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      混凝土抗裂與抗滲的辯證關系及解決辦法

      來源: 作者:人力資源部 發布時間: 2016-03-25 15:18:54

       

       

      摘要混凝土抗裂與抗滲存在著不可分割的辯證關系,實際工程不能背離這一關系。混凝土高抗滲防裂最新抗裂理念的建立,利用了這一關系;炷翝仓尚秃,其拌合水不可以損失,應采用完美濕養護,防止形成失水缺陷。這是遵從混凝土發育規律,將混凝土抗裂與抗滲聯系起來的唯一方法;炷劣不缙诜湃纹涫,抗裂不抗滲,背離了抗裂與抗滲不可分割的辯證關系,是長期以來混凝土工程裂與滲質量通病的根源所在。

      0、前言

      事物都有其規律性。遵循客觀規律辦事,可使我們少走彎路,提高工作成效。人們從事社會活動和生產實踐的過程,就是不斷認識事物客觀規律,遵循客觀規律辦事的過程。新事物不斷涌現,新事物的客觀規律也不斷被發現,人們的認識也就不斷更新,不斷提高,由此推動了人類社會的文明進步。

      混凝土也有其規律性;炷粮鞣N性能的獲得,都遵循著一定的規律;炷恋脑缙诎l育、受役期間的性能變化、直至劣化破壞“壽終正寢”,其整個生命過程,都遵循著一定的規律。人們對混凝土進行大量的理論研究和應用研究,就在于尋找或發現這些規律,以便利用這些規律,更好地為國民經濟建設服務,為國家的可持續發展服務。

      近年發現的混凝土高抗滲的形成規律,逐步揭示了混凝土抗裂與抗滲之間存在著不可分割的內在聯系,就是混凝土客觀規律的一個反映。高抗滲防裂技術[2]在工程中的成功應用,有效控制了混凝土裂與滲的質量通病,驗證了這種關系。工程實踐本身就是一個大型實驗室,工程實踐的結論比之室內的研究結果更能準確反映事物的客觀規律性。本文結合混凝土商品化以后的工程事實,對混凝土抗裂與抗滲之間的辯證關系作進一步的分析。

      1、抗滲混凝土何以成為特種混凝土

      高抗滲本應是混凝土的一種屬性。由于種種原因,高抗滲的形成規律直到今天才被人們認識,F在的混凝土都可以實現高抗滲,這是試驗與生產實踐都已經證明了的[2]。國民經濟的可持續發展要求混凝土的構筑物都具有高耐久性。要提高混凝土的耐久性就必須提高其抗滲性。強度滿足使用要求的混凝土不一定具有高抗滲性,但是具有高抗滲性的混凝土其強度更有保證;炷僚浜媳仍O計應盡快過渡到以耐久性而不是僅以強度作為設計依據。高抗滲應成為混凝土耐久性的重要指標,成為評價現代混凝土配合比是否合理的依據。因此,抗滲混凝土應是通用混凝土而不應再是特種混凝土了。

      抗滲混凝土從特種混凝土向通用混凝土轉變,是混凝土技術發展的必然結果。

      事物總是由低級向高級發展的。以往的普通混凝土,四組分,強度等級較低,水灰比較大,混凝土成型后充水空間較大。水泥活性也較低(強度低),混凝土中水化產物總量少。一般情況下水化產物很難將充水空間完全填充密實,降低了混凝土的抗滲性。另一方面,傳統的施工養護工藝也不夠合理,混凝土成型后失水成為一種正,F象,使得本來就難以填充密實的充水空間失水后形成連通性更強的毛細孔,使混凝土的抗滲性能進一步降低。實際上,國家標準規定的P6~P12級滿足一般防水要求的抗滲等級并不算高,但由于上述原因,混凝土一般情況下連最低的防水等級也難以穩定達到。因此國家規范特別規定了抗滲混凝土配合比的設計方法;又為了提高混凝土抗滲的可靠性,各種抗滲劑(防水劑)應運而生,成為特種材料應用于防水混凝土中?節B混凝土順理成章地成為特種混凝土。

