锈蚀主要有两方面原因:


  (1)混凝土保护层碳化


  在水泥水化过程中生成大量的Ca(OH)2,使混凝土孔隙中充满饱和的Ca(OH)2溶液,其pH值大于12。钢筋在碱性介质中,表面能生成一层稳定致密的氧化物钝化膜,使钢筋难以锈蚀。但是,碳化会降低混凝土的碱度,当pH值小于10时,钢筋表面的钝化膜就开始破坏而失去保护作用,并促进锈蚀过程。混凝土的碳化是伴随着CO2向混凝土内部扩散,溶解于混凝土孔隙内的水,再与Ca(OH)2等产物发生反应的复杂的物理化学过程。影响混凝土碳化速度的因素有混凝土的密实度,水化物中Ca(OH)2的含量等内部因素。


  (2)Cl-破坏钢筋表面钝化膜


  当混凝土中存在Cl-且Cl-/OH-的摩尔比大于0·6时,即使pH>12,钢筋表面钝化膜也可以被破坏而遭受锈蚀,这可能是由于钢筋表面的氧化物保护膜在这些条件下或者可渗透或者不稳定所致。提高混凝土的密实度,加大保护层的厚度,能有效阻止外部Cl-渗达钢筋表面,避免钢筋锈蚀。但是,混凝土一旦开裂,或者混凝土中本身含有较多Cl-,此种方法就无济于事。


  5施工因素


  混凝土材料品质低下和混凝土配合比选择不当导致混凝土性能不良,施工操作粗糙形成的潜在的混凝土缺陷,都极易使混凝土很快受到破坏,这就需要有良好的施工组织管理来杜绝施工环节的不稳定因素。


  6混凝土养护因素


  混凝土的养护是影响混凝土耐久性的又一重要因素。混凝土是一种疏松多孔的混合物,新拌混凝土中存在着大量均匀分布的毛细孔,其中充满水,使水泥进一步进行水化作用,使大孔变成小孔增加混凝土的密实度。因毛细孔是相通的,如外界环境湿度低,毛细孔水会向外蒸发,减少了供给水化的水量。如果环境湿度大或继续放在水中,则可通过毛细管向外补给水化用水,混凝土性能就能不断提高。在干旱多风天气,毛细孔水迅速蒸发,水泥不仅因缺水而停止水化作用,还会因毛细管引力作用在混凝土中引起收缩。此时混凝土强度还很低,收缩引起的拉应力很快使混凝土开裂,破坏混凝土结构,造成质量事故。因此混凝土浇捣完毕后必须及时养护。在混凝土的实际生产中,由于缺乏对混凝土养护机理的了解,对养护工序常常重视不够,出现养护不及时、养护湿度不够、养护时问短等情况。尤其对于要求具有较高耐久性的混凝土,如不能加以正确、及时的养护,将严重影响整个建筑物的质量,带来不可估量的损失。

 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心