（材料学专业论文）混凝土抗渗防裂性能的试验研究.pdf

硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进 行研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律 结果由本人承担。 论文作者签字：喂匝韵1 日期：2 0 0 7 年6 月 摘要 混凝土抗渗性不良和收缩开裂是影响混凝土结构防水性能和结构使用寿命的 主要因素之一。提高混凝土抗渗性并控制混凝土开裂是广大混凝土工程技术人员面 临的一大技术难题，目前经常采用的技术措施有：预留伸缩缝，掺加膨胀剂、防水剂、 减缩剂、塑料纤维、钢纤维、碳纤维等。上述技术措施中有些能提高抗渗性，但也 会增加混凝土的收缩开裂趋势；有些能降低收缩减少开裂，但对提高抗渗性没有作 用；有些会降低混凝土工作性，增加施工难度；有些则成本太高，工程难以接受。 如果能开发出一种抗渗防裂的混凝土用于隧道混凝土结构中，不仅可以取代 现有的防水板，减少施工缝及伸缩缝，而且可以显著降低综合成本并提高施工速度， 用于桥梁及其它混凝土结构中，则可以防止开裂显著提高混凝土的耐久性。本文在 试验过程中通过掺加抗渗防裂荆z s f s l 0 0 0 ，研究掺加该外加剂混凝土的工作性、 力学性能及耐久性，可以有效提高混凝土的耐久性。 具体内容如一f ： 1 研究z s f s l 0 0 0 对混凝土拌和物性能的影响 2 以0 2 1 ( 水泥) 掺量，进行力学强度和收缩、抗渗、抗裂等的耐久性试 验 3 从微观结构研究它对混凝士本身结构的影响 主要试验方法为： 混凝土拌和物试验：泌水率和凝结时间差。 混凝土的力学性能试验：在龄期为3 d 、7 d 、2 8 d 时测抗压强度。 混凝土的耐久性试验： 1 z s f s l 0 0 0 的掺入对混凝土抗渗性的影响 本文通过三种方法来评价混凝土的抗渗性，分别是直流电量法、渗水高度比 法、r c t - 快速氯离子检测法。直流电最法的基本原理是氯化物离子的负电荷将被吸 引到正电极，因此在测试期间电流的传输量就是氯化物渗透混凝十的量。渗水高度 比法试验参照g b j 8 2 8 5 9 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法和j c 4 7 4 - 1 9 9 9 砂浆、混凝土防水剂。r c t 一快速氯离子检测法：采用试件成型后先于标准养护 室养护2 8 d ，再置于盐雾箱中加速腐蚀的方法，时问为2 个月，目的是模拟一些长 期受空气中含有一定n a c l 成分侵蚀的海工建筑物受氯离子侵蚀的状况。盐雾箱具 有自动控温，连续及间断喷雾的功能，盐雾环境设置为：盐雾中n a c l 溶液的浓度为 5 ，温度( 2 0 - 4 - 3 ) ，采用间接喷雾方式。其中，分别选取距试件表面5 、1 5 和2 5 t m 的c l 含量分别作为0 1 0 、1 0 2 0 和2 0 3 0 u 的混凝土内的c 1 一平均含量。本文 引进了r c t 这种快速的氯离子检测方法，该方法基于电化学的有关知识，利用纯净 的氯离子溶液所产生的电压与氯离子含量成正比的关系来检测实际混凝士构件的 氯离子含量。该方法使用一种特殊的提取液来提取混凝土灰粉中的氯离子，而对其 他的阴离子进行了屏蔽。在经提取过的混凝土灰粉溶液中，由于氯离子易发生氧化 还原反应，能产生一电位差；而其他的阴离子以某些形式被屏蔽起来；阳离子不易 发生氧化还原反应，对溶液的电压影响不大。故而由离子氧化还原反应的方程 驴- 3 5 9 2 - o 0 5 咧2 x l g 器 可知，当 c 1 、 增加时，由于氯离子的电负性较强，随着其含量的增加，溶液由正 电压逐渐转为负电压。利用已知氯离子浓度的纯溶液所产生的电位差画出电位差 ( 即所测得电压) 标准曲线，使用提取液将混凝土灰粉中的氯离子全部提取并屏蔽 其他阴离子的影响，测定其电压值，然后在标准电位曲线上找出其对应的氯离子含 量百分比。 2 z s f s l 0 0 0 的掺入对混凝土抗裂性的影响 试验采用钢环法来研究。 3 混凝土的抗收缩性 混凝土干缩随龄期增大而增加，而大部分干缩发生在早期，而早期混凝土强 度降低。因而，混凝土易在早龄期发生干缩裂缝。为此，加强混凝土早期湿养护， 减小早期收缩，这样也可以减少干缩裂缝。试验参照g b j 8 2 8 5 普通混凝土长期 性能和耐久性试验方法。 4 混凝土的抗硫酸盐性 试验参照水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法g b t 2 4 2 0 一1 9 8 1 。通过抗蚀系数 来评价其抗硫酸盐性。 5 混凝土的抗碳化性 试验参照普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法g b j 8 2 8 5 ，进行空白 混凝土以及掺有0 2 1 的z s f s l 0 0 0 抗渗防裂剂混凝土碳化试验。 6 混凝土的抗冻性 试验参照g b j 8 2 - - 8 5 选用快冻法进行研究。 7 混凝土孔隙率的测定 混凝土孔隙率可通过饱水混凝土试件在特定条件下的吸水率间接求得，即“可 蒸发水含量法”。混凝土的气孔及粗毛细孔含量由完全饱水的试件在9 0 相对湿度 ( 通过干燥器中放置饱和b a c l 。溶液，可使周围环境相对湿度达9 0 ) 条件下的失 水量求得；总孔隙率由完全饱水的试件在1 0 5 c 下烘干至恒重时的失水量求得；毛 细孔含量即为总孔隙率与粗孔含量的差值。该方法所得的气孔及粗毛细孔隙率与浆 体中孔径大于3 0 h m 的孔隙相对应。 本文以z s f s l 0 0 0 掺入混凝土为研究对象，通过对混凝土工作性能、力学性能 及耐久性的一系列试验研究，可得出如下结论： l z s f s l 0 0 0 的掺入可促进混凝土的早凝早强，减少泌水。与空白混凝土相比t 3 d 、7 d 、2 8 d 的抗压强度分别提高1 4 5 、1 2 9 、2 2 3 ，而其他如减缩剂在减小 混凝土收缩的同时却对强度没有影响或甚至有降低作用，相比而言，说明这种外加 剂对早期强度有提升作用，且对2 8 天强度没有不利影响。 