浅谈如何提高混凝土耐久性

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摘要:从抗磨损、抗硫酸盐腐蚀、抗碳化及抗碱-集料反应等方面讨论如何提高混凝土耐久性。

Abstract:How to improve the concrete durability from the aspects of antifraying, corrosion resistant to sulfate, resistance to carbonizing and alkali-resistant――alkaline aggregate reaction etc is discussed.

关键词:硫酸盐腐蚀;碳化;碱-集料反应;耐久性。

Key words:Sulfate Corrosion; Carbonize; Alkaline Aggregate Reaction; Durability

中图分类号:TU528 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)01-0239-01

混凝土是目前全国用量最大使用领域最广的建筑材料。我区也是以混凝土作为主要建筑材料的地区。结构设计虽然采用可靠度理论结算,实质上仅能满足安全可靠指标的要求,而对耐久性要求考虑不足,且由于忽视维修保养,现有建筑物老化现象相当严重。我国是一个发展中的大国,正在从事着大规模基本建设,随着现代建筑不断向高层化大跨化和地下化方向发展,提高混凝土耐久性应该成为工程界关注的热点问题。

1抗磨损

一般而言,混凝土的抗压强度愈高,抗磨性能愈好。低水灰比的高强混凝土是提高密实的耐磨混凝土,表面混凝土致密是提高耐磨性的必要条件,施工时,应该多次压抹搓平混凝土表面。在有泌水的情况下,必须推持表面修整的时间,让水分充分蒸发,并在混凝土终凝前充分压抹搓平混凝土表面。此外,还可以通过在表面掺加高硬度集料增强耐磨性。

2抗硫酸盐腐蚀

当混凝土结构处在有侵入介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学、物理及物化变化,而逐步受到侵蚀,防止硫酸盐腐蚀的最基本作法是控制水灰比,并适当增加水泥用量,因为水灰比是决定混凝土渗透性的重要因素,如果硫酸盐腐蚀非常严重,降低水灰比采用V型水泥也不能起良好的保护作用,可采用掺混合料的水泥。如掺入含有活性硅较多的天然火山灰的水泥;掺入粉煤灰的水泥;掺入高炉不淬矿渣的水泥以及掺入硅粉的水泥。如果有现成的石膏矿渣水泥,也可以考虑作为代用品。

如果混凝土是预制品,提高该制品抗硫酸盐的另一途径是采用高压蒸汽养护,在高压蒸汽养护条件下,尤其是掺有磨细二氧化硅的混凝土,可消除水化浆体中的氢氧化硅,并且使高硫型和硫型水化硫酸盐几乎不再存在,其中的氧化结合C-S-H变成耐腐蚀性良好的硅酸盐(水石硫石)或单独形成稳定的C3AH6,从而能更好的抵抗硫酸盐腐蚀。

3抗碳化

一般的说,采用早强硅酸盐水泥时,碳化最慢,硅酸盐水泥稍快;而采用混合水泥时,由于Ca(OH)2的量相对较少,因此,碳化速度最快,碳化速度与混凝土强度密切相关,如果混凝土的抗压强度大于62.5N/mm2时,可不考虑混凝土的碳化。高性能混凝土的强度等级为C50级以上,其极限抗压强度大于62.5N/mm2,股采用高性能混凝土是提高碳化性能的有效途径之一。

高压蒸汽养护的混凝土碳化作用非常小,这是因为混凝土中的砂子在高温条件下被活化,与混凝土发生化学反应,形成了强度大、结晶高、抗碳化性能好的水化硅酸钙。

4抗碱-集料反应

发生混凝土碱-集料反应的条件有三个:

(1)水泥中的碱含量超过水泥总量的0.6%;(2)集料中活性集料含量超过1%;(3)混凝土处于潮湿环境。

上述三个条件全部满足时,才会发生碱-集料反应。所以,对这种反应,可以针对性地加以控制。

4.1 控制集料中的活性二氧化硅含量

将活性二氧化硅颗料存在的地方设想为一个局部膨胀中心,用以描述碱-集料反应,如果活性颗粒的数量很少,则可容金属离子迁移到这些分散中心所形成的碱硅酸凝胶也很少,吸水后可引起高度的局部膨胀,从而实际崩溃裂的危害增大。

4.2控制外界水分,降低水灰比

当外界没有可供吸取的水分时,将不会出现明显的有害膨胀,低水灰比的混凝土有很好的不透水性,故有助于延

缓碱-集料反应物吸水膨胀的速度。

5其他

5.1 加强养护,控制早期裂缝。

5.2 在保证混凝土拌合物所需流动性的同时,掺入减水剂。

5.3 加入高效活性矿物掺料,改善水化胶凝物质的组成,消除游离石灰的目的,使水泥石结构更为紧密。

5.4 表面涂装进行防腐处理,可使暴露在空气中的混凝土结构以及沿海地区的桥梁工程,受到空气中的盐分等其它元素的侵蚀,延长混凝土构件的使用年限。