1、建筑材料小論文題目：影響混凝土耐久性的因素及其應(yīng)對措施班級：建筑與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院城市規(guī)劃091班姓名：蘇永帥學(xué)號：092839日期：2011/5/7目錄 TOC o 1-5 h z 摘要I緒論I HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 一、耐久性問題的提出I HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 二、耐久性的重要性I三、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 環(huán)境因素I材料因素I設(shè)計因素I施工因素I HYPERLINK l book

2、mark36 o Current Document 四、 提高混凝土耐久性的措施I滲透性I抗凍融性I抗侵蝕性I堿一集料反應(yīng)I結(jié)論I摘要：混凝土結(jié)構(gòu)是應(yīng)用非常廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，但是由于其結(jié)構(gòu)自身和使用 環(huán)境的特點，使得混凝土存在嚴(yán)重的耐久性問題。本文通過提出混凝土耐久性問 題，說明其重要性，然后重點分析了其影響因素及其預(yù)防措施。關(guān)鍵字：混凝土耐久性、影響因素、性能、抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、）堿一集料反 應(yīng)緒論：混凝土的工程應(yīng)用至今已有一百多年的歷史，是當(dāng)今世界上最廣泛使用的 建筑材料。鑒于經(jīng)濟能源和資源等因素，高耐久性一直是人們不斷追求的目標(biāo)。 混凝土結(jié)構(gòu)物建成后，隨其使用時間的延長，其各項物理性

3、能逐漸降低，這種質(zhì) 量的劣變通常稱之為老化，混凝土抵抗老化的能力稱為耐久性，一般認(rèn)為是混凝 土在環(huán)境介質(zhì)的作用下保持其使用功能的能力，或混凝土抵抗隨時間引起的性能 與狀態(tài)改變的能力1?；炷凉こ痰哪途眯耘c工程的使用壽命相聯(lián)系，是使用 期內(nèi)結(jié)構(gòu)保持正常功能的能力，這一正常功能不僅僅包括結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)的 適用性，而且更多地體現(xiàn)在適用性上?；炷聊途眯灾饕ㄒ韵聨追矫妫海?）抗?jié)B性：混凝土抵抗水、油等液體 在壓力作用下滲透的性能。（2）抗凍性：是指混凝土在飽水狀態(tài)下，經(jīng)受多次抵 抗凍融循環(huán)作用，能保持強度和外觀性的能力。（3）抗侵蝕性：混凝土暴露在有 化學(xué)物的環(huán)境和介質(zhì)中，有可能遭受化學(xué)侵蝕而

4、破壞。（4）堿一集料反應(yīng)：某些 含有活性組分的骨料與水泥水化析出的KOH和NaOH相互作用，對混凝土產(chǎn)生破壞 性膨脹，是影響混凝土耐久性最主要的因素之一 2。一、耐久性問題的提出本世紀(jì)建造的混凝土結(jié)構(gòu)物由于種種原因，例如溫變收縮、十縮、凍融循環(huán)、 鋼筋銹蝕、堿骨料反應(yīng)和硫酸鹽侵蝕等，據(jù)估計使用壽命達(dá)不到100年。而自40 年代以來，通過硅酸鹽水泥成分的變化以及混凝土技術(shù)的快速進(jìn)步，混凝土的強 度顯著提高，但從鋼筋保護和混凝土耐凍、耐腐蝕角度看則與強度并不匹配。也 就是說，當(dāng)今更多的混凝土結(jié)構(gòu)，比50年前更不耐久3。據(jù)綜合估計，我國 的某些混凝土結(jié)構(gòu)，例如混凝土壩的平均壽命僅約為30年50年4。

5、相反， 某些2 000多年前用火山灰和石灰作為水硬性膠凝材料建造的羅馬古建筑現(xiàn)在 仍呈現(xiàn)完好狀態(tài)。為什么混凝土技術(shù)大大進(jìn)步了，混凝土的強度普遍提高了而混 凝土的耐久性問題卻變得日益突出，甚至變得更為嚴(yán)重了呢？這不能不成為一個 值得人們深刻思考的問題。二、耐久性的重要性混凝土工程因其工程量浩大，將會因耐久性不足對未來社會造成極為沉重的 負(fù)擔(dān)。我國20世紀(jì)50年代所建設(shè)的混凝土工程已使用40余年，如果我國混 凝土工程的平均壽命按30年50年計，在今后的10年30年內(nèi)，為了維修建 國以來所建基礎(chǔ)設(shè)施的費用，將是極其巨大的。目前，我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作 規(guī)模宏大，每年投資高達(dá)20 000億元人民幣以上

