蒸养混凝土引气干问题

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1、常压蒸养预应力高性能混凝土引气的若干问题第一章序论自从1824年JosephAspdin发明波特兰水泥以来，随着水泥生产技术及强度的不断提高和水泥的品种不断扩大，水泥混凝土的应用日益广泛。目前，水泥混凝土已经是使用最广泛和最大宗的人造建筑材料。混凝土是一种非常耐久的结构材料，如果根据使用的环境情况对其进行正确地设计，同时认真地按照要求进行施工和养护，混凝土的使用寿命可达百年以上，类似成功的工程实例不胜枚举。然而近20年来，国内外都出现了相当多的混凝土结构未达到预期使用寿命而过早破坏的实例。据美国国家材料顾

2、问委员会1987年提交的报告显示（1），全美国约有253000座混凝土桥梁的桥面板使用不到20年，就已出现不同程度的破坏，同时还以每年35000座的数量增加，粗略估计每年的经济损失将以数十亿美元计。又据1998年美国土木工程学会的一份材料估计，美国仅为修理和更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美元，而现在联邦政府每年为此的拨款只有50～60亿美元。另有资料指出，美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占桥梁总数的1/4。与国外情况一样，我国混凝土结构物的耐久性问题也不容乐观。由于冬天洒除冰盐及

3、冻融作用，京津地区的部分城市立交桥使用十几年后就出现问题，以至不得不限载、大修或拆除。海港基础设施工程由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂等问题，致使我国的海港混凝土码头一般使用十年左右就需要大修。盐冻也对混凝土路面造成伤害，东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。为了提高混凝土的耐久性，除了在设计上和施工及养护上充分重视以外，一项重要的措施就是在混凝土中掺加矿物掺合料和外加剂。高性能混凝土就是在这种环境下出现的。在高性能混凝土的设计中，除粉煤灰和矿

4、粉以外，各种外加剂的掺入也是非常重要的。其中掺入引气剂是配制高性能混凝土的一项重要手段。引气剂是指在搅拌混凝土过程中能引入大量均匀分布、稳定且封闭的微小气泡的外加剂。引气剂的掺量通常在0.01%左右，可使混合物中引气量达到3%～5%。据估计，在此情况下，每立方米混凝土中将引入上百亿个小气泡，从而改善了新拌混凝土的和易性，使硬化混凝土的抗融性、耐久性得到显著提高。早在20世纪30年代，美国、日本、英国等国家就开始使用引气剂。最早获得专利权的混凝土引气剂是木松香精制过程中的副产品——文沙（vinsol）树脂，

5、并一直沿用至今。为了规范混凝土引气剂的使用，美国于1942年首先制定了引气混凝土的施工规范，随后美国材料试验学会（ASTM）也制定了相应的标准。1948年以后，引气剂和引气减水剂在美国公路、港口、桥梁等工程中得到了广泛的应用。早在50年代，我国的吴中伟先生就首先开发了松香类引气剂，并在水利工程中推广使用，对提高建国初期水利工程的混凝土耐久性起了很大的作用。在混凝土工程中谨慎地使用一定量的引气剂，可提高混凝土的流动性、和易性、可泵性、减少拌和物的离析和泌水，从而提高混凝土的均匀性、耐久性，并在面对恶劣环境的

6、时候极大的提高混凝土的使用寿命。虽然我国使用引气剂已有50余年的历史，但至今引气剂混凝土的优良性质还没有被工程界认可。目前引气剂在我国的使用量还微乎其微，掺引气剂的混凝土仅占总量的百分之几。许多应该掺或必须掺引气剂的混凝土工程因为没有使用引气剂，从而造成混凝土工程的过早破坏。究其原因，除了对混凝土使用寿命的漠不关心以外，主要是担心引气剂的掺入会降低混凝土的强度。而在预应力混凝土中掺加引气剂更是不被大多数设计和施工人员所接受。预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土（PrestressedReinforcedCo

7、ncrete），通过张拉钢筋，产生预应力。采用预应力混凝土可以充分利用混凝土材料高强度的特性，提高混凝土构件的抗拉能力，防止或推迟混凝土裂缝的出现，从而使混凝土制品的抗裂性，耐久性得到很大的提高，同时减轻结构自重，节约材料。预应力混凝土在我国使用十分普遍，但由于认识和历史的原因，一些预应力混凝土结构正在遭受着严重的耐久性问题，同时一些正在和即将建设的预应力混凝土结构，由于未从耐久性出发进行设计和施工，也必将面临同样的问题。这些预应力混凝土结构在面对严酷的环境的时候，势必会出现一系列的耐久性问题而过早的破坏

8、，最终影响结构物的正常使用。我国目前的预应力混凝土结构，特别是铁路的预应力混凝土结构主要是通过常压蒸汽进行加速养护的。蒸汽养护在加速混凝土强度增长的同时也会降低混凝土的耐久性能。而在预应力混凝土面临严酷环境时，必须要求混凝土结构具有较高的耐久性能。在常压蒸汽养护的条件下，能否通过在预应力混凝土中引气的方式来提高结构物的耐久性和使用寿命，现有的养护方式是否会对预应力混凝土结构的力学性能、长期性能和耐久性能产生不利的影响，将是本文