低渗透性对混凝土耐久性的影响.pdf

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1、圃低渗透性对混凝土耐久性的影响许辉中十冶集团有限公司摘要：通过分析混凝土劣化的原因，得知水是影响混凝土耐久性的主要因素，从而引入渗透性这一概念。以低渗透性为基础逐项分析了其对混凝土耐久性的影响，通过实践证明各种劣化产生都与混凝土渗透性和水分存在有很大关系，因此只有保证混凝土具有低渗透性，其耐久性才会更好。关键词：低渗透性；混凝土耐久性；影响1耐久性混凝土的耐久性是指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的能力。它是一个综合性概念，包括抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢

2、筋锈蚀等性能。这些性能均决定着混凝土经久耐用的程度，故称为耐久性。而从理论研究的角度讲耐久性定义为“混凝土对大气侵蚀、化学侵蚀、磨耗或任何其他劣化过程的抵抗能力；也就是说耐久的混凝土暴露于服役环境中能够保持其原有的形状、质量和功能”。2劣化分类劣化分为物理原因和化学原因两种。物理原因有两类：①由磨耗、冲蚀和气蚀引起的表面磨损或失重；②由正常温度和适度梯度、空隙中盐的结晶压、结构承载以及冰冻或火灾环境下的开裂。化学原因有三类：①水泥浆体被软水水解溶蚀；②在侵蚀性液体和水泥浆体之间发生阳离子交换；③混凝土中硫

3、酸盐侵蚀、碱一集料反应及钢筋锈蚀等导致膨胀产物形成的化学反应。3劣化原因而以上这些劣化过程大都与水有关。首先，在多孔固体材料中，水是多种物理劣化过程的起因，作为侵蚀性离子迁移的载体，水也可以引起化学劣化过程；其次，多孔质固体物质中，与水传输相关的物理化学现象是由固体材料的渗透性所控制的；第三，劣化速率受水中离子的种类和浓度以及固体材料化学成分影响。水作为破坏的介质其原因是：A．水分子很小，能够渗透通过极小的孔洞，作为一种溶剂，可以溶解更多的物质，因此水中存在很多的离子和气体，这是引起固体材料发生化学分解的

4、是主要原因。B．水的蒸发热也是一般液体中最高的，所以常温下，多孔材料中水能保持液态，不会因蒸发使材料干燥。水在发生内部迁移和结构变化时能够产生有害的体积变化，如结冰，细孔中水形成的有序结构，因离子浓度梯度形成的渗透压，以及不同的蒸汽压所引起的静水压力，引起高内应力，造成破坏。4渗透性混凝土中大部分水可以蒸发，造成孔隙变空或不饱和，既然容易蒸发的水可以结冰并且在内部能够自由移动，那么如果干燥后没有水蒸发，其后的暴露环境也不会导致孔隙的再饱和，混凝土就不容易遭受与水有关的破坏。这些都与水的渗透系数有关，因此我

5、们引入了渗透性这一概念，定义为控制流体在多孔材料里流速的性能。混凝土中各相的渗透性又是不同的。通过研究发现，在合理水灰比条件下，养护良好的混凝土，水泥浆体并不是影响其渗透系数的主要因素。对于骨料，虽然孔隙[1】林世新．浅谈市政道路软基处理方法Ⅱ】．科技与企业，2014(04)：212_213．c21徐至钧．软土地基和预压法地基处理口咽．北京：机械工业出版社，2013(05)：65·66。[3]宋祖妹．道路软基处理过渡段的几种处理措施[I]．路基工程，2012(09)：89．90．率小，理论上渗透性低，但实

6、际上骨料的毛细管孔径要大得多，渗透性远大于水泥浆体。而过度区，由于微裂缝的存在导致整个混凝土系统的渗透性增大。因此渗透性对混凝土的物理和化学过程都是极为重要的。5低渗透性对混凝土劣化的影响5．1抗冻性由骨料引起的冰冻损害，渗透性具有两方面作用：一方面，它决定饱和度大小或给定时间内水被吸收的速率；另一方面，它决定结冰时水分溢出骨料的速率。低渗透性骨料，孔隙中的水结冰时，颗粒会发生弹性应变，但不会引起断裂。而且混凝土存在一个临界饱和度，在该饱合度以下，不会发生冰冻损伤。当混凝土充分养护后会降低到临界饱和度，如

7、果具有低渗透性，即使在潮湿环境，也不会达到或超过临界饱和度，就不会发生冻害。5．2硫酸盐侵蚀总体说，在无法完全隔绝含硫酸盐的水到达混凝土，那么整体处于硫酸盐水中的侵蚀速率要小于水分的蒸发造成的侵蚀速率，因此低渗透性，是用来抵抗硫酸盐最好的防护。5．3碱一骨料反应当存在氢氧根和碱金属离子时，会形成碱一硅酸凝胶。当其与水接触时，凝胶会通过渗透压吸收大量的水产生膨胀，如果约束较低，水压的增大会使受影响的骨料颗粒及其周边的水泥浆基体膨胀和开裂，再不断有水供给混凝土时引起其微裂缝扩展和延伸，并最终到达混凝土表面。可

8、见不论是反映后还是反映前有水的存在是结构物产生膨胀的根本原因，所以低渗透性是极为重要的。5．4钢筋的腐蚀钢筋锈蚀的过程是一个电化学过程，对于阴极过程，空气和水的存在是必要的，因此混凝土的渗透性是控制各种锈蚀过程的关键。所以要保证混凝土的低渗透性。6结语实践证明，引起混凝土劣化及导致其耐久性降低的主要因素依次为钢筋锈蚀、暴露于冻融循环、碱一硅反应和硫酸盐侵蚀，在这四个主因中，产生膨胀和开裂的机理都与混凝土渗透性和水分存在有很大关