6、，那么，約在30年50年后， 這些工程也將進(jìn)入維修期，所需的維修費或重建費，將更為巨大。作為21世紀(jì) 的混凝土，高性能混凝土，更要從提高混凝土耐久性即超耐久入手，免除巨額的 維修和重建費用5。三、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費大量資金加固處理而保持其安 全、使用功能和外觀要求的能力6。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素可概括 為環(huán)境因素、材料因素、設(shè)計因素和施工因素等四個方面（見圖21）/環(huán)境因素設(shè)計因素主要影響因素材料因素環(huán)境中氯離子濃度環(huán)境中C02等酸性氣體含量 環(huán)境水中各種鹽分的含量

7、 地F水、土壤溫度濕度結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 設(shè)計水灰比 混凝土設(shè)計強度 保護層厚度結(jié)構(gòu)構(gòu)造型式 防腐處理混凝土的拌制 混凝土的澆筑 混凝土的養(yǎng)護鋼筋的綁扎、焊接與位置 模板的裝置與拆除鋼筋材料性能混凝土原材料的品質(zhì)圖21混凝土結(jié)構(gòu)耐久性影響因素分析圖環(huán)境因素惡劣的環(huán)境是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低的主要原因之一。2002年出版的新規(guī)范增補了有關(guān)結(jié)構(gòu)耐久性的規(guī)定，對混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境類別進(jìn)行了劃分 7,從表21中可以看出，環(huán)境等級越高，說明結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境越惡劣，對結(jié) 構(gòu)耐久性越不利。環(huán)境類別條件一室內(nèi)正常環(huán)境二A室內(nèi)潮濕環(huán)境；非嚴(yán)寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水 或土壤直接接觸的環(huán)境B嚴(yán)寒和寒冷地

8、區(qū)的露天環(huán)境、與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的 的環(huán)境三使用除冰鹽的環(huán)境;嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動的環(huán)境；濱海室 外環(huán)境四海水環(huán)境五受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境表21混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別環(huán)境對結(jié)構(gòu)耐久性的影響主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是環(huán)境的物理作用造成了混凝土的開裂和剝落，如我國北方寒冷地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，長期處于凍融交 替循環(huán)之中，其毛細(xì)管中的水結(jié)冰時體積增大產(chǎn)生靜水壓力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部 開裂，嚴(yán)重時，會造成表層混凝土的大面積脫落，影響結(jié)構(gòu)的正常使用；二是環(huán) 境的化學(xué)作用使混凝土分解和鋼筋銹蝕，如:鹽類直接侵蝕混凝土，與材料中 的某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成結(jié)品膨脹物或易溶于水的物質(zhì)，

9、導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂或 溶蝕;某些可溶性陰離子，特別是氯離子通過保護層滲透到鋼筋周圍，當(dāng)其含 量達(dá)到一定程度時，會使鋼筋發(fā)生電化學(xué)腐蝕;酸性氣體或液體侵蝕混凝土結(jié) 構(gòu)，破壞了混凝土的高堿性環(huán)境，當(dāng)PH值降到9以下時，鈍化膜就遭到破壞，一 旦外界條件具備，鋼筋就很容易發(fā)生銹蝕8。材料因素原材料品質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響至關(guān)重要，如原材料控制不嚴(yán)，會導(dǎo) 致某些組份之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，特別是堿骨料反應(yīng)，對結(jié)構(gòu)耐久性十分不利。另 外，原材料中氯離子含量超標(biāo)，也容易導(dǎo)致鋼筋的銹蝕。設(shè)計因素影響結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計因素主要包括:結(jié)構(gòu)的設(shè)計形狀與構(gòu)造型式、結(jié)構(gòu)的 保護層厚度、混凝土的設(shè)計水灰比及混凝土的強度等。由于混凝

10、土結(jié)構(gòu)的許多腐 蝕過程與自由水的存在有關(guān)，因此，結(jié)構(gòu)的設(shè)計形狀與構(gòu)造型式對于結(jié)構(gòu)耐久性 就顯得非常重要。施工因素施工過程是確?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的重要環(huán)節(jié)，正確合理的拌制、澆筑、震 搗、養(yǎng)護對混凝上結(jié)構(gòu)的耐久性十分有利。首先，嚴(yán)格控制施工中的拌制過程可 以使骨料之間結(jié)合更加緊密，骨料間的粘結(jié)作用是耐久性得以改善的有力保障： 其次，適當(dāng)?shù)臐仓O(shè)備和震搗程序能保證混凝土高度密實而不離析，這一點對混 凝土的保護層尤為重要;最后，適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護工藝可以降低混凝土的滲透性并使水 泥充分水化而增加其耐久性。以上具體分析了幾種影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性主要因素。實際工程中，導(dǎo)致混 凝土結(jié)構(gòu)耐久性下降的原因是多方面的，它