      后來混凝土發展成六組分,使用了減水劑和粉煤灰等摻合料。這是混凝土技術很大的進步,實現了混凝土質量質的飛躍。但是以往對粉煤灰等摻合料的研究一般以基準混凝土作對比,以相同的用水量來評價粉煤灰混凝土的性能及粉煤灰在混凝土中的作用。由于粉煤灰等摻合料的活性比水泥低,生成的水化產物比水泥少,要求它的水化產物去填充大小與基準混凝土相同或相近的充水空間,顯然是不公平、不合理而且是不夠科學的,很容易造成這些混凝土的性能比基準混凝土差。再加上早期失水,混凝土的抗滲性能還是難以提高。人們對按抗滲設計要求配制的混凝土的防水能力還是信心不足。有些工程為了提高抗滲的可靠性,P6、P8的抗滲等級也要借助防水劑或膨脹劑?節B混凝土依然是特種混凝土。

      高性能混凝土大大提高了配合比的合理性。高性能混凝土要求用水量低,水膠比低。低用水量和低水膠比使混凝土的充水空間大大減小,從而避免或減少了混凝土的泌水離析,提高了混凝土的勻質性,也為膠凝材料水化產物完全填充充水空間創造了條件。但是,由于傳統施工養護工藝不合理的部分未能得到改進,混凝土早期失水未能加以控制,混凝土澆筑成型后拌合水蒸發損失仍然成為一種常見現象;炷恋氖ǖ劳瑯訕嫵蛇B通的毛細孔,使混凝土的抗滲性能降低,同時也極容易造成混凝土的開裂。從技術層面來說,仍然是以添加抗滲或抗裂的特種材料作為提高混凝土抗滲抗裂能力的主要方向。因此抗滲混凝土仍然是特種混凝土。

      2、混凝土抗收縮開裂緣何成為建筑技術難題

      收縮開裂對于混凝土是與生俱來。人們對混凝土收縮的機理以及如何提高混凝土抗裂能力的研究從來就沒有停止過。人們在長期抗收縮開裂的實踐中,很自然地從如何減小混凝土的收縮入手,通過減小混凝土的收縮來減小它的收縮應力,藉以提高其抗裂能力。進一步地,又在如何提高混凝土的抗裂韌性、改善脆性方面也進行了大量的研究。由此產生的常用方法是:①盡量減少混凝土收縮大的組分。例如減小用水量,減少砂漿量,減少水泥用量,盡量增加骨料用量等。但這些措施并不是隨意的,均受到一定條件的制約。②在結構設計中充分考慮抗裂的要求,合理布筋,利用鋼筋的約束條件減小收縮應力集中。③使用抗裂外加劑,如膨脹劑、抗裂劑、減縮劑等,借助抗裂特種材料減小或補償混凝土的收縮。④復合有機膠凝材料,提高混凝土的韌性;或復合有機纖維或鋼纖維,提高混凝土的阻裂能力。這些措施在以往的抗裂實踐中在一定條件下發揮了很好的作用,今后仍將是我們應該遵循或借鑒的方法。

      盡管如此,收縮開裂仍然是影響硬化混凝土質量的突出問題。為了減少或防止混凝土的開裂,產生了留縫與不留縫兩種設計流派不同的技術觀點,王鐵夢教授則提出工程結構裂縫控制著名的“抗”與“放”的設計原則。王鐵夢教授根據自己幾十年裂縫控制和裂縫修補的經驗,結合國內外的調查資料,認為變形裂縫約占工程結構裂縫的80%以上[3]。人們關于裂縫成因和裂縫控制的豐碩成果,是長期工程實踐經驗的結晶,另一方面也反映出裂縫控制的難度。“工程裂縫問題是具有相當普遍性的技術難題”。

