提高混凝土耐久性的技術(shù)措施

1、提高混凝土耐久性的技術(shù)措施前言混凝土耐久性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi)，在各種環(huán)境條件作用下，不需要額外的費用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力。現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)中，明確規(guī)定混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計采用極限狀態(tài)設(shè)計方法。混凝土耐久性與諸多因素有關(guān)，但在很大程度上取決于施工過程中的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證以及結(jié)構(gòu)使用過程中的正確維修與例行檢測。就本文而言，重在從施工過程控制的方面來保證混凝土的耐久性，即根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境作用等級進行混凝土原材料選擇、配合比選配，并加強施工工藝控制，特別是混凝土養(yǎng)護的溫度、濕度控制等。1 原材料選用1.1 水泥采用品質(zhì)

2、穩(wěn)定、強度等級不低于P.O42.5級的低堿硅酸鹽水泥或低堿普通硅酸鹽水泥(摻合料僅為粉煤灰或磨細(xì)礦碴)，禁止使用其它品種水泥。品質(zhì)應(yīng)符合GB175-2007規(guī)定：水泥的比表面積不宜超過350m2/kg，堿含量不應(yīng)超過0.60%，游離氧化鈣含量不應(yīng)超過1.5%，水泥熟料中C3A的含量不宜超過8%(強腐蝕環(huán)境下不應(yīng)大于5%)，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%45%之間的水泥。1.2 粗骨料選用質(zhì)地堅硬、級配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，壓碎指標(biāo)不大于10%，母巖立方體抗壓強度與梁體混凝土設(shè)計強度之比應(yīng)大于2，含泥量小于0.5%，針、片狀顆粒含量不大

3、于5%，顆粒盡量接近等徑狀。粗骨料粒徑宜為520mm，且分兩級儲存、運輸、計量，510mm顆粒質(zhì)量占(405)%，1020mm顆粒質(zhì)量占(605)%。選用無堿活性粗骨料(因條件所限不得不采用堿硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為0.100.20%的活性骨料時，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過3.0kg/m3)。1.3 細(xì)骨料細(xì)骨料應(yīng)選擇級配合理、質(zhì)地均勻堅固的天然中粗砂(不宜使用機制砂和山砂，嚴(yán)禁使用海砂)，細(xì)度模數(shù)2.63.0。嚴(yán)格控制云母和泥土的含量，砂的含泥量應(yīng)不大于1.5%，泥塊含量應(yīng)不大于0.1%，選用無堿活性細(xì)骨料(因條件所限不得不采用堿硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為0.100.20%的活性骨料

4、時，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過3.0kg/m3)。1.4 礦物摻合料適當(dāng)摻用優(yōu)質(zhì)級粉煤灰、磨細(xì)礦渣、微硅粉等礦物摻合料或復(fù)合礦物摻合料，級粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉分別應(yīng)符合GB1596和GB/T18046的規(guī)定，級粉煤灰需水量比不應(yīng)大于100%，磨細(xì)礦渣比表面積應(yīng)大于450m2/kg。礦物摻合料摻量不超過水泥用量的30%，粉煤灰與磨細(xì)礦渣復(fù)合使用時，兩者之比為1：1。1.5 專用復(fù)合外加劑采用具有高效減水、坍落度損失小、適當(dāng)引氣、能細(xì)化混凝土孔結(jié)構(gòu)、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的專用復(fù)合外加劑，盡量降低拌和水用量，專用復(fù)合外加劑必須滿足專用復(fù)合外加劑的規(guī)定。1.6 拌和及養(yǎng)護用水拌制

5、和養(yǎng)護混凝土用水應(yīng)符合國家現(xiàn)行混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)的要求。凡符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的水，即可使用。2 預(yù)防鋼筋的銹蝕常用的方法有環(huán)氧涂層鋼筋，采用靜電噴涂環(huán)氧樹脂粉末工藝在鋼筋表面形成一定厚度的環(huán)氧樹脂防腐涂層，這種鋼筋保護層能長期保護鋼筋使其免遭腐蝕。此外，在混凝土表面涂層也是簡便有效的方法，但涂料應(yīng)是耐堿、耐老化和與鋼筋表面有良好附著性的材料。還可摻加高效減水劑，在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙率，特別是毛細(xì)孔隙率大幅度降低。還可研究新技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品，如耐銹鋼筋、阻銹鋼筋等。3 避免或減輕堿集料反應(yīng)混凝土堿集料反應(yīng)危害很大，一旦發(fā)生很難修復(fù)。當(dāng)混凝土

6、使用有堿活性反應(yīng)的骨料時，必須從配合比出發(fā)，嚴(yán)格控制混凝土中的總堿含量以保證混凝土的耐久性。此外，外加劑特別是早強劑帶來高含量的堿，為預(yù)防堿集料反應(yīng)，在設(shè)計上應(yīng)對外摻劑的使用提出要求。4 加強混凝土施工工藝控制4.1 混凝土的拌制混凝土配合比應(yīng)考慮強度、彈性模量、初凝時間、工作度等因素并通過實驗來確定?；炷猎牧蠎?yīng)嚴(yán)格按照施工配合比進行準(zhǔn)確稱量，稱量最大允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定(按重量計)：膠凝材料(水泥、摻合料等)1%；外加劑1%；骨料2%；拌和用水1%。攪拌混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格測定細(xì)骨料的含水率，準(zhǔn)確測定因天氣變化而引起的粗細(xì)骨料含水量的變化，以便及時調(diào)整施工配合比?；炷翑嚢钑r投料順序為：先

