影响硬化混凝土的耐久性因素分析

影响硬化混凝土的耐久性因素分析

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摘要:混凝土是建筑施工中常用的原料,混凝土的质量对于工程项目具有一定的影响。建筑施工中需要深入了解影响混凝土耐久性的因素,提升施工质量。基于此研究对影响硬化混凝土的耐久性因素进行分析,为建筑工程开展提供帮助。

关键词:混凝土;耐久性;影响因素

一、环境条件对混凝土耐久性的影响

(一)气候条件的影响

气候条件当中的温度变化对于硬化混凝土的耐久有着非常明显的影响,温度变化容易引起硬化混凝土收缩或者是膨胀,从而破坏它的内部结构,导致硬化混凝土出现开裂。而温度变化中的冻融循环问题是最为突出的。

冻融循环对于硬化混凝土的耐久性破坏是非常大的,尤其是我国的东北西北等非常严寒的地区。比如说松花江上的丰满水电站,松花江气温正负交易次数非常多,这对于丰满水电站的硬化混凝土形成的大坝破坏非常的严重。自1959年大坝建成以来,由于冻融循环而破坏的大坝面积已经累积达到了5万平方米。多次的加固和维修耗资达到了千万以上。但是由于气候条件的影响,还有渗漏等问题的干扰,使得大坝混凝土的破坏一直在持续。

除了东北地区以外,在华东以及华中这些气候比较温和的地区,也存在着冻融循环对硬化混凝土破坏的问题。比如鲁北地区,每年的冻融次数达到了90多次,这对硬化混凝土的耐久性的威胁是很大的。由于忽视了冻融性对硬化混凝土的破坏,从而导致鲁北地区的水工混凝土建筑被破坏。同样的问题也发生在华北地区,河北的黄壁庄水库在建成投入使用5年后,就出现了溢洪道混凝土被破坏的现象,而且时间越久破坏的面积越大。

东北地区的长春平均年气温差达到了65.9℃,华北地区的北京以及西北地区西宁平均年温差都在50℃以上,而华中地区的宜昌平均年温差是42.1℃。从些数据就可以看出,我国大多数地区的年温差都是比较大的,不管是北方还是南方都都有负温天气,而这些地区的硬化混凝土遇水以后受到温差的影响从而受到冻融的破坏。因此,气候条件是影响硬化混凝土耐久性的一个重要因素。

(二)暴露条件的影响

我国东北、西北以及华北地区冬季天气寒冷,伴随的降雪量也比较大,天寒地冻雪无法及时融化,从而导致交通受阻。很多铁路以及公路被迫停运,造成了严重的经济损失。为了尽快的清除积雪,最常用的措施就是使用冰盐,这种方法不但成本低,而且操作简单,效果也最为明显。不仅仅是中国,其他国家也基本使用冰盐进行路面融雪处理。而冰盐的主要成分就是氯盐。

在使用冰盐清除路面积雪以后发现,硬化混凝土的结构破坏明显比之前严重。尤其是我国北方地区这种现象已经非常普遍了,大量的路面、桥面以及机场的跑道受到氯盐的侵蚀而被破坏。每年的维修费用高达上亿元。北方一些露天停车场建成后刚使用几年路面就开始出现麻坑,甚至边角的硬化混凝土已经开始剥落。还有一些高速公路的混凝土路面,由于冬天利用氯盐进行融雪,从而春季以后硬化混凝土路面开始剥落。与之相似的情况在很多城市都有发生。而且我国很多道路桥梁由于受到氯盐的渗入,使得一些硬化混凝土构物出现了裂缝和剥落的问题,硬化混凝土的耐久性受到了影响,使得这些建筑物的寿命受到了影响,安全性也受到影响。这也是很多工程明明没有到使用寿命就不得不拆除的原因。

硬化混凝土在使用的过程经常会碰到的一种介质就是硫酸盐,硫酸盐的腐蚀也是影响硬化混凝土耐久性的因素之一。在我国西北部地区,比如青海、新疆等地,那里的气候比较干旱,使得土地中的含盐量高。而且除了地表水以外,空气中也含有大量的盐分。另外新疆、青海等地区,昼夜气温温差大,地势高紫外线强。而这样的环境就是会使硬化混凝土不但处于冻融环境,而且还干湿和硫酸盐的环境,使得硬化混凝土处于硫酸盐腐蚀的状态,从而破坏它的结构,影响它的耐久性。而且随着工作的发展,一些含有硫酸盐的污水被排放从而对硬化混凝土构成物进行严重侵蚀。比如南京的某个抽水站,硫酸盐进入河道,从而使得河道两旁建筑物的硬化混凝土表面被磨蚀,表面脱落漏出了里面的石子。