i i i 2 混凝土本身的裂缝影响混凝十的耐久性，z s f s l 0 0 0 的加入提高了混凝十的密 实性，阻碍水分及其它有害物质进入混凝土，进而延缓了混凝土试件的冻融破坏， 提高混凝土的抗冻性和抗氯离子渗透性。 3 z s f s l 0 0 0 加入到混凝土中，减少收缩，延缓开裂时间，减少了裂纹数量，改 善混凝土的抗开裂性能。 4 通过混凝土的孔隙率试验，研究了水灰比在0 6 条件下的孔隙分布情况， z s f s l 0 0 0 的加入减少了混凝土的有害孔隙，提高了密实性，从微观结构上可以解 释z s f s l 0 0 0 通过增加密实性达到自防水和抗渗性能，使混凝土能有效抵抗有害物 质的侵入，提高了耐久性。 5 对z s f s l 0 0 0 改善混凝土抗渗防裂机理还有待进一步研究。 a b s t r a c t t h ea d v e r s ei m p a c to f i m p e r m e a b i l i t yo f c o n c r e t ea n ds h r i n k a g ec r a c k i n gi so n eo f t h em a i nf a c t o r so fw a t e r p r o o fp e r f o r m a n c ea n ds e r v i c el i f eo fc e n c r e t es t r u c t u r e t h e c o n t r o lo fi m p e r m e a b i l i t yo fc o n c r e t ea n dc o n c r e t ec r a c k i n gi sam a j o rt e c h n i c a l p r o b l e m so ft h ev a s tn u m b e ro fe n g i n e e r i n ga n dt e c h n i c a lp e r s o n n e lo fc e n c r e t e ，n o w f r e q u e n t l yu s e dt e e l m i e a lm e a s u r e sa r e ：r e s e r v e dj o i n t s , a d d i n ge x p a n d e r s ，w a t e r p r o o f a g e n t ，s r a ，p l a s t i cf i b e r , s t e e lf i b e r , c a r b o nf i b e r , e t c i nt h e s et e c h n i c a lm e a s u r e ss o r t i e c a ni m p r o v ei m p e r m e a b i l i t y , b u tw i l la l s oi n e r e a s ot h ec o n t r a c t i o no fc o n c r e t ec r a c k i n g t r e n d s ；s o m ec a nr e d u c es h r i n k a g ea n dc r a c k i n g , b u ti n c r e a s ep e r m e a b i l i t y ；s o m ec a n r e d u c ec o n c r e t ew o r k ，b u ti n c r e a s ec o n s t r u c t i o nd i f f i c u l t y ；s o m ea r et o oc o s t l ya n d d i f f i c u l tt oa c c e p tt h ep r o j e c t i fac o n c r e t eo fa n t i - l e a k a g ea n da n t i - s p l i tc a nb ei n v e n t e df o rt h et u n n e lc o n c r e t e s t r u c t u r e ，i tc a l ln o to n l yr e p l a c ee x i s t i n gw a t e r p r o o f p l a t e ，r e d u c ec o n s t r u c t i o n j o i n t ，b u t a l s oc a ns i g n i f i c a n t l yr e d u c eo v e r a l lc o s t sa n di m p r o v et h es p e e d , f o rb r i d g e sa n do t h e r c o n c r e t es t r u c t u r e s ，t h e yc a np r e v e n tc r a c k i n gs i g n i f i c a n t l ya n di n c r e a s et h ed u r a b i l i t yo f c o n c r e t e t h i sp a p e ri n t r o d u c e san e wa d m i x t u r ez s f s l 0 0 0 ，s t u d y i n gt h ew o r k a b i l i t y , m e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dd u r a b i l i t yo ft h ea d m i x t u r ec o n c r e t e i tc a l li m p r o v et h e d u r a b i l i t yo f c o n c r e t