7、向攪拌機投入細(xì)骨料、水泥、礦物摻和料和外加劑，攪拌均勻后，再加入所需用水量，待砂漿充分?jǐn)嚢韬笤偻度氪止橇?，并繼續(xù)攪拌至均勻為止。上述每一階段的攪拌時間不應(yīng)少于30s，總攪拌時間不應(yīng)少于2 min，也不宜超過3 min。混凝土拌和物入模前進行含氣量測試，并控制在24%的范圍內(nèi)。4.2 混凝土輸送混凝土采用混凝土輸送泵輸送或混凝土運輸車運送。當(dāng)采用泵送時，輸送管路的起始水平段長度不小于15m，除出口處采用軟管外，輸送管路其它部分不得采用軟管或錐形管。輸送管路應(yīng)固定牢固，且不得與模板或鋼筋直接接觸?；炷翍?yīng)連續(xù)輸送，輸送時間間隔不大于45min，且坍落度損失不大于10%。輸送泵接料斗格網(wǎng)上不得堆滿混

8、凝土，要控制供料流量，及時清除超徑的骨料及異物。夏季高溫施工時宜用濕草袋等覆蓋輸送管，防止因輸送管道溫度過高造成混凝土坍落度損失過大影響施工，直至造成混凝土堵管。冬季施工時宜用保溫材料包扎輸送管防止混凝土受凍。4.3 混凝土澆筑澆筑混凝土前，應(yīng)針對工程特點、施工環(huán)境條件與施工條件事先設(shè)計澆筑方案，包括澆筑起點、澆筑進展方向和澆筑厚度等；混凝土澆筑過程中，不得無故更改事先確定的澆筑方案。澆筑混凝土前，應(yīng)仔細(xì)檢查鋼筋型號、數(shù)量、間距、保護層厚度及其緊固程度。構(gòu)件側(cè)面和底面的墊塊至少應(yīng)為個m，綁扎墊塊和鋼筋的鐵絲頭不得伸入保護層內(nèi)。混凝土澆筑時的自由傾落高度不得大于m；當(dāng)大于m時，應(yīng)采用滑槽、串筒、

9、漏斗等器具輔助輸送混凝土，確?；炷敛怀霈F(xiàn)分層離析現(xiàn)象?；炷恋臐仓?yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進行，間隙時間不得超過90min；混凝土的一次攤鋪厚度不大于300mm?；炷恋臐仓?yīng)盡量選擇在一天中氣溫適宜時進行，混凝土的入模溫度為530，夏季氣溫較高時采用冷卻水拌和混凝土，使其入模溫度符合要求。模板的溫度為535，夏季氣溫較高時采用冷卻水噴灑模板，并采取遮蔭措施。在低溫條件下澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋胤纼龃胧乐够炷潦軆觥?.4 混凝土的振搗所有混凝土一經(jīng)灌注，立即進行全面的搗實，使之形成密實、均勻的整體。混凝土的密實采用高頻插入式振搗棒和附著式振動器聯(lián)合振搗的方式進行?；炷琳駬v采用操

10、作臺統(tǒng)一控制，操作臺由專人負(fù)責(zé)，統(tǒng)一指揮，嚴(yán)格控制振動時間及振動順序。4.5 混凝土的養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護要注意濕度和溫度兩個方面。養(yǎng)護不僅是澆水保濕，還要注意控制混凝土的溫度變化。在濕養(yǎng)護的同時，應(yīng)該保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度和所接觸的大氣溫度之間不出現(xiàn)過大的差異。采取保溫和散熱的綜合措施，防止溫降和溫差過大。因此，綜合考慮，蒸汽養(yǎng)護能較好地解決以上兩個方面的問題?；炷琉B(yǎng)護溫度控制的原則是：(1)升溫不要太早和太高；(2)降溫不要太快；(3)混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間以及混凝土表面和大氣之間的溫差不要太大。溫度控制的方法和制度要根據(jù)氣溫(季節(jié))、混凝土內(nèi)部溫度、構(gòu)件尺寸、約束情況、混

11、凝土配合比等具體條件來確定。4.6 混凝土的拆?；炷敛鹉r的強度應(yīng)符合設(shè)計要求，還應(yīng)考慮拆模時的混凝土溫度(由水泥水化熱引起)不能過高，以免混凝土接觸空氣時降溫過快而開裂，更不能在此時澆注涼水養(yǎng)護?；炷羶?nèi)部開始降溫以前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時不得拆模。一般情況下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件芯部混凝土與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差大于20(截面較為復(fù)雜時，溫差大于15)時不宜拆模。大風(fēng)或氣溫急劇變化時不宜拆模。在寒冷季節(jié)，若環(huán)境溫度低于0時不宜拆模。在炎熱和大風(fēng)干燥季節(jié)，應(yīng)采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。拆模按立模順序逆向進行，不得損傷混凝土，并減少模板破損。當(dāng)模板與混凝土脫離后，方可拆卸、吊運模板。拆模后的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)在混凝土達到100%的設(shè)計強度后，方可承受全部設(shè)計荷載。4.7 高溫季節(jié)混凝土施工在高溫下拌和、澆筑和養(yǎng)護會損害混凝土的質(zhì)量和耐熱性，過熱會使坍落度損失過快，拌和物用水量增大。因此，炎熱天氣施工對混凝土的最高溫度和澆筑作業(yè)要有限制。降低混凝土拌和物溫度的主要措施有： 4.7.1 采取對集料遮蔭或圍蓋和噴水冷卻，對其它組成成分遮蔭或圍蓋；4.7.2 對輸送泵搭棚遮蔭，對混凝土輸送泵管道包裹保溫隔熱棉被套、對拌和水冷卻；4.7.3 對與混凝土接觸的模板、鋼筋及其它表面在混凝土澆筑前覆蓋濕麻布和噴霧狀水冷卻至30以下，使混凝土的入模溫度不超過