      混凝土商品化以后,裂縫問題有增無減。早期開裂的多發性和嚴重性,是人們始料不及的。隨著膨脹混凝土用量的擴大,膨脹混凝土開裂的案例也在增加。有關開裂問題的建筑質量投訴增多。裂縫成因與裂縫控制已成為工程界和學術界最熱門的課題,反映了人們對混凝土收縮開裂的關注程度。人們更多地認為這主要是混凝土的原材料和配合比的變化造成的。要有效控制混凝土的開裂,應從多方面著手,有關各方互相協調配合,才能保證工程質量。整體論方法控制混凝土的收縮開裂無疑是正確的,它仍是我們今后必須遵循的質量控制方法。王鐵夢教授關于混凝土收縮裂縫的18條,錢曉倩教授關于裂縫增多的幾方面因素,都反映了整體論方法控制收縮開裂的重要性?刂屏芽p是涉及包括業主(開發商、房主或政府主管)在內各方面的責任,這見解使整體論方法更具完整性和正確性。事實的確如此,因為業主的管理層次更高,更具協調各方的權力和能力。如果甲方(開發商)重視質量,尊重技術,資金到位,人員到位,措施到位,防止盲目追求施工進度,那么混凝土防裂問題,建筑質量問題就會好得多,F在整體論方法已經得到普遍認同,得到了廣泛的應用,在實際工程中發揮了重要作用。盡管如此,混凝土的收縮開裂仍時有發生,有些還很嚴重。這一方面說明了整體論方法的重要性,那一個環節疏忽了,工作跟不上,就有可能導致混凝土的開裂;另一方面也說明了混凝土抗收縮開裂工作的難度。國際公認泵送商品混凝土裂縫控制的難度大大增加了,這類問題不是我國特有的技術問題,是國際上鋼筋混凝土的共性難題。

      按照事物的矛盾法則,在諸多矛盾構成的矛盾統一體中,必然存在一個主要矛盾或矛盾的主要方面。遵照矛盾論的工作方法,只要抓住主要矛盾,一切問題都會迎刃而解。整體論方法強調依靠整體的力量解決工程實際難題,這是十分重要的。除此之外,我們是否應該甄別主要矛盾呢?如果沒有明確主要矛盾,我們的工作就有可能事倍功半。一些比較重要的工程,施工前與施工過程中一般都要召開技術討論會,確定施工方案,確定防裂工作的重點。這個重點我們可以理解為解決問題的主要矛盾。不同的工程,不同的施工隊伍,確定主要矛盾的對象不同,防裂工作的重點也不同,防裂效果也各異。我們現在要知道的是,在造成混凝土收縮開裂特別是早期開裂這諸多矛盾的統一體中,什么才是主要矛盾呢?

      3、控制早期失水有效控制了混凝土的收縮開裂

      如前所述,由于以往的混凝土在配合比和施工養護工藝上都存在不合理的因素,混凝土的抗滲能力普遍降低,因此在當時的技術條件下也就很難發現混凝土的抗裂與抗滲之間存在著聯系。理論上硅酸鹽水泥完全水化的水灰比為0.227,以往混凝土的水灰比一般在0.5以上,現在的高強高性能混凝土的水膠比一般也在0.3以上,多余的水完全是為了滿足施工的需要。因此,混凝土成型后,這多余的水勢必會蒸發出來。理論上有了這種觀念,實際工程中放任混凝土失水,就被視為是一種正常的現象了。