e s p e c i f i cd e t a i l sa r ea sf o l l o w s ： i s t u d yp r o p e r t i e so f z s f s l 0 0 0c o n c r e t em i x i n g 2 t o0 2 1 ( c e r n e a oc o n t e n t s t i l d ym e c h a n i c a ls t r e n g t ha n ds h r i n k a g e ， p e r m e a b i l i t y , c r a c k i n go f c o n c r e t e 3 f r o mt h em i c r o - s t r u c t u r es t u d yt h ei m p a c to f c o n c r e t es t r u c t u r e m a j o rt e s tm e t h o d s ： c o n c r e t em i x t u r et e s t ：t h er a t eo fs e c r e t i o no fw a t e ra n dc o n d e n s a t i o nt i m e d i f f e r e n c e t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f c o n e r e t e ：t h ec o m p r e s s i v es t r e n g t ho f 3 r dd a y , 7 t hd a y , 2 8 t hd a ya r em e a s u r e d t h ed u r a b i l i t yo f c o n c r e t e ： 1 t h e i m p a c to f z s f s l 0 0 0 t o t h e i m p e r m e a b i l i t y o f t h e c o n c r e t e b yt h r e em e t h o d st oe v a l u a t et h ei m p e r m e a b i l i t yo f c o n c r e t e , n a m e l yd cm e t h o d ， r c t - r a p i dd e t e c t i o no f c h l o r i d ei o n t h eb a s i cp r i n c i p l eo f d cm e t h o di s ：c h l o r i d ei o n s i nt h en e g a t i v ec h a r g ew i l lb ea t t r a c t e dt op o s i t i v ee l e c t r o d e s od u r i n gt h et e s tt h e c u r r e n tt r a n s m i s s i o nc a p a c i t yi sc h l o r i d ep e r m e a b i l i t yo fc o n c r e t ev o l u m e o s m o t i c p r e s s u r em e t h o di sa c c o r d i n gt og b j 8 2 8 5 l o n g - t e r mp e r f o r m a n c ea n dd u r a b i l i t y t e s t i n gm e t h o d so fo r d i n a r yc o n c r e t e a n dj c a 7 5 1 9 9 9 ( w a t e r p r o o f i n ga g e n to f m o r t a r , c o n c r e t e r c t - r a p i dd e t e c t i o no fc h l o r i d ei o nt e s t ：u s i n gs p e c i m e n sa f t e r f o r m i n gi nt h es t a n d a r d sc o n s e r v a t i o nr o o m ，a f t e r2 8d a y sp l a c e di nb o x e so fs a l ts p r a y c o r r o s i o na c c e l e r a t e dm e t h o df o rt w om o n t h s ，i no r d e rt os i m u l a t eal o n g - t e r ma i r c o n t a i n i n gc e r t a i nc o m p o n e n t so f m a r i n ee r o s i o nn a c lb yc h l o r i d ec o r r o s i o nb u i l d i n g s s a l ts p r a yb o xw i t ha u t o m a t i ct e m p e r a t u r ec o n t r o l ，c o n t i n u o u sa n dd i s c o n t i n u o u s f u n c t i o n so ft h es w a y ，s a l ts p r a ye n v i r o n m e n ti ss e tu pa sf o l l o w s ：5 o fn a c i s o l u t i o n ，t h et e m p e r a t u r e ( 2 04 - 3 ) ，i n d i r e c ts p r a y s t h es p e c i m e ns u r f a c eo f5 ，1 5 a n d2 5 m mc