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浅谈混凝土结构缺陷与防水
肖红燕
新疆天恒基热力公司新疆乌鲁木齐830011
【摘要】文章阐述了混凝土结构缺陷形成的原因和水对混凝土的危害以及将混凝土作为独立的防水层的危险理由。
【关键词】混凝土结构缺陷;水灰比;沉降裂缝;耐久性;防水性;抗渗性能
在实际管理施工过程中发现混凝土结构缺陷主要表现在混凝土微细裂缝和内部孔隙,这里的“孔隙”指危及混凝土综合性能的有害孔(孔径大于25mm的孔及相连通的孔隙),形成混凝土结构缺陷的原因通常有以下几个方面:
1、水灰比控制不准的影响,硅酸盐水泥的理论水灰比为0.3左右,即0.3的水灰比就可以满足充分水化反应,实际应用中,水灰比一般在0.5以上,远大于理论值。这些多余的水一部分蒸发出去,留下孔隙,使混凝土结构疏松,造成混凝土的后期收缩裂缝;另一部分残留在混凝土内部,成为冻融破坏的原因。
2、水泥与集料的界面结合不良的影响,水泥尽管是无机材料,有亲水性,但是由于表面电荷的作用,不易被水充分湿润,分散困难,一方面加大水灰比,另一方面也使水泥问、水泥与集料的界面结合不良,形成界面缺陷。
3、水泥水化反应是放热反应,产生热量,造成混凝土的内外温差(大体积混凝土尤甚),产生热应力变形,形成裂缝。
4、水泥硬化过程存在体积收缩,由于硬化时水泥的抗拉强度不足,产生裂缝,伴随龄期增长,混凝土也发生收缩,并且随水灰比增大而增大,也会产生裂缝。
5、沉降速率不同的影响,钢筋混凝土施工中由于钢筋的阻碍,以及混凝土浆料中个别组分的沉降速率不同,产生沉降裂缝。
6、混凝土拌制过程中产生的大小气泡的影响,由于机械作用,产生气泡,振捣工艺不可能完全消除气泡,小气泡汇成大气泡,最后形成孔隙。
7、实验室的混凝土与现场浇灌的混凝土存在差异,差异的大小决定了实验室的结果能否如实反映混凝土的实际质量,尤其是热应力缺陷很难在实验室发现。
这些因素制约着混凝土的最终性能,缺陷将影响混凝土的耐久性,因为所有材料的破坏首先发生在缺陷处。正是存在这些缺陷,混凝土暴露了防水的不足,当水泥与水的反应终止后,进入混凝土内部的水就会有一系列的作用,引出诸多问题:
1、中性化。水是中性物质,能降低混凝土的碱度,从而削弱了混凝土对钢筋的保护作用(低碱度下,钢筋容易被电化学腐蚀),而水又是电化学腐蚀的反应介质。
2、钙离子溶出。钙离子溶出的直接结果就是混凝土的钙硅比(c/s)降低,引起混凝土的强度下降。
3、水是碱-骨料反应的必要条件。
4、混凝土的含水率增大,混凝土的抗冻性下降,主要由于水结冰时产生体积膨胀,破坏混凝土的同部结构。
5、氯离子对钢筋的锈蚀作用最为严重,氯离子同样以水为介质。
6、二氧化碳部分溶于水,与混凝土内部的氢氧化钙生成碳酸钙,加速混凝土的中性化。
水对混凝土有这样的危害,而水又是无处不在,混凝土的防水性才十分重要。
混凝土应当有防水性,是耐久性的需要,但是,并不意味因此就可以将混凝土作为独立的防水层,这样的做法很危险,理由如下:
l、混凝土的各种缺陷难以同时得到控制,从现有的技术来看,即使控制了其中的几个因素,对其他方面的缺陷是否存在负效应,并不能完全确定,以应用最广U型膨胀剂为例,控制了收缩裂缝,但是负效应也很大。
2、实际施工中,对于防水混凝土的验收方法难以掌握混凝土的真实防水性能,现实中我们也难以精确测定某一部位的抗渗性能。
3、对于柔性防水材料,无论其性能如何,在满足基本使用条件下,多道防水总是优于一道防水,如果将防水混凝土作为一层独立的防水层,就会减少柔性防水层,一旦混凝土的防水性不能确保,设防标准将大大降低。
4、混凝土不作为防