      由于混凝土澆筑成型后普遍存在放任失水現象,以至商品混凝土一投入使用作者就面臨社會關注的早期開裂熱點問題。當時業界比較一致的看法是,施工工藝沒變,養護方法沒變,現場攪拌的普通混凝土沒裂,泵送混凝土裂了,而且裂的那么多,一定是泵送混凝土質量上有問題,技術上有問題。甚至有人懷疑泵送混凝土技術的可行性。大家都認為早期開裂是因為混凝土收縮大的結果。要防止開裂,就必須減小混凝土的收縮。針對業界提出的意見,混凝土公司不斷優化配合比。“優化”的措施是盡量減少收縮大的組分,增加收縮小的組分,目的是減小混凝土的收縮。通過變換原材料,盡量減小混凝土的用水量和水泥用量,除此之外,粗骨料的用量曾一度達到1288kg/m3,大大超過了泵送混凝土適宜的粗骨料用量范圍。但不管配合比如何變化,早期開裂都沒有減輕的跡象。事實證明,在可泵的條件下,只靠調整配合比,不能有效控制混凝土的開裂。

      為了解決早期開裂問題,作者對泵送混凝土的早期開裂作了長時間的跟蹤觀察。逐漸發現,一些認為收縮比較大的混凝土,有時并沒有開裂,或開裂比較輕微;一些認為收縮比較小的混凝土,有時卻很容易開裂,而且開裂比較嚴重;炷潦欠耖_裂,直接相關的并不是配合比而是氣候環境條件。這表明,混凝土的早期開裂主要是由于失水造成的。于是,作者提出了把控制早期失水作為防裂的主要方向,建議得到主管部門領導和質量監督部門領導的重視。1998年5月和1999年6月質量監督部門先后兩次召開大型的硬化混凝土質量現場工作會,要求施工單位對新澆筑的混凝土一定要及時進行充分的濕養護,覆蓋保濕,防止或盡量減少混凝土的失水。這兩次會議起到了“扭轉乾坤”的作用。隨著覆蓋保濕養護的逐步推廣,早期開裂得到了有效的控制。經過多年的工程實踐,現在人們逐漸接受了這樣的觀念:商品混凝土的早期開裂,完全可以通過控制早期失水得到控制。這個控制早期失水的方法,就是完美濕養護方法。在完美濕養護方法中,作者從理論上最先明確提出了“混凝土配合比的拌合用水是混凝土的重要組成部分,在已澆筑振動密實成型的混凝土中占有一定空間,不可以損失”的學術觀點。

      完美濕養護為評價實際工程濕養護的合理性提供了一個尺度。根據成型后至濕養護結束,混凝土是否失水,失水多少,可以判斷濕養護的合理程度。推廣完美濕養護以來,除了一些工程,甲方特別重視,要求更加嚴格,更接近完美濕養護之外,應該說很多工程與完美濕養護都還有不同程度的差距,混凝土還存在不同程度的失水現象。但與傳統濕養護相比,畢竟與完美濕養護已經接近了很多?傮w上說,早期開裂已經得到有效的控制。這些不同程度的失水現象,恰好為實際工程向我們展示不同效果的實例提供了觀察條件。工程事實表明,越接近完美濕養護,混凝土失水越少,混凝土的早期與中后期都可能不裂,即使開裂也比較輕微;偏離完美濕養護越遠,混凝土失水越多,混凝土早期與中后期的開裂都可能比較嚴重。因此,如果我們有效控制了混凝土的早期失水,也就能夠最大限度地控制混凝土的收縮開裂。下舉幾例:

      (1)某行業辦公營業樓。共六層,每層建筑面積500m2,由某新入注的市外施工企業施工。澆筑第二層板時正值雨季,無明顯開裂。2005年7月14日澆筑第三層板,混凝土用量103.8m3,下午二時澆筑完成。天氣晴間多云,氣溫26~34℃,太陽較為猛烈。7月15日上午,作者接到通知,參加該工程的現場工作會,并被告知昨天澆筑的樓面板大面積開裂。作者觀察樓面板大部分處于一次抹平狀態,只一小部分經過二次抹壓,很明顯錯過了二次抹壓的適宜時機。問什么時候開始養護?回答說“我們對養護還是很重視的,今天早上六點就起來淋水了”。問怎么不按技術交底的要求做?回答說“規范規定終凝后開始養護,沒有要求成型后立即養護,擔心影響混凝土的凝結”。這樣,混凝土成型后既沒有二次抹壓,也沒有進行養護,混凝土一直處于失水狀態,造成了長時間的嚴重失水,錯過了防裂最關鍵的第一天[8],混凝土發生大面積開裂是必然的。質安部門要求對該層樓面板作緊急覆蓋并浸水處理,首先防止裂縫擴展,后期再視裂縫的深淺程度,確定進一步的處理方案;并要求以后的施工一定要做好防止混凝土早期失水的養護工作。會議以后,在三層以上的樓面板施工中,再沒有接到混凝土開裂的反映。

      (2)某商用樓。共六層,每層建筑面積960m2。2006年1月10日澆筑施工第三層樓面板,供應混凝土量206m3。2006年4月3日,由質安部門召開了有甲方、設計、施工、監理和混凝土公司參加的現場工作會,甲方投訴該層樓面板開裂。作者觀察裂縫數量不多,不象上例大面積開裂,只數條裂縫。裂縫較長,且皆貫穿。由于下雨,板底下明顯濕潤痕跡。分析判斷為早期失水造成的中后期開裂。該工程澆筑當天陰到多云,氣溫9~16℃。澆筑后連續數天為多云天氣,微風,間或陽光明媚。采用澆水養護方式。早期失水較多,已形成大量的不可見孔隙缺陷和一定的不可見裂縫。由于具體原因,沒有及時澆筑上一層,致使樓面板長時間暴露于大氣中,加速了中后期的繼續失水,裂縫不斷擴展,最終貫穿。澆水養護很難防止混凝土失水。在失水較多的情況下,中后期的開裂是難免的。要盡量防止或減少混凝土的中后期開裂,最簡單又有效的方法是盡量防止混凝土的早期失水,二次抹壓后立即覆蓋保濕養護。質安部門要求使用覆蓋物,得到甲方認同。在后來的施工中,作者也加強了回訪,防止失水的養護工作比較到位。此后再沒有接到甲方投訴。

      (3)某港商企業招待所和宿舍樓。招待所三層半,樓面板回字形結構,每層混凝土用量270m3左右;宿舍樓兩幢各四層,每層混凝土用量120m3左右。工地距混凝土公司30多公里。2004年7月~8月由某新入注施工企業施工,正值南方高氣溫和超高氣溫季節;炷翝仓霸撌┕て髽I的老板找到作者,坦言以前專門從事地下排水管的安裝施工,從未做過建筑樓面施工,很擔心混凝土開裂。作者建議把防止混凝土早期失水作為防裂工作的重點,被采納,并按要求做好澆筑前的準備工作。前一兩次,該老板與作者都在施工現場,指導混凝土的施工保養。作者幾乎每次澆筑后的第二天都要回訪,觀察養護情況,認為做得較好?⒐ひ院,這三座樓房都沒有發現可見裂縫;直至現在,也沒有可見裂縫的反映。

      (4)混凝土剪力墻的防裂施工。剪力墻是最容易開裂的混凝土結構。不同的約束條件對剪力墻的開裂有重要影響,但作者認為早期失水過多仍然是剪力墻出現大量裂縫的主要原因。為什么在全國各地剪力墻開裂那么多,有些比較嚴重,就因為剪力墻是兩面暴露的直立薄壁結構,保水難度很大,最容易失水。要控制剪力墻的開裂,關鍵還是控制混凝土的早期失水。凡是能有效控制早期失水的方法,就是好的防裂方法。