i c o n t e n tw e r es e l e c t e df r o m 0 l o 1 0 2 0a n d2 0 一3 0 m mo ft h e c o n c r e t ec i a v e r a g el e v e l s t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h er c tr a p i dd e t e c t i o no f c h l o r i d e i o n s ，t h em e t h o db a s e do nt h er e l e v a n tk n o w l e d g eo f e l e c t r o c h e m i s t r y , n s ep u r ec h l o r i n e i o n sg e n e r a t e dv o l t a g ep r o p o r t i o n a lt ot h ec h l o r i d ec o n t e n tt ot e s tt h ea c t u a lc h l o r i n ei n n c o n t e n to fc o n c r e t es t r u c t u r e s w e 啪as p e c i a le x t r a c td u s to fc o n c t o t et oe x t r a c tt h e h c h l o r i n ei o n ，a n ds h i e l do t h e ra n i o n s i nt h ee x t r a c t i o nd u s to ft h ec o n c r e t es o l u t i o n ，a s c h l o r i d ei o np r o n et or e d o xr e a c t i o n ，w h i c hc a np r o d u c eap o t e n t i a ld i f f e r e n c e ；a n do t h e r a n i o n si ns o m ef o r mo fs h i e l d i n g ；c m i o ni sd i f f i c u l tt or e d o xr e a c t i o n s ，t h es o l u t i o n v o l m g el i t t l ei m p a c t s oi o nr e d o x o f t h ee q u a t i o ni sa sf o l l o w s ： = s 5 9 2 一。5 蛇2 x l g 织。l ，： a sk n o w nw h e n 【c ui n c r e a s ，n e g a t i v ev o l t a g eo ft h ec h l o r i n ei o n si n c r e a s e w i t h t h ei n c r e a s eo fi t sc o n t e n t , s o l u t i o nv o l t a g et r a n s f o r mg r a d u a l l yf r o mv o l t a g ei n t o n e g a t i v ev o l t a g e u s i n gap u r ec o n c e n t r a t i o no fc h l o r i d ei o n s ，t h el x l r es o l u t i o na r i s i n g f l o r at h ep o t e n t i a ld i f f e r e n c ep a i n t e dp o t e n t i a ld i f f e r e n c e ( m e a s u r e dv o l t a g e ) o ft h e s t a n d a r dc u r v e ，u s e dt oe x t r a c tc o n c r e t ed u s tt oe x t r a c tt h ec h l o r i n ei o na n da l lo t h e r a n i o n ss h i e l d i n gt h ei m p a c to f v o l t a g ev a l u e t h e nw ei d e n t i f yt h ep e r c e n t a g ec o n t e n to f c h l o r i d ei o ni nt h es t a n d a r dc u r v e 2 i m p a c t o fz s f s l 0 0 0o nt h ec o n c r e t ec r a c k i n g s t u d yb yr i n g sm e t h o d 3 s h r i n k a g eo f c o n c r e t e c o n c r e t es h r i n k a g ei n c r e a s e sw i t ht h ea g e ，a n dm o s to f t h es h r i n k a g eo c c u r r e di n t h e e a r l y , w h i l e t h e e a r l ys t r e n g t h o f t h e c o n c r e t er e d u c e d t h u s ，t h e c o n c r e t eo c c u r r e d t o e a s i l ys h r i n k a g ec r a c k si nt h ee a r l ya g eo f t ot h i se n d ，w es h o u l ds t r e n g t h e ne a r l yw e t