11、們之間相互作用，相互影響，最終導(dǎo) 致了結(jié)構(gòu)的破壞。四、提高混凝土耐久性的措施針對影響混凝土耐久性的因素，采取的措施多種多樣，歸納起來主要有：在混凝土中，滲透性是一個綜合指標(biāo)。它是指氣體、液體或者離子受壓力、 化學(xué)勢或者電場的作用，在混凝土中滲透、擴散或遷移的難易程度?；炷翝B透 性與耐久性之間有著密切的關(guān)系，混凝土獲得高耐久性與長壽命的關(guān)鍵是提高混 凝土的抗?jié)B性28。因此，對已有建筑來說，表面處理是一種簡單有效的方法。 摻加高效減水劑，在保證混凝土拌和物所需工作性的同時，盡可能降低用水量， 減小水灰比，使混凝土的總孔隙率，特別是毛細(xì)孔隙率大幅度降低；摻入高效活 性礦物摻和料，如硅灰、粉煤灰等，

12、改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成，使 水泥石結(jié)構(gòu)更為致密，有效地阻斷可能形成的滲透通道；提高混凝土強度，增強 混凝土自身抵抗環(huán)境侵蝕破壞的能力9。凍融破壞在我國北方寒冷地區(qū)大量出現(xiàn)。防止凍融破壞的主要措施是降低水 灰比、使用引氣技術(shù)(加引氣劑)。但是，由于引入空氣微泡會降低混凝土強度， 加之市場上引氣劑品種繁多，質(zhì)量參差不齊，故在工程使用時應(yīng)慎重選用；在我國侵蝕性介質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)危害最嚴(yán)重的應(yīng)是氯鹽的影響，提高混凝土 抗氯離子滲透能力的措施是：限制水灰比，保證最低水泥用量以確保堿度，摻入 適量優(yōu)質(zhì)摻和料（粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰）等；（4）混凝土堿一集料10反應(yīng)危害很大，而且一旦發(fā)生很難修復(fù)。

13、但在我國發(fā)現(xiàn) 堿集料反應(yīng)引起開裂的實例很少見。這是因為我國混凝土強度等級較國外低，水 泥用量少，總堿量低。另外，我國水泥中普遍摻有15%以上水淬礦渣、粉煤灰、 沸石粉等混合料，有效抑制了可能發(fā)生的堿集料反應(yīng)。但隨著混凝土強度提高， 水泥用量增加，同時水泥生產(chǎn)工藝的改變，混凝土含堿量已在明顯提高。由于大 量基建項目的興建，骨料來源減少，劣質(zhì)骨料可能被采用，施工隊伍素質(zhì)等因素 也將提高堿集料反應(yīng)機率，應(yīng)采取有效預(yù)防措施。當(dāng)混凝土使用有堿活性反應(yīng)的 骨料時，配合比必須控制混凝土中的總堿含量以保證混凝土的耐久性；粉煤灰能 抑制堿集料反應(yīng)，但是如摻量小于10%，有時反會增加膨脹。外加劑特別是早強 劑會帶

14、來高含量的堿。我國目前僅外加劑提供的堿量有時竟高于國外限制混凝土 總堿量，如復(fù)合早強劑（硫酸鈉、氧化鈉、氧化鈣、亞硝酸鈉為主要成分）帶 入混凝土的堿為3.13kg/m36.80kg/m3，早強減水劑（硫酸鈉、木質(zhì)素為主要成 分）帶入混凝土的堿為1.31kg/m33.93kg/m3。目前，混凝土施工常因工期要求 摻入早強劑等外加劑，為預(yù)防堿集料反應(yīng)，在設(shè)計上應(yīng)對外摻劑的使用提出要求;以上主要說了前面提到的四個方面，其實影響混凝土的耐久性還有很多方 面，其措施也就還有很多。如鋼筋銹蝕問題、碳化問題等，這里就不一一列舉。結(jié)論：目前，提高結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性已經(jīng)成為全世界關(guān)注的重大課題，特別 是我國正

15、處于大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的歷史性時期，加強結(jié)構(gòu)耐久性研究，將有助 于進(jìn)一步推動我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理的科學(xué)化、理論化、系統(tǒng)化進(jìn)程，為實現(xiàn) 工程結(jié)構(gòu)發(fā)展戰(zhàn)略提供科學(xué)的理論和技術(shù)支持。參考文獻(xiàn)：徐峰，王琳，儲健.提高混凝土耐久性的原理與實踐.混凝土 . 2001閆曌燁.影響鋼筋混凝土耐久性的因素及改進(jìn)措施.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟. 2005冷發(fā)光，馮乃謙，等.提高普通混凝土強度和耐久性的正交試驗研究.混 凝土. 2000蒲心誠.論混凝土工程的超耐久化.混凝土. 2000才世平，于文勇，吳晨龍.混凝土耐久性問題及其提高措施探討.黑龍江 交通科技.2003: 1620金偉良，趙羽習(xí).混凝土結(jié)構(gòu)耐久性MI，北京:科學(xué)出版社，200271中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB50010 一 2002），混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)