      某行政辦公大樓的地下室剪力墻,矩形的平面結構,縱向兩邊都有窗口。窗角處容易產生應力集中,因此有窗口的剪力墻防裂難度更大。2005年8月18日施工,混凝土用量103.5m3,工程設計對混凝土的要求為C30P6,混凝土實際抗滲等級>P30。施工單位對剪力墻防裂比較重視,施工前召開了防裂技術討論會,并邀請作者參加。作者提出了幾點控制混凝土失水的防裂措施,施工過程中基本得到落實。正巧剪力墻施工后連續幾天都有雨,有助于減少混凝土的失水。拆模以后觀察,剪力墻的長短四條墻都沒有發現可見裂縫。兩個月以后,在澆筑第二層樓面板時,作者再次觀察剪力墻,還是沒有發現裂縫。

      另一行政辦公大樓的地下室剪力墻,亦為矩形的平面結構,皆不設窗口。2006年ⅹ月ⅹ日施工,混凝土用量略大于上例,工程設計對混凝土的要求為C30P8,生產抽樣檢驗實際抗滲等級>P30。施工時及施工后連續數天皆為晴朗天氣,氣溫20~31℃,秋高氣爽,風干物燥,森林火險黃色預警信號生效。這也是混凝土容易失水的季節;炷凉镜酿B護建議雖然得到認同,但并沒有落實。僅在混凝土終凝后采用澆水養護。澆筑后的第二天上午作者回訪,模板基本已拆完。作者建議立即用濕麻袋掛貼于剪力墻的兩面,并派專人淋水保濕,防止混凝土繼續失水,亦未采納,仍采用澆水養護。在澆筑第三層樓面板時,作者到地下室觀察,發現較多裂縫,部分從剪力墻的頂部裂到底部。剪力墻為柱墻結構,兩柱相距較大的墻面,一般出現兩條裂縫,縫柱相距約1m左右;兩柱相距較小時,墻面一般出現一條裂縫,基本位于兩柱中間。

      4、混凝土抗裂與抗滲之間存在著不可分割的內在聯系

      上一節我們回顧了混凝土商品化以后,與混凝土的早期開裂抗爭的過程。很多方法都試過了,很難見到成效,唯獨控制早期失水效果顯著。由此作者認為,在引發混凝土早期開裂諸多影響因素構成的矛盾統一體中,只有采用完美濕養護、防止早期失水才是抓住了解決問題的主要矛盾。這一主要矛盾的確定,是工程實踐的結果。但是完美濕養護只是一種養護的工藝方法,其防裂效果何以那么顯著呢?其防裂的理論依據又是什么呢?

      作者在剛剛接觸工程實際的時候,認為地下室等防水工程將是今后混凝土服務的重要內容之一,因此在研究混凝土早期開裂的同時,也花很大精力對抗滲混凝土進行研究、。一些資料認為C25及其以上強度等級的混凝土,可以自然滿足P6~P8抗滲等級的防水要求,更有資料認為P16以下的抗滲等級可以免檢。其實不然。在規范的、標準的試驗條件下混凝土的抗滲等級波動可能較小,在不規范的、非標準的試驗條件下混凝土的抗滲等級波動就非常大。即使接近50MPa的混凝土,在不利氣候環境下,由于失水過多,也有可能完全喪失抗滲能力。施工現場基本上都是露天作業,環境條件受氣候條件影響,不可能很規范。因此標準試驗條件下得出的試驗結果未必能夠反映工程實際。

      控制早期失水有效控制了混凝土的早期開裂,由此作者得到啟迪,判斷混凝土在非標準養護條件下抗滲等級之所以大幅度波動,可能也是由于早期失水所致,并因此實現了混凝土抗滲技術的重大突破:不需要借助膨脹劑、防水劑以及活性超細微粉等特殊材料,僅采用常規材料,低強度混凝土3d~7d齡期的抗滲等級都可以達到P30級以上。作者采用完美濕養護,防止早期失水,混凝土同時得到高抗滲和防裂的雙重效果。而作者的試驗研究又同時證實了早期失水將導致混凝土抗滲性能降低和開裂。這正反兩方面的結果使作者意識到混凝土的抗裂與抗滲實際上是不可分割的,由此我們建立了高抗滲防裂的最新抗裂理念。