c o n v e r s a t i o no f c o n c r e t e a n d r e d u c e e a r l ys h r i n k a g e ，i t w i l l b e p o s s i b l e t or e d u c e s h r i n k a g ec r a c k s 4 s u l f a t er e s i s t a n c eo f c o n c r e t e t e s t r e f e r s t o ( r a p i d t e s t m e t h o do f c e m e n t r e s i s te r o s i o n ) g b f r 2 4 2 0 - 1 9 8 1 e v a l u a t ei t ss u l f a t er e s i s t a n c et h r o u g hc o e f f i c i e n t i t h e t e s tr e f e r s t o l o n g - t e r m p e r f o r m a n c ea n dd u r a b i l i t y o f o r d i n a r y c o n c r e t e t e s t m e t h o d ) ) g b j 8 2 8 5 b l a n kc o n c r e t ea sw e l la sf o rc o n t a i n i n go 2 1 o ft h ez s f s l 0 0 0 c o n c r e t ee a r b o n i z a t i o nt e s t s 6 f r o s to f c o n c r e t e t tr e f e r st og b j 8 2 - 8 5 7 t h ep o r o s i t yo f c o n c r e t e c o n c r e t ep o r o s i t yc a nb em e a s u r e db yw a t e r - s a t u r a t e dc o n c r e t es p e c i m e n su n d e r c e r t a i nc o n d i t i o n s ：”e v a p o r a t i v ew a t e rc o n t e n tm e t h o d ”c o n c r e t er o l l g hc a p i l l a r y p o r o s i t yc o n t e n ti sc o m p l e t e l ys a t u r a t e db yw a t e rs a m p l e si n9 0 r e l a t i v eh u m i d i t y ( d r y e rp l a c e ds a t o m t e db a c hs o l u t i o nw i l le n a b l et h es u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n tr e l a t i v e h u m i d i t yu pt o9 0 煳u n d e rc o n d i t i o n so f w a t e r ；t o t a lp o r o s i t yc o m p l e t e l yi ss a t u r a t e db y w a t e rs a m p l e si n1 0 5 d r y i n gt oc o n s t a n tw e i g h to f t h ew a t e rl o s s ；n a m e l y , t h em a r g i n t h et o t a lc o n t e n to fp o r o u $ a n dp o r ec o n t e n to ft h ec r u d ei sc a p i l l a r yp o r o s i t y t h e m e t h o d t h er o b g hc a p i l l a r yp o r o s i t yr a t ec o r r e s p o n d st og r e a t e rt h a n3 0n mp o r o s i t y b a s e dz s f s l 0 0 0c o n c r e t e , t h ep 耐o r m a n c oo f c o n c r e t ew o r k i n g , m e c h a n i c a l p r o p e r t i e sa n dd u r a b i l i t yo f as e r i e so f s t u d i e s t h ef o l l o w i n gc o n c l u s i o n sc a nb ed r a w n ： 1 c o n c r e t er e d u c 2 b l e e d i n g 耐t l l t h ea d d i t i o n o f z s f s l 0 0 0 w h i c hc a na l s o b e p r o m o t i n ge a r l yc o n d e n s a t e c o m p a r e dw i t ht h eb l a n kc o n o r e t e ，c o m p r e s s i v es t r e n g t ho f 3 r d ，7 t ha n d 2 8 t hd a yi n c r e a s e d1 4 5 ，1 2 9 ，2 2 3 w h i l co t h e r ss u c ha sr e d u c i n g a g e n ti nr e d u c i n gs h r i n k a g