简述水利工程建筑混凝土碳化与冻融的防治

1、简述水利工程建筑混凝土碳化与冻融的防治简述水利工程建筑混凝土碳化与冻融的防治一、混凝土碳化、冻融破坏机理分析1.混凝土的冻融。混凝土的抗冻性是混凝土受到的物理作用干湿变化、温度变化、冻融变化等的一方面，是反映混凝土耐久性的重要指标之一。对混凝土冻融破坏的机理，目前的认识尚不完全一致，按照公认程度较高的，由美国学者T.Perse提出的膨胀压和浸透压理论，吸水饱和的混凝土在其冻融的过程中，遭受的破坏应力主要由两局部组成。其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化，由水转变成冰，体积膨胀9%，因受毛细孔壁约束形成膨胀压力，从而在孔周围的微观本文由论文联盟.Ll.搜集整理构造中产生拉应力;其二是

2、当毛细孔水结成冰时，由凝胶孔中过冷水在混凝土微观构造中的迁移和重分布引起的渗管压。由于外表张力的作用，混凝土毛细孔隙中水的冰点随着孔径的减小而降低。凝胶孔水形成冰核的温度在-78以下，因此由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成浸透压。2.混凝土的碳化。混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中2气浸透到混凝土内，与其碱性物质起化学反响后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化，其化学反响为：aH2+2=a3+H2。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋外表生

3、成难溶的Fe23和Fe34，称为纯化膜。碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开场生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有进步混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因此会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。二、混凝土碳化、冻融破坏影响及防治1.混凝土冻融破坏影响因素及防治混凝土冻融破坏影响因素。混凝土冻融破坏的影响因素是多方面的。一是组成混凝土的主要材料性质的影响，如;水泥的品种、水泥中不同矿物成份对混凝土的耐久性影响较

4、大，又如骨料的影响，除了骨料本身的质量对混凝土的抗冻性的影响以外，骨料的浸透性和吸湿性对混凝土的抗冻性也有决定性的作用，由于湿度和强度的变化，会产生含针状物岩石体积的变化，这将会损坏已硬化的水泥砂浆和混凝土外表，同时骨料的化学性能对混凝土的耐久性也将产生一定的影响;二是外加剂的影响，在混凝土施工过程中掺入引气剂或减水剂对改善混凝土的内部构造，改善混凝土的内部孔隙构造可起到缓冲冻胀的作用，大大降低冻胀应力，进步混凝土的抗冻性;三是施工工艺影响，配合比、混凝土的施工、硬化条件等都与混凝土的耐久性有亲密的关系，同时混凝土中的单位用水量是影响混凝土抗冻性的一个重要因素。此外混凝土的外表、边角和工作缝部

5、位处于最不利的工作条件，所以混凝土模板种类、性质和外表加工情况以及工作缝的处理对混凝土的耐久性也有很大的影响;四是防止受水位变化影响，寒冷季节水位变化会引起混凝土的严重冻融破坏需采取有力措施防止;五是严格控制施工质量，混凝土施工质量的好坏，将影响它的抗冻性，因此必须把好质量关，不允许出现蜂窝、麻面，力求密实，外表光滑。2.混凝土冻融破坏的防治对于混凝土冻融破坏的防治，结合我们的施工理论，总结出了如下几点：1预防措施。一是在混凝土施工中应根据不同情况选择含有不同矿物成份和不同性能的水泥、骨料和外加剂，从材料方面确保混凝土的耐久性;二是严格混凝土制作配合比，一定要根据构造类型和所处的环境条件，试验

6、确定关键参数，主要是降低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分仅为其重量的25%左右，假设水量增加，多余的水就游离析出，产出孔隙，饱和后易受冻胀破坏;另外掺入引气型外加剂是进步混凝土抗冻性最有效的途径之一;三是人为地优化建筑物混凝土构件周围的环境条件，以减少或改善致使混凝土冻融的各种不利因素。2治理措施。水泥砂浆修补，适用于细微的表层破坏;预缩砂浆修补，所谓预缩砂浆是指经拌和好之后再归堆放置3090ih后才使用的干硬性砂浆，此种方法适高速水流区混凝土外表的损坏;喷浆修补，多用于混凝土冻融破坏化较严重的部位;喷混凝土修补，是指经施高压将混凝土拌料以高速运动注入被修补的部位，其密度及抗渗性较一般混凝土好

7、，且具有快速，高效的特点;环氧材料修补，一般有环氧基液、环氧砂浆和环氧混凝土等，这种材料具有较高的强度和抗蚀、抗渗才能，并与混凝土结合力较强，但价格较贵，施工工艺复杂，材料配比严格，此法可与其它修补方法配合使用，效果更佳。3.混凝土碳化影响因素。影响混凝土碳化速度的因素是多方面的。首先影响较大的是水泥品种，因不同的水泥中所含硅酸钙和铝酸钙盐基性上下不同;其次，影响混凝土碳化主要还与周围介质中2的浓度上下及湿度大小有关，在枯燥和饱和水条件下，碳化反响几乎终止，所以这是除水泥品种影响因素以外的一个非常重要的原因;再次，在浸透水经过的混凝土时，石灰的溶出速度还将决定于水中是否存在影响aH2溶解度的物质，如水中含有Na2S4及少量g2+时，石灰的溶解度就会增加，如水中含有aH32的gH32对抵抗溶出侵蚀那么非常有利。因为它们在混凝土外表形成一种碳化保护层。4.混凝土碳化破坏的防治。一是在施工中应根据建筑物所处的地理位置、周围环境，选择适宜的水泥品种;对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区选用抗硫酸盐普通水泥;冲刷部位宜选高强度水泥;二是分析骨料的性质，如抗酸性骨料与水、水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用;三是要选好配合比，适量的外加剂，高质量的原材料，科学的搅拌和运输，及时的养护等各