      應用水化產物填充理論可以很好解釋混凝土抗滲與抗裂之間存在的這種辯證關系。作者在分析混凝土高抗滲防裂的基本原理時,應用的就是水化產物填充理論。高抗滲防裂的基本原理實際上就是對混凝土抗滲與抗裂之間內在聯系的科學合理的解釋。在2006年11月廣東省土木建筑學會現代混凝土技術與循環經濟研討會上,作者提出了水化產物填充理論并用它解釋了低強度混凝土的強度形成機理和抗滲構成機理[9]。水化產物填充理論依據低強度混凝土可以穩定實現高抗滲這一事實,認為混凝土的充水空間都是可以填充密實的,其密實程度可以根據工程需要,根據耐久性的需要。其密實程度可以通過合理的配合比以及合理的施工養護工藝得到保證。水化產物填充理論指出,混凝土的充水空間被填充密實,混凝土實現高抗滲,是混凝土發育良好的表現;炷量節B性能降低,或者開裂,是混凝土發育不良的結果。根據工程事實,作者認為混凝土的收縮內應力主要來源于失水形成的缺陷。在完美濕養護條件下,混凝土不失水,不產生失水缺陷,由缺陷引起的內應力就很;在完美濕養護條件下,混凝土容易實現高抗滲,高抗滲的混凝土強度更有保證。這樣,完美濕養護結束之后,混凝土就具有足夠高的強度抵抗被最大限度減小了的內應力,混凝土的抗裂能力因此顯著提高。

      混凝土澆筑成型后,其拌合水不可以損失,只有如此,混凝土才能實現高抗滲和防裂。這是將混凝土抗滲與抗裂聯系起來的唯一方法,也是混凝土正常發育應該遵循的基本規律。長期以來混凝土的裂與滲之所以成為混凝土工程的質量通病,成為建筑技術難題,就因為在混凝土成型后的整個硬化早期存在著放任失水現象,背離了這一基本規律。因此,我們應該重視抗裂與抗滲不可分割的辯證關系,利用這一規律來為我們的工程建設服務,提高我們的工程質量。

      5、高抗滲防裂是提高混凝土耐久性的必經途徑

      隨著國民經濟的快速發展,基本建設的投入不斷加大,環境的污染也在加重。環境有害介質對混凝土的腐蝕使混凝土構筑物的使用壽命大大降低,有些耗資甚巨的重要建筑物使用甚至不到二十年就失效,不得不進行重建或大修;炷聊途眯砸殉蔀閲铱沙掷m發展需要解決的迫切問題。

      要提高混凝土的耐久性,一方面需要提高水化產物在環境介質中的穩定性,另一方面也需要混凝土具有足夠高的抗滲能力;炷量節B性能差是加速混凝土劣化的主要原因?節B性能差的混凝土,環境有害介質容易滲透進入混凝土內部,未水化的膠凝材料粒子被有害介質包圍,失去二次水化反應的能力;已生成的水化產物則被有害介質通過毛細孔隙缺陷分割侵蝕,性能發生質變,使混凝土從外向內局部爆裂剝離而崩潰。這是混凝土最常見的一種劣化現象。

      混凝土商品化以后,現代混凝土技術逐漸向高性能高強度方向發展,現在的水膠比一般比以往的水灰比低,現在混凝土的特性與以往混凝土的特性就有了很大的不同?傮w上說,現在混凝土的抗滲性能比以往普通混凝土的好。另外,現在混凝土的開裂方式與以往混凝土也有很大差異,F在的混凝土由于水膠比低,混凝土拌合物中水的遷移速度慢,表面水蒸發后,內部水來不及遷移補充,混凝土由表及里的濕度梯度大,于是混凝土表面產生很大的收縮應力,而內部混凝土則不收縮,或內外的收縮很不一致。這樣就造成現在的混凝土早期很容易開裂,這種開裂往往是從表面開始。表面開裂之后,加速了混凝土內部失水,裂縫擴展,直至貫穿。