et h ec o n c r e t es t r e n g t hh a sa tt h e8 f l n l et i m en o ta f f e c to re v e n b er e d u c e d ，i nc o m p a r i s o n ，e a r l ys t r e n g t ho f t h i sa d m i x t u r ew i l lb ee r t h a n c e da n d s t r e n g t ho f 2 8d a y sw i t h o u t a d v e r s ee f f e c t s 2 c r a c k si nt h ec o n c r e t ei t s e l f i m p a c tt h ed u r a b i l i t yo f c o n c r e t e z s f s l 0 0 0e n h a u c e t h ed e n s i t yo f c o n c r e t ea n db l o c kw a t e ra n do t h e rh a r m f u lm a t e r i a l st os u b s t a n c ei n t ot h e e n n e r e t e ，i nt u r nd e l a yf i e e z 2 - t h a wd a m a g eo ft h ec o n c r e t es p e c i m e n s ，i m p r o v et h e l v c o n c r e t ea n t i f r e e z ee n dr e s i s t a n c et oc h l o r i d ei o np e r m e a b i l i t y 3 z s f s l 0 0 0c o n c r e t er e d u c e ds h r i n k a g ea n dd e l a y e dc r a c k i n gt i m e ，r e d u c i n gt h e n u m b e ro f c r a c k s ，i m p r o v ee n t i - c r a c k i n gp r o p e r t i e so f c o n c r e t e 4 t h r o u g hc o n c r e t ep o r o s i t yt e s t s ，t h ew a t e r - c e m e n tr a t i oo f 0 6u n d e rt h e c o n d i t i o n s o ft h ep o r ed i s t r i b u t i o n , z s f s l 0 0 0c o n c r e t er e d u c e dt h eh a r m f u lp o r o s i t y ，i n c r e a s e d d e n s i t y f r o mt h em i c r o - s t r u c t u r ew ec a l le x p l a i nt h a tz s f s l 0 0 0m e e tw a t e r p r o o fe n d i m p e r m e a b i l i t yb ye n h a n c i n gc o m p a c t n e s s ，c o n c r e t eg a l le f f e c t i v e l yr e s i s tt h ei n t r u s i o n o f h a r m f u ls u b s t a n c e se n de n h a i l c et h ed u r a b i l i t y 5 z s f s l 0 0 0i m p r o v i n gc o n c r e t ec r a c k i n gm e c h a n i s mr e m a i n st ob ef u r t h e rs t u d i e d v 铁道科学研究院硕士学位论文 摘要 混凝土收缩而产生应力，作用在受到约束较大的脆性混凝土时，会导致混凝 土材料开裂，影响了混凝土结构的强度和耐久性。本文引进一种抗渗防裂剂z s f s l 0 0 0 ， 研究掺加该外加剂混凝土的工作性、力学性能及耐久性。 工作性研究结果表明：加入抗渗防裂剂z s f s l 0 0 0 后，减少混凝土泌水，同时可促 进早凝，改善了混凝土的工作性。 力学性能的研究结果表明：掺抗渗防裂剂z s f s l 0 0 0 混凝土与空白混凝土相比，3 d 、 7 d 、2 8 d 各个龄期的抗压强度值都有所提高。 耐久性研究结果表明：抗渗防裂剂z s f s l 0 0 0 的加入，有效提高混凝土的抗氯离子 渗透性，明显提高混凝土的抗渗等级；延长混凝土初裂时间，减少裂缝宽度及数量，明 显地减少收缩开裂；降低收缩率；提高了混凝土的抗碳化、抗硫酸盐性和抗冻性。通过 孔隙率试验，抗渗防裂剂z s f s l 0 0 0 确实改善了混凝土的孔结构，提高了密实性。 