提高混凝土抗冻耐久性技术的研究综述作者：徐晓丽林平来源：《中国科技纵横》2010年第14期摘要:本文针对北方寒冷地区混凝土冻融破坏问题,扼要综述了国内外混凝土抗冻耐久性技术的研究动态,叙述了利用矿物掺合料和复合掺入混合料是改善混凝土抗冻耐久性的有效措施。关键词:混凝土耐久性冻融破坏矿物掺合料我国地域辽阔,有相当大的部分处于严寒地带,致使不少水工建筑物发生了冻融破坏现象。根据全国水工建筑物耐久性调查资料,在32座大型混凝土坝
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
、40余座中小型工程中,22%的大坝和21%的中小型水工建筑物存在冻融破坏问题,大坝混凝土的冻融破坏主要集中在东北、华北、西北地区。尤其在东北严寒地区,兴建的水工混凝土建筑物,几乎100%工程局部或大面积地遭受不同程度的冻融破坏。除三北地区普遍发现混凝土的冻融破坏现象外,地处较为温和的华东地区的混凝土建筑物也发现有冻融现象。1引气剂长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。引气剂是具有增水作用的表面活性物质,它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能,使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解,不使混凝土遭到破坏,起到缓冲减压的作用。这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路,使外界水份不易浸入,减少了混凝土的渗透性。同时大量的气泡还能起到润滑作用,改善混凝土和易性。因此,掺用引气剂,使混凝土内部具有足够的含气量,改善了混凝土内部的孔结构,大大提高混凝土的抗冻耐久性。国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。美国是最早开始研究引气剂的国家,自1934年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程
施工
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中发现引气混凝土,至今已有半个多世纪。挪威1974年首次在大坝中使用引气剂,经过20年运行后,掺引气剂的混凝土表面完好无损,而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。我国这方面的工作始于50年代。我国混凝土学科创始人吴中伟教授,在50年代初期就强调了混凝土抗冻的重要性,并创先研制了松香热聚物加气剂(引气剂),应用于治淮水利混凝土工程,开创了我国采用引气剂而提高混凝土抗冻耐久性的先河。范沈抚(1991年)
分析
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了掺引气剂混凝土的抗压强度和抗冻耐久性,得出与上述同样结论:掺用引气剂,使混凝土达到足够的含气量要求,可改善混凝土的孔结构性质,并明显改善混凝土的抗冻耐久性。国内外许多学者研究了影响混凝土抗耐久性的因素,Seibel,Sellebold,Malhotra,Pigen等人研究表明:混凝土的含气量、临界气泡间距、水灰比、骨料、临界饱水度和降温速度等因素综合决定了混凝土的抗冻耐久性能。StarkandLudwig(1993)提出:水泥熟料中C3A的含量的增加会提高其混凝土的抗冻耐久性,但会降低混凝土抵抗盐冻能力。OsamaA.Mohamed(1998)研究了水泥品种,引气剂质量及引气的
方法
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对混凝土抗冻融耐久性影响,得出:引气能显著提高混凝土的抗冻融性,然而,长期处于冻融循环的混凝土的抗冻能力则取决于天气的恶劣程度及冻融周期的频率。关英俊,范沈抚(1990)讨论了提高水工混凝土抗冻耐久性的技术措施,提出耐冻混凝土必须正确进行配合比设计,掺优质引气剂,减小水灰比,合理选用原
材料
关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料
,还要严格按施工规范技术要求施工,加强养护。范沈抚(1993)进一步研究得出:混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性的根本所在。混凝土的抗冻耐久性随孔结构性质变化而变化,当孔间距系数小于250μm时,混凝土抗冻耐久性指数基本能达到60%以上,即可经受300次快速冻融循环试验。这一点与Powers的临界孔间距概念相符:早在50年代,鲍尔斯(T.C.Powers)等人首先开展了掺引气剂硬化混凝土孔结构的测试分析研究,并提出了满足混凝土抗冻耐久性要求的孔间距系数的重要概念:即当孔间距小于临界孔间距(<250μm)时混凝土是抗冻的。众多学者的研究表明:混凝土孔结构性质是影响混凝土抗冻耐久性及其它性质的根本所在。掺引气剂可以改善混凝土孔结构性质,因此,测试硬化混凝土孔结构性质是研究混凝土抗冻耐久性能的有效途径和方法之一。引气剂的掺入虽然是提高混凝土抗冻耐久性最有效的手段,但引气剂的掺入同时会引起混凝土其它性能降低,如强度、耐磨蚀能力等。2减水剂目前,减水剂的应用也成为混凝土不可缺少的组份,使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比(水胶比),提高混凝土的强度和致密性,使混凝土抵抗冻融破坏的能力提高,从而提高混凝土的抗冻耐久性。迟培云,李金波,扬旭等(2000)研究了在混凝土中掺入高效减水剂可取得的技术经济效果如下:(1)保持和易性不变,可减水25%,R28%提高90%,抗渗性提高4～5倍;(2)保持和易性不变,节约水泥25%,R28提高26%,抗渗性提高2倍;(3)保持用水量和水泥用量不变,R28提高27%,抗渗性提高3倍。粉煤灰)来替代一部分水泥正在被广泛的应用。3结语虽然各国学者研究成果各异,但是,我国地域辽阔,环境条件复杂,虽经几十年的努力,但混凝土工程的抗冻耐久性尤其在三北地区混凝土工程的抗冻耐久性问题仍未得到根本解决。由以上文献综述可以看出,掺入活性的矿物掺和料是解决混凝土抗冻耐久性问题的有效措施之一,也是21世纪混凝土技术的主要发展趋势。单掺矿物掺合料来配制高性能混凝土的文献资料及工程报道很多,并已取得了一定成果。然而,对于多种矿物掺合料复掺并研究其复合叠加效应目前尚少系统研究,也是解决问题的难点和关键所在。本论文为解决这一难点,对宁夏这一典型区域进行了提高建筑物抗冻耐久性的技术研究。采用多种矿物掺合料复掺能否提高混凝土抗冻耐久性、其复合叠加效应能否实现及采用的最优配合比都要进行大量的试验,并从宏观和微观的角度来进一步研究和分析。该项目的研究克服了目前针对冻融破坏在分析研究方面的不足,有着广泛的_理论与工程应用价值和重要的学术意义。同时,该项研究大量利用了宁夏废料资源,保护了生态环境,更重要的是为西部经济大开发解决能源危机。该项目的研究和推广有着不可估量的经济效益和社会效益。
浙公网安备 33021202002483