      工程實踐證實,混凝土的收縮開裂主要是因為失水造成的;炷潦,首先形成失水通道,形成連通的毛細孔,造成混凝土抗滲性能降低。毛細孔失水后液面下降產生負壓,產生收縮力。這時的混凝土還不具備抵抗這種收縮應力的強度,于是混凝土開裂,釋放應力。由此可見,混凝土開裂之前,總是先形成不可見的毛細孔隙缺陷,總是先造成抗滲性能的降低,然后才形成不可見裂縫,才造成混凝土開裂;炷灵_裂之后,裂縫兩側面成為混凝土新的表面,于是混凝土的暴露面增加。新的暴露面加速了混凝土失水,新暴露面又會因為失水形成更多的失水通道,更多的毛細孔隙缺陷。這些毛細孔隙缺陷又會成為有害介質入侵的通道。所以,作者認為,混凝土的開裂加速了混凝土的腐蝕,是因為單位體積混凝土中受腐蝕面的增加,但其受腐蝕的主要方式仍然是通過毛細孔隙缺陷侵蝕。因此,抗滲性能降低才是加速混凝土劣化的根本原因。要提高混凝土的耐久性,就必須提高其抗滲性和抗裂性,高抗滲防裂是提高混凝土耐久性的必經途徑。

      6、結論

      (1)混凝土抗裂與抗滲之間存在著不可分割的內在聯系,這是混凝土客觀存在的基本規律,實際工程不能背離這一規律;炷烈懒丫捅仨毧節B,不抗滲則難以防裂。

      (2)混凝土高抗滲防裂最新抗裂理念的建立,利用了抗裂與抗滲不可分割的辯證關系,順應了混凝土的早期發育規律,是遵循客觀規律辦事的結果。這一成果是在工程實踐中取得的,是工程實踐的產物。

      (3)混凝土澆筑成型后,其拌合水不可以損失。這是將混凝土抗裂與抗滲聯系起來的唯一一道橋梁。拌合水損失,這道橋梁就被中斷,混凝土的抗裂與抗滲就被分割,就會造成混凝土抗滲性能的降低和開裂。

      (4)混凝土的高抗滲是通過完美濕養護實現的。完美濕養護就是混凝土不失水的養護,不產生泌水缺陷和失水缺陷的養護。完美濕養護是提高混凝土抗滲抗裂能力不可忽視的一種工藝方法,它可以做到最大限度地控制混凝土的收縮開裂。完美濕養護的理論依據是高抗滲防裂,而水化產物填充理論則是高抗滲防裂的理論提升。

      (5)傳統的濕養護方法不夠合理,我們應該認識和正視它的不合理性。傳統的濕養護方法沒有強調混凝土澆筑成型后不可以失水;炷聊Y硬化前后,混凝土在養護之前和養護的過程中,都存在不同程度的放任失水現象。這種放任失水背離了高抗滲防裂的基本規律,背離了抗裂與抗滲不可分割的辯證關系,使混凝土得不到正常發育。這是混凝土商品化以后,早期開裂頻頻發生的主要原因,也是長期以來裂與滲成為混凝土工程的質量通病、成為困擾建筑界的技術難題的主要原因。

      (6)整體論方法提高混凝土耐久性,是必要的,也是必需的。我們要做好影響混凝土耐久性各個環節的工作,就需要有關各方和諸多工種的相互支持、協調和配合。但其中最關鍵的因素是實現混凝土的高抗滲防裂,這是提高混凝土耐久性不可回避的必經途徑,是提高混凝土耐久性的最基本方法。

      (作者:甘昌成 關志文 張子庚 李建庭 呂偉強)

       

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