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1、精品文档，值得收藏！混凝土的耐久性论文：浅析绿色高性能混凝土耐久性摘 要:探讨了混凝土的耐久性,在现有混凝土结构耐久性研究基础上分析了绿色高性能混凝土耐久性的因素,以及提出增强其耐久性的设计要点,以解决绿色高性能混凝土结构的耐久性问题,改善其结构的耐久性。 关键词:高性能 绿色 耐久性 混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点,而成为重要的建筑材料,其应用范围十分广泛。作为目前世界最大宗的人造建筑材料,其在给人类带来巨大文明进步的同时,也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。传统意义上的混凝土由于自身结构材料和使用环境的特点,还存在着严重的耐久性问题,已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展
2、的要求1。因此,大力推广使用绿色高性能混凝土是实现混凝土环保化、节约化的积极有效措施。 1、绿色高性能混凝土 绿色高性能混凝土(简称GHPC)是近年来在高性能混凝土的基础上,从节能、环保和可持续发展的角度考虑而设计、制备的一种新型混凝土材料。最早提出GHPC概念的是中国工程院院士吴中伟教授2,并指出:GHPC是混凝土的发展方向,更是混凝土的未来。 绿色高性能混凝土出来具有高性能混凝土的优点外,还具有其独特的特点: (1)能更多的节约水泥熟料,更有效的减少环境污染,同时也能大量的降低能耗。 (2)能更多的掺加以工业废渣为主的细掺料,节约水泥,减少二次污染,并改善混凝土的耐久性。 (3)能更大的发
3、挥高性能混凝土的优势,尽量减少水泥和混凝土用量,达到节约资源、改善环境目的。 2、绿色高性能混凝土的耐久性及影响因素分析 强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,而以往工程只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性。长期以来,人们一直认为混凝土是耐久材料,但直到20世纪70年代末,大量混凝土由于各种原因提前失效,发达国家已建成并使用的诸多基础建设和重大工程过早破坏严重,造成了巨大的财政负担,其主要因素就是由于混凝土的耐久性不足而导致的。这就需要考虑研究影响混凝土耐久性的因素。 与普通混凝土相比,绿色高性能混凝土具有三个显著的特征3:低水胶比;大掺量高效减水剂;掺和一种或多种大量矿
4、物掺合料。高效减水剂大掺量时,其本身所含钠盐、硫酸盐等物质对耐久性的影响也要考虑;掺入矿物掺合料降低了混凝土的碱度,可造成混凝土的钢筋锈蚀,但是它们却能提高混凝土的抗化学侵蚀能力。因此,了解绿色高性能混凝土的本质具有重要意义。 2.1、低水胶比 混凝土内部在某一冻结温度下存在结冰水和过冷水,结冰水产生体积膨胀及过冷水发生迁移,从而产生膨胀和渗透压力,导致混凝土遭受破坏。可见混凝土冻结时发生膨胀和开裂需要高饱和度水。因此,低水胶比、掺加矿物混合料的绿色高性能水泥具有优异的抗冻融循环能力和抗渗性。并且在低水胶比时,矿物掺合料对绿色高性能混凝土内的胶结材水泥石的收缩性有较大影响。 2.2、大掺量高效
5、减水剂 在保证混凝土拌和物所需流动性的前提下,尽可能降低用水量,减小水灰比,使混凝土的总孔隙特别是毛细孔隙率大幅度降低。 水泥加水搅拌后,会产生一种絮状结构,这些絮状结构中,包裹着许多拌和水,导致新拌混凝土的工作性降低。施工时为保证混凝土拌和物所需工作性,必须在拌和时相应地增加用水量,这样就会使水泥石结构内部形成较多的孔隙。研究表明,当水胶比降低到0.38以下,消除毛细管孔隙的目标就可实现,而掺入高效减水剂,完全可以将水胶比降低到0.38以下。 2.3、大量矿物活性掺合料 混凝土耐久性不足是由于普通水泥混凝土的水泥石中水化物不够稳定。普通混凝土中掺入矿物活性掺合料的目的,在于改善混凝土中水泥石
6、的胶凝物质的组成。矿物活性掺合料(粉煤灰、矿渣、煤矸石等)含有大量活性SiO2、Al2O3,与水泥水化产生游离石灰和高碱性水化硅酸钙发生二次反应,生成强度更高、更稳定的低碱性水化硅酸钙,从而改善水化胶凝物质的组成,消除游离石灰。 张长森等人4探讨用烧煤矸石细粉作为混凝土矿物掺合料,替代部分水泥对混凝土流动性、强度和抗硫酸盐侵蚀性的影响,结果表明:在1030%掺量范围内,随烧煤矸石掺量增加,抗硫酸盐侵蚀性增强,同时抗压强度增加。粉煤灰作为混凝土矿物活性掺合料,用高质量粉煤灰替代部分水泥,改善新拌混凝土的工作性,使水泥水化更充分,对提高混凝土强度有利。掺入混凝土还能提高混凝土的抗渗性和抗冻性,降低
7、干缩性,对碱骨料反应有抑制作用。 3、混凝土的耐久性设计要求 混凝土结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度,预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度,以提高混凝土的耐久性。 因此,绿色高性能混凝土的设计要根据工程环境提出的耐久性要求并结合工程的使用功能,用“整体理论”的方法设计混凝土的目标性能。 混凝土的配合比设计应在满足混凝土强度、工作性,同时还要尽量减少水泥用量和用水量,降低水化热,减少收缩裂缝,提高密实度,采用合理的高效减水剂,改善混凝土内部结构,掺入大量的矿物活性掺合料,提高混凝土耐久性。
8、4、结语 高性能混凝土是一种新型的建筑结构材料,近年来一直是混凝土界的研究热点,对其耐久性进行研究能促进人们进一步认识其本质,从而为大规模推广、应用绿色高性能混凝土扫清障碍。但是绿色高性能混凝土具有水胶比低、高效减水剂掺量大及掺加多种矿物活性掺合料等特点,其水化硬化过程更加复杂,各组分间相互作用机理更难分析;同时绿色高性能混凝土与高强混凝土的衡量标准不同,绿色高性能混凝土是在节能、环保的基础上,以高耐久性为核心内容的。 参考文献: 1.吴英强,王长燕.绿色高性能混凝土综述J.黑龙江科技信息,2008,(26):264. 2.吴中伟.高性能混凝土绿色混凝土J.混凝土与水泥制品,2000,(1):3-6. 3.张云升,孙伟,孙青海.绿色高性能混凝土耐久性的研究J.2001,(4):1-5. 4.张长森,奚新国,祁非.烧煤矸石在混凝土中的应用J.辽宁工程技术大学学报,2004,23(6):779-781. 5.蒋林华,刘振清,叶义群.大掺量级粉煤灰混凝土耐久性研究J.建筑材料学报,2004,7(3):328-331.精品文档，值得下载！
