水工碾压混凝土耐久性及使用年限问题的探讨

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1、水工碾压混凝土耐久性及使用年限问题的探讨摘要：结合以往的研究成果，对碾压混凝土的长龄期性能及耐久性作出评价，指出碾压混凝土耐久性问题的关键：渗透性和化学稳定性。探讨了碾压混凝土耐久性及使用年限问题的研究方法，并提出碾压混凝土高性能化须采取的措施。关键词：碾庄混凝土耐久性使用年限1.前言混凝土的耐久性不仅是材料性能的一个重要方面，决定了混凝土结构的安全使川寿命，而且关系到材料和资源的可持续发展问题，已经为人们所共识。随着人类使川混凝土的历史延长，混凝土在使川小由于耐久性不足而非力学强度不够引起的破坏的工程实例越来越多。我国2

2、0世纪50年代以来兴建的大量水工混凝土建筑物的病害和老化问题已相当普遍，有的已经相当严重，由此而引起的破坏事件时有所闻。所以水工混凝土的耐久性问题在我国也FI益受到重视。对混凝土耐久性问题的研究始于上世纪三四十年代，但在最近十儿年才受到广泛的重视。大量对混凝土材料耐久性研究的成果主要集中在混凝土碳化、钢筋锈蚀、冻融循环破坏等方面，并考虑了大气、海洋、化学侵蚀等不同的工作环境对材料耐久性的影响。我国对水工混凝土耐久性和老化问题的研究起步较晚，但也取得了一些研究成果。然而，混凝土耐久性研究工作虽己进行了很久，但越來越多的研究者

3、己经认识到因为在耐久性研究中往往只考虑单一破坏因素以及研究脱离实际、不结合现场，引起了不少的问题乃至错误⑴⑵。碾压混凝土筑坝是近20多年来发展起来的一项新的筑坝技术，匸程实践已经证明，碾压混凝十不仅具有满足T程技术要求的优良性能，而且能取得良好的经济效益。但是毕竟碾压混凝土使用的时间不长，其长龄期性能和耐久性仍然为人们所关注。2.碾压混凝土的长龄期性能及耐久性评价碾压混凝土筑坝材料，特别是中国的碾压混凝土坝从一开始就采用了少水泥高掺粉煤灰的技术。我国已建成的碾压混凝土坝屮多数粉煤灰掺量达到了60旷70%。为了对少水泥髙掺粉

4、煤灰碾压混凝土长龄期性能进行系统的研究，我们取用岩滩水电站围堰及主坝碾压混凝土芯样，切割成0195X150伽的圆柱体试件，标准雾室养护至规定的龄期进行抗压强度试验，结呆列于表中。结果表明，粉煤灰掺量达65%的岩滩水电站碾压混凝土及粉煤灰掺量70%的围堰碾压混凝土尽管龄期分别长达6年及9年，强度仍随龄期冇一定的增长。碾压混凝土抗压强度试验结果(d)混凝土來材2890365365X5365X6365X8365X9备注围堰混凝土13.7*20.6*/23.025.129.830.8*为立方体试主坝混凝土17.9*22.5*24.

5、9*32.4/36.0/件强度试验资料表明⑶，碾压混凝十•的孔隙率随龄期的延长而降低，孔隙构造随龄期的延长而改善，大孔所占的比例下降，小孔所占的比例增大。粉煤灰掺量高达65〜70%的少水泥高掺粉煤灰碾压混凝土水化龄期长达8年和9年的唤化胶凝材料浆仍然具冇一定残余水化能力，且粉煤灰掺量大者残余水化能力强。有关碾压混凝土性能的研究成果也表明：与常态混凝土相比，碾压混凝土的水化热小，干缩率和白身体积变形小，抗裂能力强。但粉煤灰的品质和掺最是影响碾压混凝土性能的重要因素，采用优质的粉煤灰以及合理的粉煤灰掺最，碾压混凝土屮的胶凝材料

6、能够充分水化，水化产物稳定，结构致密，有较好的抗渗性、抗冻性以及抗碳化能力。通过对碾压混凝土在不同水力梯度下的渗透和溶蚀特性的研究⑷，我们发现：当渗透水无化学侵蚀性混凝土承受的水力梯度低于临界水力梯度时，混凝土的渗透系数随渗透历时的延长首先逐渐增大至最大值，然后逐渐降低。当混凝土承受的水力梯度超过临界水力梯度时，具渗透系数随渗透历时的延长而增长。碾压混凝土的临界水力梯度很大。根据混凝土渗透溶蚀出的Si02和CaO的数量以及相应的允许溶出量可估算混凝土的渗透溶蚀耐久性。经估算，两试验配合比碾压混凝土可以长期耐久。1.碾压混凝

7、十-耐久性问题的关键自从水工碾压混凝土问世以來，碾压混凝土的耐久性就一直成为人们所关注的问题，虽然大量的试验研究己经证明碾压混凝土的耐久性比同条件下的常态混凝土的耐久性要好但是碾压混凝土越来越人的粉煤灰掺量以及施工因素对性能的较人影响，始终使人们对具耐久性产牛极人的关注。实际上，碾压混凝土具有较高耐久性的关键主要在以下两个方面:一是碾压混凝土本体和层而的抗渗性，较低的渗透性可以避免有害的化学侵蚀以及冰冻的破坏，减少碳化深度等。棊于碾压混凝土施工的特点，其层面的抗渗性也是影响碾压混凝土抗渗性能的关键。不仅是混凝土的初始孔结构

8、要密实，初始的渗透性要低，而且要具有良好的体积稳定性，不会由于坏境条件变化而开裂继而丧失具高抗渗性。归根到底，混凝土的渗透性是由混凝土的孔结构及其随龄期和渗透过程的发展变化决定的。另一个方面是碾压混凝土自身的化学稳定性，问题的焦点主要在碾压混凝土较高的粉煤灰掺呈造成的体系中Ca(OH)2较少是否会对碾压