混凝土的耐久性.doc

混凝土的耐久性 耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。1、我国土建结构工程的耐久性现状一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。我国建设部于80年代的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用2530年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅1520年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有3040年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料，密实度和抗渗性差，不耐地下水与机车废气侵蚀，开裂与渗漏严重；对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明，漏水的占50.4%，其中1/3渗漏严重，并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电，影响正常运行，而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策，如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与34cm厚的保护层厚度。有专家估计，我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年，由于忽视耐久性，迎接我们的还会有“大修”20年的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：1）由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。 2)工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。 3)环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。2、根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径。如上分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型共所困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法：（）加强混凝土配比设计，强调以降低混凝土水胶比，而不是片面强调水泥的高强、早强为选用原则。减小水胶比是改善混凝土耐久性的重要方法，现在一些大体积混凝土一般采用地水胶比的碾压混凝土，三峡工程的大坝就是采用这样的技术。 同时，还应加强混凝土组分中粗、细骨料的均质性；稳定性；较好的骨料粒型（针片状叫少）；级配合理；强调不同组分之间的相容性和超叠效应，而不是单个组分的品质；水泥和高效减水剂之间必须要做相容性实验。 （）提高混凝土的耐久性应从防止混凝土的裂缝入手。因为混凝土有裂缝之后，耐久性将大大降低。资料表明，近几十年来，基础桥梁、隧道等部位产生的大量裂缝和干燥收缩的关系不是重要的，水化热及温度变化已经成为混凝土开裂的主导原因。因此防止混凝土裂缝提高混凝土的耐久性，降低混凝土的水化热尤为重要，而降低水化热的办法可以采用降低混凝土新拌温度；加入一定比例的粉煤灰可以提高混凝土的粘聚性改善过度区，消纳Ca(OH)2同时产生胶凝反应对混凝土有内养护作用，从而改善抗裂性能减少收缩，延缓早期强度发展率。 （）加强养护，控制早期裂缝。混凝土的裂缝与混凝土的收缩有关。试验表明，干缩在浇筑天收缩，三个月收缩，六个月收缩，干缩与浆骨比有关，当浆骨比一定是与水胶比有关。由于现代硅酸盐水泥发热量大，细度细，混凝土早期强度高，早期裂缝为，所以控制早期裂缝由为重要。采取的措施就是及时养护，拆模时间要以混凝土的内外温差来定，不能随意，尤其不能在拆模后才开始浇水养护因为那样会造成混凝土因解除束缚，而内外温差大造成开裂。耐久性是一项长期性能，而破坏过程又十分复杂。因此，要较准确地进行测试及评价，还存在着不少困难。现在只是采用快速模拟试验，对在一个或少数几个破坏因素作用下的