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混凝土耐久性安全性问题值得重视访美感想

文档作者：李金玉文档来源：中国水利水电科学研究院		点击数：	更新时间： 2024年02月22日
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移-树 ， 眦
1997年第4期 混凝土与水泥制品 1997 No4
8月 CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS Au ttSt
④
2,1一
混凝土耐久性安全性问题值得重视
— — 访美感想
李金玉
(中国水利水电科学研究院110038)
由国家建材工业局组织的“建材与施工新技术
交浇代表团”于96年底赴美进行了专业考察．其中
对混凝土耐久性、安全性问题进行了重点交流。下
面是几点感想和信息．供参考。
一
、总体感觉
1．本次访美活动．以混凝土材料为主．结合其它
新型建筑材料．开展专业性的考察交流活动．有较强
的专业性和较浓的学术交栽气氛。
2．本跌交蔬的对象．如美国西北大学土木系水
泥基材料研究中心、美国波特兰水泥协会(PCA)、土
木工程结构技术试验中心(CTL)、涂料研究中心
(USG)、Mort~ 国际公司、REYNOBOND公司等．均
是美国混凝土材I料和建筑材料方面著名的学术机构
和生产研究公司，具有较高的学术水平和较先进的
产品和技术，因此使本次考察交流活动能了解到美
国较高较新的研究成果和最新的发展动态。
3．就混凝土材料的研究水平而言．从总体上看．
我国与美国相比．并不落后，可以互相交流．互相取
长补短。仪器设备和试验条件我国存在有较大的差
雁(包括试验室条件、教机化、自动化以厦经费、人员
等)。
4．本砍初步交流．为促成中美双方在混凝土材
料和新型建筑材料方面的协作研究，新产品的推广
应用等方面打下了良好的基础。
二、有关德凝土耐久性方面的主要交流
成果
(一)总体印象
1．美国对混凝土耐久性问题重视较早．投入较
大．已有许多成果。
美国是一个发达的资本主义国家．自二跃大战
丁 巧 ∞ ／
以后． 建了大量的土木混凝土工程，但运行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
病害向题日益突出．尤其美国是一个以汽车工业为
支柱的国家．道桥混凝土的耐久性直接影响到交通
和国计民生．为研究和解决混凝土的耐久性同题，美
国从1985年开始，投资2000万美元，在西北大学成
立一个混凝土研究中心，主要研究混凝土耐久性．研
究期限为l1年，重点为道路混凝土的耐久性同题。
目前该中心已在混凝土的断裂、混凝土的璩融(盐
冻)、硫酸盐侵蚀、碱骨料反应等方面取得了很多的
研究成果．一些成果已应用到工程。到今年第一期
研究工作已快结束(1985-1996)正准备进行第二期
研究工作的准备。
2．我国水工等部门自8O年代中期也进行了全
国性的混凝土工程耐久性和老化病害的调查工作，
及时总结井反映了由于混凝土耐久性不趣．工程老
化病害日益突出和严重的阿题，但当时主管部门只
能采取“救命”的应急措施，对特别突出的病隆工程
进行维惨处理．而对如何从根本上提高混凝土耐久
性．确保工程的安全运行寿命．充分发挥工程的经济
效益和社会效益问题．仍然重视不够．因此没能进行
较大规模的混凝土耐久性的研究。短期行为仍然是
我国高层砍中普遍存在的问题．这也是我们的主要
差距。美国在耐久性方面仅国家基金每年是200万
美元左右．相当于1600万人民币。混凝土耐久性同
题．是我国基建工程中，特别是重点工程建设中(如
三峡工程等)橇特解决的根本问题．我们要为人民及
子孙“造福”、而不能“愧对”、更不能“留患”。
(二)主要交流成果
本提交流．主要对象是10wA州交通部公路处
的欧阳戚生博士(1985年毕业于福州大学土木系】。
一21 —
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欧阳成生博士主要在混凝土张酸盐侵蚀、冻融话环
和碱集料反应三个方面作了介绍．主要介绍内窖为
破坏机理(反应)、试验方法和改进(控制)措施．以及
