混凝土耐久性与质量控制.ppt

混凝土的耐久性 宋少民 长期以来，人们认为：混凝土是一种耐久性良好的材料，突出的例子，如法国的地铁建筑,部分已有近200年历史，仍然完好。 近些年出现的问题和形势的发展，使人们认识到混凝土材料的耐久性应受到高度重视。 一方面国内外大量的混凝土结构物没有达到预期的使用年限，受环境作用而过早破坏。 另一方面，随着经济的发展、社会的进步，各类投资巨大、施工期长的大型工程日益增多。例如大跨度桥梁、超高层建筑、大型水工结构物等，所以人们对结构耐久性的期待日益提高，希望混凝土构筑物能够有数百年的使用寿命，做到历久弥坚. 同时，由于人类开发领域的不断扩大，地下、海洋、高空环境建筑越来越多，结构物使用的环境可能很苛刻，客观上要求混凝土有优异的耐久性。 回顾二十世纪的混凝土工程实践， Mehta教授认为：近一百年的混凝土在品质上不是很成功，存在着较严重的耐久性问题。展望未来，混凝土必须走可持续发展的道路，必须解决好耐久性这一重大课题。 唐明述院士指出: 节能减排 应重视提高基建工程寿命 2006年基本数据 煤产量（23.8亿t）为世界总量（64.3亿t）的37% 钢产量（4.2亿t）占世界（12亿t）的35% 水泥产量（12.4亿t）占世界（26.4亿t）的47% GDP（2.51万亿美元）仅占世界（46.7万亿美元）的5%左右 CO2排放量达62亿t，约为世界（~300亿t）的21%，并超过美国（58亿t）而居世界首位。 混凝土的耐久性 混凝土结构设计中不仅要考虑其所承受的荷载，而且要考虑环境的影响，即耐久性。 把混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力称为耐久性。 混凝土的耐久性可表现为由于内部和外部引起的各种损坏。这些因素包括物理作用、化学作用和机械力作用。 ★物理作用：高温或温度变化引起的热膨 胀损坏与冻融循环。 ★化学作用：各种离子侵蚀、碱集料反应 ★机械力作用：冲击、磨蚀、冲蚀、气蚀 影响混凝土耐久性最重要的是混凝土的孔隙率和渗透性 抗渗性 混凝土的抗渗性，是指其抵抗水、油等压力液体渗透作用的能力。对混凝土的耐久性起重要的作用。 混凝土的抗渗性用抗渗等级表示：P4、P6、P8、P10、P12共5个等级，分别能抵抗0.6、0.8、1.0、1.2、1.4MPa的水压力而不渗水。 提高混凝土抗渗性的措施是增大混凝土的密实度、改变混凝土中的孔隙结构，减小连通孔隙。 普通混凝土配合比设计规程（JGJ55—2000）中规定，具有抗渗要求的混凝土，试验要求的抗渗水压值应比设计值高0.2MPa，试验结果应符合下式要求： Pt≥ 式中：Pt——6个试件中4个未出现渗水的最大水压值，MPa； P——设计要求的抗渗等级值。 抗渗性的重要性： 混凝土品质劣化的四个原因依次是钢筋锈蚀、冻融破坏、硫酸盐侵蚀、碱骨料反应。每个原因均与水相关，没有水的直接作用或作为侵蚀性杂质进入混凝土的载体，混凝土病害就不会发生。 提高抗渗性的途径 1）降低水灰比（水胶比）；2）选择好的骨料级配；3）充分振捣和养护；4）掺用引气剂和优质粉煤灰掺和料。 抗冻性 混凝土的抗冻性指混凝土含水时抵抗冻融循环作用而不破坏的能力。混凝土的密实度、孔隙构造和数量，以及孔隙的充水程度以及从附近自由表面或出口可释放压力的能力是决定抗冻性的重要因素。密实的混凝土和具有封闭孔隙的混凝土抗冻性较高。提高混凝土抗冻性的最有效办法是采用加入引气剂、减水剂和防冻剂的混凝土或密实混凝土。 2、抗冻性的表征： 1）、慢冻法 （D50、D100） 采用立方体试块，以龄期28天的试块在吸水饱和后承受反复冻融循环（冻4h，融4h），以抗压强度下降不超过25%，质量损失不超过5%时所承受的最大冻融循环次数表示 快冻法 采用100mm×100mm×400mm的棱柱体试件，以龄期28天后进行试验，试件饱和吸水后承受反复冻融循环，一个循环在2-4h内完成，以相对动弹性模量值不小于60%，而且质量损失率不超过5%时所承受的最大循环次数表示，如F50、F100、F150等。 根据快速冻融最大次数，按以下公式可以求出混凝土的耐久性系数。 式中：Kn——混凝土耐久性系数； N——满足快冻法控制指标要求的最大冻融循环次数，次； P——经N次冻融循环后试件的相对动弹性模量。 【案例】混凝土受冻破坏概况　某省一十层砖混结构写字楼，砖墙承重，楼盖为现浇钢筋混凝土，施工时间