混凝土材料破坏的解决方法

1水泥浆体的改善

从强度角度来看,孔隙率一定时,未水化熟料颗粒(H)与水泥凝胶(L)的比值越大,水泥石强度越大。当然,H/L有最佳值。已知水泥在水灰比约为0.44时,水泥浆体才能完全水化。因而降低水灰比,不仅能降低水泥石的孔隙率,而且能提高未水化水泥量,对水泥浆体性能改善有极大的作用。因此,研制低需水量、超塑化、高耐久性水泥是一个很好的途径。

2过渡层的改善

我们知道界面过渡层是混凝土中最薄弱环节,因而必须给予高度重视。主要的解决方法是降低水灰比和掺加矿物细掺料,以及加强混凝土的密实程度。

低水灰比提高了水泥石强度和弹性模量,使之与集料有更大的适配性,掺入矿物细掺料(如硅粉和粉煤灰等)不仅能填充微孔隙,而且能与氢氧化钙反应,减少氢氧化钙含量,使水化物结晶颗粒尺寸变小,富集程度和取向程度降低。硬化后界面过渡层孔隙率下降,从而提高强度。通过此方案,宏观上表现为断裂面穿过集料。

3集料性能的改善

天然石子具有很高的强度,绝大多数超过混凝土的强度,因而集料本身强度并不多考虑,关键在于集料的粒径、粒形、表面状况、级配等。

理想石子应是清洁、颗粒尽量接近等径状,针片状颗粒应尽量少,不能含与碱反应的活性成分(碱--集料反应是混凝土十分广泛的破坏形式,在此不再讨论)。而砂的最佳要求为:孔径为0.63mm筛的累计筛余大于70%;孔径为0.315mm筛的累计筛余为85%～95%。

从以上分析可知,混凝土在受压情况下的破坏主要是由于界面过渡层的微观裂隙，在外力作用下,在裂隙周围产生应力集中，最终发展成为若干裂纹。在宏观上表现为泊松比μ>0.5，最后裂纹贯穿、扩展，导致混凝土在ε=0.3%时，抗压强度降为峰值的一半左右，形成脆性破坏。因而，降低水灰比、掺入活性矿物细掺料、提高集料性能、降低孔隙率是解决混凝土破坏的有效措施。