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混凝土耐久性安全性問題值得重視訪美感想

文檔作者：李金玉文檔來源：中國水利水電科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年02月22日
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移-樹 ， 眥
1997年第4期 混凝土與水泥制品 1997 No4
8月 CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS Au ttSt
④
2,1一
混凝土耐久性安全性問題值得重視
— — 訪美感想
李金玉
(中國水利水電科學(xué)研究院110038)
由國家建材工業(yè)局組織的“建材與施工新技術(shù)
交澆代表團(tuán)”于96年底赴美進(jìn)行了專業(yè)考察．其中
對(duì)混凝土耐久性、安全性問題進(jìn)行了重點(diǎn)交流。下
面是幾點(diǎn)感想和信息．供參考。
一
、總體感覺
1．本次訪美活動(dòng)．以混凝土材料為主．結(jié)合其它
新型建筑材料．開展專業(yè)性的考察交流活動(dòng)．有較強(qiáng)
的專業(yè)性和較濃的學(xué)術(shù)交栽氣氛。
2．本跌交蔬的對(duì)象．如美國西北大學(xué)土木系水
泥基材料研究中心、美國波特蘭水泥協(xié)會(huì)(PCA)、土
木工程結(jié)構(gòu)技術(shù)試驗(yàn)中心(CTL)、涂料研究中心
(USG)、Mort~ 國際公司、REYNOBOND公司等．均
是美國混凝土材I料和建筑材料方面著名的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)
和生產(chǎn)研究公司，具有較高的學(xué)術(shù)水平和較先進(jìn)的
產(chǎn)品和技術(shù)，因此使本次考察交流活動(dòng)能了解到美
國較高較新的研究成果和最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)。
3．就混凝土材料的研究水平而言．從總體上看．
我國與美國相比．并不落后，可以互相交流．互相取
長(zhǎng)補(bǔ)短。儀器設(shè)備和試驗(yàn)條件我國存在有較大的差
雁(包括試驗(yàn)室條件、教機(jī)化、自動(dòng)化以廈經(jīng)費(fèi)、人員
等)。
4．本砍初步交流．為促成中美雙方在混凝土材
料和新型建筑材料方面的協(xié)作研究，新產(chǎn)品的推廣
應(yīng)用等方面打下了良好的基礎(chǔ)。
二、有關(guān)德凝土耐久性方面的主要交流
成果
(一)總體印象
1．美國對(duì)混凝土耐久性問題重視較早．投入較
大．已有許多成果。
美國是一個(gè)發(fā)達(dá)的資本主義國家．自二躍大戰(zhàn)
丁 巧 ∞ ／
以后． 建了大量的土木混凝土工程，但運(yùn)行2O一3O
年以后．由于混凝土耐久性不良而弓I起工程的老化
病害向題日益突出．尤其美國是一個(gè)以汽車工業(yè)為
支柱的國家．道橋混凝土的耐久性直接影響到交通
和國計(jì)民生．為研究和解決混凝土的耐久性同題，美
國從1985年開始，投資2000萬美元，在西北大學(xué)成
立一個(gè)混凝土研究中心，主要研究混凝土耐久性．研
究期限為l1年，重點(diǎn)為道路混凝土的耐久性同題。
目前該中心已在混凝土的斷裂、混凝土的璩融(鹽
凍)、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應(yīng)等方面取得了很多的
研究成果．一些成果已應(yīng)用到工程。到今年第一期
研究工作已快結(jié)束(1985-1996)正準(zhǔn)備進(jìn)行第二期
研究工作的準(zhǔn)備。
2．我國水工等部門自8O年代中期也進(jìn)行了全
國性的混凝土工程耐久性和老化病害的調(diào)查工作，
及時(shí)總結(jié)井反映了由于混凝土耐久性不趣．工程老
化病害日益突出和嚴(yán)重的阿題，但當(dāng)時(shí)主管部門只
能采取“救命”的應(yīng)急措施，對(duì)特別突出的病隆工程
進(jìn)行維慘處理．而對(duì)如何從根本上提高混凝土耐久
性．確保工程的安全運(yùn)行壽命．充分發(fā)揮工程的經(jīng)濟(jì)
效益和社會(huì)效益問題．仍然重視不夠．因此沒能進(jìn)行
較大規(guī)模的混凝土耐久性的研究。短期行為仍然是
我國高層砍中普遍存在的問題．這也是我們的主要
差距。美國在耐久性方面僅國家基金每年是200萬
美元左右．相當(dāng)于1600萬人民幣?；炷聊途眯酝?