今后的研究方向。其介绍的主要内容和成果水平与
国内目前的戚果永平基本相似。有些研究工作美国
已经做了．我们剐开始进行，有些我们已经开始而美
国还未进行(如应力条件下混凝土的硫酸盐侵蚀)。
在混凝土耐久性课题的空漉中有以下几个问题
是值碍引起重视的。
1．混凝土耐久性不良的原因，酞阳成生博士介
绍美国从材料本身上分析．主要是水泥某些}匕学成
分的变化而引起的。如水泥中的SO 含量和舍碱量
的增加，据统计1950年美匿水泥sq 古量为
i．84％．碱含量N电。当譬为O．442％。而到1990
年，鼢古量鸟2．74％，碱含量为0．504％．分别比
I9 证 含量提高48．9％，碱音量提高14％；而
水 的细度1950年为358．2t ，kg．·1990年为
401．4rd／ ．即水泥的细度提高了21％。也就是说
水泥成分中s嘎含量和吉碱量的挺高．以及水泥细
度的增加．是混凝土耐久性不良的内在原因。
2．对燕养爿晶。初期形成的钙矾石在燕彝时会
产生分解，这不会形成不利髟响．而在燕养硬化以
后．如水泥中s 音量较多，二次形成钙矾石时．就
容易出现睁胀裂齄破坏，美国对一些孰枕的裂缝作
了分析．目的是研究产生裂缝的原因是碱骨辩反应
还是硫酸盐侵蚀．分析结果认为主要是碱酸盐侵蚀
及钙矾石睁胀的睁胀破坏。
3 高强混凝土的馥酸盐侵蚀同题值得注童。在
配制高强混凝土时．采用很低的水灰比，使水泥中相
当一部分水泥未瞻水化，而特混凝土硬化后．再暹水
时，水泥会发生进一步的永化作甩，此时水泥中将形
成二谈钙砜石，而高强混凝土又掇臆．二次钙矾石的
形成。就可能使高强j巨凝土结构产生裂缝。美国已
经有三座柝出现了这类问艇．美冒日前正要开展结
构混凝土带裂建时●遗性的研究。
4．在混麓土的冻融破坏方面，美国也尚未解决
试验室试验与工程实际之间的关系问题。即一未解
决混凝土建筑的抗珠寿命问题 但美国对混鼍土抗
冻耐久性要求很高．一般均需达到快冻300次相对
一22 一
耐久性指数≥80％以上。同时提出高强混蕞土C60
上是否抗冻．要不要掺引气利的问题，以盈气泡蟪
定性同囊．包括后期钙矾石形成使气泡空隙事掉低，
以及施工时上部混凝土由于振捣而古气量侔低等问
趣 对混凝土抗冻性。美国AC]有十准蜮9．要求气泡
阃距系数d0．2mm，即200ttm。骨科质量对混凝土
抗璩性的影响也应注意．应采用密实性高(低孔酸、
小吸水率)的骨料．但国内水工方面研究证实．当采
用引气剂后，骨辩影响将减弱。关于抗盐冻同题．主
要措麓仍为引气。同时也提出了改变除冰盐成份．适
量掺用糟堞灰等措施。在冻融破坏方面，今后研究
的方向主要有理塌检验方法(室内外对比关系，如何
解决设计中的使用寿命问题)；气泡参数的快速 定
方法．以及气泡稳定性及钙矾石沉积的影响(双重园
素影响)等。
5．混凝土中的碱集辩反应问题。美国主要采用
的试验方法为ASTM C227和ASTM1 94以及
加拿大的试验方法(CSA、A232-14A)．而非洲的压
燕法(类似国内南化方法)基本不用。在前兰种方法
中．C227太严．而加拿大法较接近实际。关于预防
碱骨料反应的途径和今后研究方向与国内基本相
似。因此．如何结合我国实际情况，在原来ASTM岩
相法、化学法和长度法的基础上，研究出一种更适合
找国工程应用的碱骨料爿定方法．仍是我们今后研
究的重点．厨时如何进行理蟠的检验和爿定也是撅
需解决的实际同题，而切实做好积骑工作刚是工程
中更为重要的措麓。
(-)存在问题
由于时同紧迫，文魂的对象仅为交通部门的欧
阳博士．因此就携凝土耐久性顿蛾而胄．存在着交赢
面较窄，讨论 蓐深入．搜有接艘现场等问题。在这
一铺域。建议今后进行专业性的互访和学术变藏．甚
至靛j鼠方共局关心的问题进行协作研究。目前我国
正处于一个工程建设的高潮．混凝土工程的耐久性
安全性问题是一十事美重大．而重持■决的实际问
题．要下大力气抓好这-I作，使我目的工程建设能
真正发挥应有的更太的经济效益和社会效益，我国
的工程建设高潮比美国等发达国家要迟几十年．应
更好的吸取它们的经验和教讪【，搞好我们自己的工
作。

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