混凝土的耐久性到底有哪些?

除了设计要求的强度以确保其能够承受设计荷载外,混凝土还应具有适合自然环境和使用条件的耐久性能。混凝土耐久性主要包括混凝土中钢筋的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱骨料反应性和抗腐蚀性。

一、混凝土的抗渗性

抗渗是混凝土的一项基本性能,此外,它还直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。

混凝土的抗渗性能用抗渗等级S表示(也可以用P表示)。它是以28d龄期的标准试件,按规定方法试验,以试件不渗水时所能承受的最大水压来确定。抗渗强度等级有S2.S4.S6.S8.S10及S12六个等级,分别表示可承受0.2MPa,0.4MPa,0.6MPa,0.8MPa,1.0MPa及1.2MPa的水压。

混凝土结构渗水问题主要原因是因为内部的空隙可以形成一个连通的渗水通道。这些通过孔道除由振捣不密实外,主要内容来源于水泥浆中多余部分水分的蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所形成的泌水通道及粗集料下部空间界面水富集分析形成的孔穴。其主要与水灰比的大小国家有关。试验研究表明,随着不同水灰比的增大,抗渗性变差,当水灰比大于0.6时,抗渗性急剧增加降低。

二、抗冻性

混凝土在水饱和工作状态下,能经受时间多次冻融循环经济作用而不破坏,同时也不严重影响降低劳动强度的性能,称为抗冻性。在寒冷以及地区,特别是学生接触水又受冻的环境发展条件下,混凝土技术要求具有相对较高的抗冻性。抗冻等级评价指标是在规定的冻融制度下试验,检验其强度可以降低,不超过25%时的循环数,即为所检验进行混凝土的抗冻等级。混凝土的抗冻等级有D25.D50.D100.D150.D200.D250和D300七个不同等级,字母下的角注,即所能产生抵抗的循环数。

在混凝土硬化过程中,由于水分和微孔隙的分布,不仅使混凝土的渗透性能变差,而且使混凝土的吸水率增加,导致混凝土的抗冻性能下降。低水灰比、致密混凝土和闭孔混凝土(引气混凝土)抗冻性较高。加入引气剂和减水剂可以有效地提高混凝土的抗冻性能。

三、混凝土的碳化

空气中的二氧化碳渗透到混凝土中,与混凝土中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,混凝土的碱度降低,称为混凝土的碳化。当碳化深度超过钢筋保护层时,钢筋在水和空气的作用下开始生锈。钢筋腐蚀会引起体积膨胀,造成混凝土保护层开裂和剥落。此外,碳化还会引起混凝土收缩(即碳化收缩),容易导致混凝土表面出现微裂缝。

碳化发展作用对混凝土结构也有存在一些有利环境影响,即碳化作用可以产生的碳酸钙填充了水泥石的孔隙,以及碳化时放出的水分管理有助于未水化水泥的水化,从而可提高我国混凝土碳化层的密实度,对提高学生抗压能力强度有利,如混凝土预制桩往往通过利用不同碳化作用来不断提高桩的表面硬度。影响碳化处理速度的外界社会因素是二氧化碳的浓度及湿度,影响碳化速度的内在文化因素是混凝土技术本身的孔隙率、碱度及抗渗性。

四、混凝土的抗侵蚀性

当混凝土环境中含有腐蚀性介质时,混凝土会受到腐蚀。通常有软水侵蚀、硫酸盐侵蚀、一般酸侵蚀和强碱侵蚀。

混凝土的耐蚀性与水泥的种类、混凝土的密实度和孔隙率有关。提高混凝土耐腐蚀性的主要措施是合理的水泥品种和掺合料,降低水灰比,改善混凝土密实度,改善孔结构。

五、抗碱-集料反应

水泥中的碱与集料中的活性二氧化硅发生变化反应,在集料表面处理生成过程复杂的碱-硅酸凝胶。碱-硅酸凝胶发展具有吸水膨胀(体积可增大三倍)的特性,当膨胀时,会使包围集料的水泥石胀裂。这种学习化学物质反应要具备通过以下问题三个重要条件我们才会不断发生:一是提高混凝土中碱的含量足够高;二是集料中含有一定的活性主要成分;三是有水存在。三者中缺一不可,缺少对于任何作为一个经济条件,碱-集料反应时间都不会发生。

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