題．是我國基建工程中，特別是重點(diǎn)工程建設(shè)中(如
三峽工程等)橇特解決的根本問題．我們要為人民及
子孫“造?！薄⒍荒堋袄?duì)”、更不能“留患”。
(二)主要交流成果
本提交流．主要對(duì)象是10wA州交通部公路處
的歐陽戚生博士(1985年畢業(yè)于福州大學(xué)土木系】。
一21 —
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歐陽成生博士主要在混凝土張酸鹽侵蝕、凍融話環(huán)
和堿集料反應(yīng)三個(gè)方面作了介紹．主要介紹內(nèi)窖為
破壞機(jī)理(反應(yīng))、試驗(yàn)方法和改進(jìn)(控制)措施．以及
今后的研究方向。其介紹的主要內(nèi)容和成果水平與
國內(nèi)目前的戚果永平基本相似。有些研究工作美國
已經(jīng)做了．我們剮開始進(jìn)行，有些我們已經(jīng)開始而美
國還未進(jìn)行(如應(yīng)力條件下混凝土的硫酸鹽侵蝕)。
在混凝土耐久性課題的空漉中有以下幾個(gè)問題
是值礙引起重視的。
1．混凝土耐久性不良的原因，酞陽成生博士介
紹美國從材料本身上分析．主要是水泥某些}匕學(xué)成
分的變化而引起的。如水泥中的SO 含量和舍堿量
的增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)1950年美匿水泥sq 古量為
i．84％．堿含量N電。當(dāng)譬為O．442％。而到1990
年，鼢古量鳥2．74％，堿含量為0．504％．分別比
I9 證 含量提高48．9％，堿音量提高14％；而
水 的細(xì)度1950年為358．2t ，kg．·1990年為
401．4rd／ ．即水泥的細(xì)度提高了21％。也就是說
水泥成分中s嘎含量和吉堿量的挺高．以及水泥細(xì)
度的增加．是混凝土耐久性不良的內(nèi)在原因。
2．對(duì)燕養(yǎng)爿晶。初期形成的鈣礬石在燕彝時(shí)會(huì)
產(chǎn)生分解，這不會(huì)形成不利髟響．而在燕養(yǎng)硬化以
后．如水泥中s 音量較多，二次形成鈣礬石時(shí)．就
容易出現(xiàn)睜脹裂齄破壞，美國對(duì)一些孰枕的裂縫作
了分析．目的是研究產(chǎn)生裂縫的原因是堿骨辯反應(yīng)
還是硫酸鹽侵蝕．分析結(jié)果認(rèn)為主要是堿酸鹽侵蝕
及鈣礬石睜脹的睜脹破壞。
3 高強(qiáng)混凝土的馥酸鹽侵蝕同題值得注童。在
配制高強(qiáng)混凝土?xí)r．采用很低的水灰比，使水泥中相
當(dāng)一部分水泥未瞻水化，而特混凝土硬化后．再暹水
時(shí)，水泥會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的永化作甩，此時(shí)水泥中將形
成二談鈣砜石，而高強(qiáng)混凝土又掇臆．二次鈣礬石的
形成。就可能使高強(qiáng)j巨凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。美國已
經(jīng)有三座柝出現(xiàn)了這類問艇．美冒日前正要開展結(jié)
構(gòu)混凝土帶裂建時(shí)●遺性的研究。
4．在混麓土的凍融破壞方面，美國也尚未解決