关键词：抗渗；防裂；收缩 铁道科学研究院硕士学位论文 a b s t r a c t d u et ot h es t r e s sw h i c hh a sb e e nf o r m e df r o mt h es h r i n k a g ei nc o n c r e t e ，f o rt h eb r i t t l e c o n c r e t es t r u c t u r e ，w h e ni ti sr e s t r a i n e db yt h ei n n e ro ro u t e rs t r e s s ，i ti sl i k e l yt oc r a c k t h u s i tc a ns e r i o u s l ya f f e c tt h es t r e n g t ha n dd u r a b i l i t yo fc o n c r e t es t r u c t u r e t h i sp a p e ri n t r o d u c e sa n e wa d m i x t u r ez s f s l 0 0 0 ，s t u d y i n gt h ew o r k a b i l i t y , m e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa n dd u r a b i l i t yo f t h ea d m i x t u r ec o n c r e t e w o r k a b i l i t yt e s t i n gs h o w s 1 a t 。c o n c r e t er e d u c eb l e e d i n gw i t ht h ea d d i t i o no fz s f s l 0 0 0 w h i c hc a na l s ob ep r o m o t i n g e a r l yc o n d e n s a t e ，i m p r o v i n gt h ew o r k a b i l i t yo f t h ec o n c r e t e m e c h a n i c a lp r o p e r t yt e s t i n gi n d i c a t e st h a tc o m p a r e dw i t ht h eb l a n kc o n c r e t et h ev a l u eo f c o m p r e s s i v es t r e n g t ho f t h ec o n c r e t ea d d i n gz s f s l 0 0 0 o nt h e3 r dd a y 、t h e7 t hd a ya n d2 8 t h d a yh a sa l s ob e e ne n h a n c e d d u r a b i l i t yr e s e a r c hs h o w s ：t h ea d m i x t u r ec o n c r e t ee f f e c t i v e l yi m p r o v et h ep e n e t r a t i o no f c h l o r i d ei o n c o n c r e t e ，s i g n i f i c a n t l yi m p r o v i n g t h e i m p e r m e a b i l i t yg r a d eo fc o n c r e t e ， e x t e n d i n ge a r l yc r a c kc o n c r e t e z s f s l 0 0 0r e d u c et h ec r a c kw i d t ha n ds i g n i f i c a n t l yr e d u c e s h r i n k a g ec r a c k i n g ；i m p r o v ea n t i c a r b o n a t i o n ，a n t i s u l f a t ea n df r o s tr e s i s t a n c eo fc o n c r e t e t h r o u g hp o r o s i t yt e s t s ，z s f s 10 0 0c a ni m p r o v et h ec o n c r e t ep o r es t r u c t u r ea n dc o m p a c t n e s s k e yw o r d s ：a n t i l e a k a g e ；a n t i - s p l i t e ；s h r i n k a g e 铁道科学研究院硕士学位论文 第一章概述 1 1 选题背景 1 1 1 当前钢筋混凝土结构的耐久性问题 钢筋混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点，造价较低，是土木工程结构设计中的 首选形式，其应用范围非常广泛。虽然有新的结构计算理论的提出和新型建筑材料的出 现，并且涌现出了高强混凝土、自密实混凝土、泵送混凝土、活性粉末混凝土等运用在 基本建设项目中，将来还会出现许多新的结构形式，但可以肯定的是，钢筋混凝土结构 仍然是最常用的结构形式之一。 这并不说明钢筋混凝土结构是十全十美的。在2 0 世纪3 0 年代，混凝土建筑开始蓬 勃发展的时候，一般认为按照4 0 至5 0 年使用寿命进行典型设计的混凝土结构，实际上 将耐久得多，而且很少或无需维修。直到2 0 世纪7 0 年代，任何混凝土过早损坏的情况， 都被认为由于规范不当或所用材料及施工方法的缺点所引起的例外情况来处理”1 。从混 凝土应用于土木工程至今的1 5 0 年问，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提 前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构设计的抗力不足导致的，有的 则是由于使用荷载的不利变化而造成的，但更多的是由于结构的耐久性不足而造成的失 效，特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的侵蚀，导致钢筋锈 蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，这己成为实际工程中的重要问题。 早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失 【堋 。 由于钢筋混凝土结构耐久性不足造成的后果是非常严重的。美国1 9 7 5 年由于腐蚀引 起的损失达7 0 0 亿美元，1 9 8