浅析高性能混凝土的耐久性

2018-12-08夏博

商品与质量 2018年46期

关键词：抗冻水灰比高强度

夏博

大连万鹏港口工程检测有限公司辽宁大连 116600

作为一种重要工程项目施工材料，混凝土以其良好的施工性能得到了广泛推广和应用。在高层建筑、特大桥梁以及其他大型工程建设项目施工中，传统混凝土的强度和耐久性等性能不满足实际的施工需求，取而代之的是高性能混凝土的应用。

1 高性能混凝土的基本特性

1.1 高耐久性特性

高性能混凝土最基本的特性就是高耐久性，具体表现在具有良好的抗碱—集料反应、抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性以及抗中性化等特性，有效地提升了其抵抗盐类以及酸性等的侵蚀性能，其混凝土结构的可靠性和安全性都比较好，相应工作年限可以控制在50～100年。在高性能混凝土拌制期间，水灰比相对较低，在拌合料中适当添加一些高效减水剂，增强所拌制混凝土中水泥石密实度；通过超细矿物粉的使用，可以显著降低所拌制混凝土中水泥石和骨料之间界面过渡区的孔隙，有助于改善泥石孔结构，减少孔隙尺寸大于100μm的孔隙含量，提升混凝土早期的抗裂性，更好地满足实际的施工需求。

1.2 高强度特性

水泥强度等级：如果没有水泥强度等级和类型的选择，只能通过调整比例和添加混合比例设计等综合措施来解决。水灰比：在满足要求的前提下，水量越少越好，这是混凝土配合比设计的基本原则。骨料的类型和分级：砂和石的质量越好，混凝土的质量越好。当骨料级配良好且砂率适中时，混凝土可以获得高强度。施工条件：良好的施工条件、一定的管理措施，可以减小混凝土的坍落度；相反，如果现场施工条件差，混凝土的坍落度增加。

1.3 高抗渗性

高性能混凝土中高抗渗性以及高强度也是非常关键的一个基本特性。从本质上来讲，混凝土材料属于非均质材料，会受到各种因素影响作用下而使自身强度受到影响。高性能混凝土在水灰比不断降低的时候，混凝土对应的抗压强度也更大，且在拌制高性能混凝土期间添加高效减水剂，那么会极大地提升混凝土的减水率，增强其对水泥的分散力，这样会极大地减少混凝土拌制中的用水量，在一定程度上提升混凝土的强度；在高性能混凝土拌制掺加一些超细粉矿物质，可以对高性能混凝土拌制中砂石与水泥的空隙进行填充，二者的界面结构进行有效改善，提升其密实度与强度；为了进一步增强高性能混凝土的强度，还要做好混凝土的振捣施工，尽可能地减少混凝土构件的设计强度与实际强度二者之间的偏差值，确保高性能混凝土具有良好的强度，使其可以满足工程建设施工需求。需要注意的是，并非所有的高性能混凝土均具有超高的强度，低强度也是可以的。

2 高性能混凝土的耐久性

2.1 脆性

如果混凝土的强度特别高的话，脆性也会随之增强，这样混凝土可能会发生折断、断裂的现象。为了解决这个问题，要在制造混凝土的时候添加钢纤维，一定数量的钢纤维能够有效的解决混凝土的脆性问题。如果不想添加钢纤维的话，可以在保障安全的前提下，尽可能的不让混凝土的强度过高。

2.2 抗冻性

在寒冷地区，混凝土的冻融循环往往是混凝土降解的主要原因，冻融循环也经常充当冰盐以加剧混凝土的劣化。抗冻性可间接反映混凝土抵抗环境水浸和抗冰晶压力的能力。因此，抗冻性通常用作混凝土耐久性的指标，高性能混凝土的抗冻性受聚集体（孔隙，孔隙率，表面状况，吸水性，强度等），混凝土水与粘结剂比率和引气量等综合因素的影响。当水和抗冻剂比率低于0.3时，混合矿物细混合物，将具有良好界面粘合和引气剂的轻质骨料混合，得到具有良好抗冻性的高性能混凝土。添加引气剂比添加二氧化硅灰以提高混凝土的耐盐性更有效。对于粉煤灰混凝土，与普通混凝土一样，其抗盐冻和抗侵蚀性也随着气体含量（气泡间距）的增加而增加，并且与水灰比有关，即混凝土的渗透性是有关。因此，应对使用非水灰比（即不同强度）的精细外加剂的高性能混凝土的抗冻性进行更多的实验研究。虽然高性能混凝土的水灰比范围很窄，但其强度范围很广，在高性能混凝土设计用于原材料和混合比的耐久性之后，抗压强度仍然是测试混凝土质量的重要指标。

2.3 耐火性

绿色高性能混凝土需要解决耐火性的问题。在高楼大厦中，火灾发生的频率较高，一旦发生就会给人民的生产生活造成较大的损失，建筑物也会遭到极大的破坏。一般会使用高强度的混凝土来建造高楼大厦，如果发生火灾，高强度混凝土将会变的非常危险，其中的胶凝材料、粉尘灰在密度大、强度高的形式之下会崩裂和爆炸，使其优点转变为缺点。钢纤维的加入使混凝土的抗拉伸性大大提高，减少了了折断现象的发生；为了提高混凝土的耐火性，要改变它的骨料，使用一些天然的、耐火性强的、传热性差的骨料来替代传统骨料；另外也可以在材料上涂上防火材料，减少火势的蔓延[1]。

2.4 抗硫酸盐侵蚀性

对混凝土具有侵蚀性的硫酸盐分为内部和外部（环境）两种类型，外部核酸盐存在于某些区域的土壤中，工业上以固体或液体废物和海水形式产生，当在混凝土中使用一些混合物（例如减水剂，早强剂，防冻剂，膨胀剂等）或某些含石膏的增强剂时，引入过量的SO 3组分，或由于某种原因使用水泥，该过程中的石膏将反应并成为混凝土硬化后期剩余的内部硫酸盐。无论是外部还是内部硫酸盐侵蚀，必要条件是环境，即水可以进入混凝土，而充分条件是水泥含有铝相或游离Al2O3，CaO。因此，水灰比非常低，与矿物精细混合物混合的高性能混凝土应具有较高的抗硫酸盐侵蚀性。