(三)工作条件的影响

硬化混凝土结构的工作条件也是影响它的耐久性的一个重要因素。很多路面、桥面的硬化混凝土受到车辆的碾压以及积水等因素的影响,使其表面被磨损破坏。在路面和桥面经受大量摩擦的时候,最先受到磨损的就是硬化混凝土的浆体。硬化混凝土的浆体被破坏后,它的粗集料成为其耐久性的主要支撑,所以硬化混凝土的耐久性中,粗集料是其重要条件之一。比如在在大坝工程中用于拦洪和泄洪用的闸门,它需要经常被提起和放下,因此它经常接受到干湿两种介质,还会受到水流的冲刷,所以硬化混凝土会受到气蚀和冲磨,从而影响它的耐久性。而且如果硬化混凝土的工作环境复杂,接触到水和封土,那么它们中含有的磨蚀性的介质也会对硬化混凝土的结构造成破坏,从而影响到它的耐久性。

二、混凝土抗冻性对其耐久性的影响

(一)水灰比

对于混凝土抗冻性影响来说,水灰比是其中影响里较大的一种材料因素。通常来说,水灰比率越低,那么其水泥石中的孔隙所占有的体积也就越小,水的渗透性也就越低。那么此时混凝土的内部可冻结水及水量也会减少;与此同时,水灰比的相比降低的同时,混凝土的密实度和强度则会相应的提升,此时抵御渗透性和抗破坏性能力便会增加。可以说对于混凝土中的空隙结构来说,水灰比对其有着直接性的影响,间接的影响了混凝土大部分性能[7]。

(二)孔结构

孔隙结构是影响混凝土性能的重要因素之一。孔隙结构中的参数除了拥有混凝土中的孔径尺和孔形状外,其中的细微气孔本身的分布和数量对混凝土的抗冻性也有着非常大的影响。在混凝土中加入封闭气泡不仅会产生缓冲应力的作用力,还能够在一定程度上保障混凝土的渗透性降低,进而提升混凝土的抗冻力。这种方式也是当前工程中所常采取的形式。关于混凝土的抗冻性其实就是平均气泡之间的系数和水灰比这两个数值之间的参数,通常,当平均气泡间的距离低于0.25mm时,混凝土的抗冻耐久性较强,反之当平均气泡间距高于0.25mm-0.30mm时,混凝土的抗冻性能力就会降低。由此可见,在混您图水灰比较低的时候,这就需要提升混凝土的抗冻性,同时也需要合理的引气剂。除此之外,混凝土的表层与混凝土主体之间有着较高的孔隙率,这也是混凝土的薄弱部分,需要引起关注。

(三)饱和度

水可以说是导致混凝土被损坏的主要因素。当混凝土的构成确认之后,水会对混凝土的冻融效率有着一定的影响。当混凝土的饱和系数超过极限饱和度时,经受的冻融循环相对较低,此时混凝土也会出现损坏。不过在实际工程操作上,就算是水下进行作业的工程项目,其混凝土也难以完全实现饱和,所以也就能够看出冻融作用其实就是一个反复的过程。在不断循环的冻融作用下,混凝土的内部裂纹就会不断的扩大进而被破坏。

结束语

影响混凝土耐久性的因素有很多,既有自身因素,也有外部因素,建筑施工中需要结合实际情况,合理的规避这些因素,提升混凝土耐久性,增强建筑工程质量,保证建筑施工顺利进行。

参考文献

[1]张庆来.桥梁钢结构混凝土防腐蚀涂层耐久性技术[J/OL].交通世界,2019(20):102-103+106.

[2]郭战奎.水泥工艺对混凝土耐久性的影响[J].广东建材,2019,35(08):18-20.

[3]吴凯,罗林,毛江鸿,金伟良,潘崇根,樊玮洁.养护期介入电迁阻锈保障混凝土耐久性试验研究[J].海洋工程,2019,37(04):117-123.

[4]王腾飞,何怡畅.地质聚合物混凝土耐久性研究进展[J].混凝土世界,2019(07):58-62.

[5]朴春爱,王栋民,张力冉,王长安,刘海亮.铁尾矿粉对混凝土耐久性能的影响[J].硅酸盐通报,2016,35(10):3295-3300.

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