試驗(yàn)室試驗(yàn)與工程實(shí)際之間的關(guān)系問題。即一未解
決混凝土建筑的抗珠壽命問題 但美國對(duì)混鼉土抗
凍耐久性要求很高．一般均需達(dá)到快凍300次相對(duì)
一22 一
耐久性指數(shù)≥80％以上。同時(shí)提出高強(qiáng)混蕞土C60
上是否抗凍．要不要摻引氣利的問題，以盈氣泡蟪
定性同囊．包括后期鈣礬石形成使氣泡空隙事掉低，
以及施工時(shí)上部混凝土由于振搗而古氣量侔低等問
趣 對(duì)混凝土抗凍性。美國AC]有十準(zhǔn)蜮9．要求氣泡
閫距系數(shù)d0．2mm，即200ttm。骨科質(zhì)量對(duì)混凝土
抗璩性的影響也應(yīng)注意．應(yīng)采用密實(shí)性高(低孔酸、
小吸水率)的骨料．但國內(nèi)水工方面研究證實(shí)．當(dāng)采
用引氣劑后，骨辯影響將減弱。關(guān)于抗鹽凍同題．主
要措麓仍為引氣。同時(shí)也提出了改變除冰鹽成份．適
量摻用糟堞灰等措施。在凍融破壞方面，今后研究
的方向主要有理塌檢驗(yàn)方法(室內(nèi)外對(duì)比關(guān)系，如何
解決設(shè)計(jì)中的使用壽命問題)；氣泡參數(shù)的快速 定
方法．以及氣泡穩(wěn)定性及鈣礬石沉積的影響(雙重園
素影響)等。
5．混凝土中的堿集辯反應(yīng)問題。美國主要采用
的試驗(yàn)方法為ASTM C227和ASTM1 94以及
加拿大的試驗(yàn)方法(CSA、A232-14A)．而非洲的壓
燕法(類似國內(nèi)南化方法)基本不用。在前蘭種方法
中．C227太嚴(yán)．而加拿大法較接近實(shí)際。關(guān)于預(yù)防
堿骨料反應(yīng)的途徑和今后研究方向與國內(nèi)基本相
似。因此．如何結(jié)合我國實(shí)際情況，在原來ASTM巖
相法、化學(xué)法和長(zhǎng)度法的基礎(chǔ)上，研究出一種更適合
找國工程應(yīng)用的堿骨料爿定方法．仍是我們今后研
究的重點(diǎn)．廚時(shí)如何進(jìn)行理蟠的檢驗(yàn)和爿定也是撅
需解決的實(shí)際同題，而切實(shí)做好積騎工作剛是工程
中更為重要的措麓。
(-)存在問題
由于時(shí)同緊迫，文魂的對(duì)象僅為交通部門的歐
陽博士．因此就攜凝土耐久性頓蛾而胄．存在著交贏
面較窄，討論 蓐深入．搜有接艘現(xiàn)場(chǎng)等問題。在這
一鋪域。建議今后進(jìn)行專業(yè)性的互訪和學(xué)術(shù)變藏．甚
至靛j鼠方共局關(guān)心的問題進(jìn)行協(xié)作研究。目前我國
正處于一個(gè)工程建設(shè)的高潮．混凝土工程的耐久性
安全性問題是一十事美重大．而重持■決的實(shí)際問
題．要下大力氣抓好這-I作，使我目的工程建設(shè)能
真正發(fā)揮應(yīng)有的更太的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，我國
的工程建設(shè)高潮比美國等發(fā)達(dá)國家要遲幾十年．應(yīng)
更好的吸取它們的經(jīng)驗(yàn)和教訕【，搞好我們自己的工
作。

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