趙舟
(無錫偉鑫建材有限公司 江蘇省無錫市 214155)
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,我國建筑業(yè)也在蓬勃發(fā)展,高樓大廈林立的現(xiàn)代社會,更需要耐久性強的建筑材料支撐高度不斷攀升的樓宇,同時,使用耐久性高的建筑材料建造的大樓的使用年限也更長,更加牢固,減少了豆腐渣工程的出現(xiàn),節(jié)約了人力、物力、財力資源,減少了建筑消耗,保護了環(huán)境。我國的祖祖輩輩在建筑活動中積攢了豐富的經(jīng)驗,為后人留下了寶貴的經(jīng)驗:混凝土最耐用、用途最廣,是最優(yōu)質(zhì)的建筑材料之一。我國目前建設(shè)完成的建筑,它們有些高聳入云,有些深入海底,有些建設(shè)在炎熱高溫的吐魯番,有些工程設(shè)在酷寒冰冷的漠河,有些是規(guī)模巨大的大壩,有些是僅有幾克的特種材料……這些偉大的建筑都采用了同一種材料——混凝土?;炷潦?1世紀(jì)最主流的建筑工程結(jié)構(gòu)材料。然而,混凝土是建筑工程施工的最主要材料,如果混凝土質(zhì)量差,難以經(jīng)受高溫、低溫環(huán)境,難以禁受住外部環(huán)境的侵蝕、那么它將土崩瓦解,使得建筑出現(xiàn)事故,給國民的生命財產(chǎn)安全帶來嚴(yán)重損傷。我國國土面積廣闊,有些地區(qū)的自然環(huán)境惡劣,混凝土必須經(jīng)受住這些環(huán)境的考驗。目前,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞、殘破的因子有:嚴(yán)重磨損、碳化作用、高強度凍融、鋼筋銹蝕、強酸腐蝕等等?;炷帘厝粫霈F(xiàn)在自然環(huán)境惡劣的地區(qū)也需要建筑,所以混凝土不可避免地要經(jīng)受外部環(huán)境的考驗,同時,外部環(huán)境是難以改變的,所以,必須提高混凝土自身的質(zhì)量,尤其是耐久性。
根據(jù)眾多專家學(xué)者的研究,可知提升混凝土耐久性和抗壓、抗侵蝕能力的方式主要是降低其滲透性。混凝土的滲透性高,那么液體能更輕松地侵蝕混凝土,同時,氣體也能滲入,所以,滲透性與混凝土的耐久性是一榮俱榮、一損俱損的關(guān)系,抗?jié)B性直接關(guān)系著混凝土的耐久性。使用火山灰、磨細的粒狀高爐礦渣以及混合水泥都可以起到降低混凝土的滲透性、提升其耐久性的效果。
當(dāng)水泥與水產(chǎn)生化合反應(yīng)時,會生成較多的游離石灰,學(xué)名氫氧化鈉,我們都知道氫氧化鈣極易溶于水,它擴大混凝土的縫隙,使得液體、氣體以及其他物質(zhì)滲入其中,使得混凝土的致密性遭到破壞,耐久性也隨之降低。
人造火山灰相對于天然火山灰來說,前者的性質(zhì)、性能更加突出,也更適合當(dāng)作混凝土的材料。人造火山灰主要由低鈣型粉煤灰、高鈣型粉煤灰和硅灰構(gòu)成。這三種物質(zhì)都是降低混凝土滲透性、提升其耐久性的優(yōu)質(zhì)材料。根據(jù)我國專家、學(xué)者的有關(guān)研究可知,硅灰的用途多樣,非常適合混凝土摻合料的制作,能大大提升混凝土的綜合性,彌補其不足。另外,硅灰還能阻止堿集料反應(yīng)、降低鋼筋銹蝕發(fā)生的概率和抑制碳化作用??傊?,摻入硅灰是提升混凝土耐久性的重要技術(shù)、方式。
在建筑行業(yè)業(yè)內(nèi),火山灰和GGBFS是最普遍、最有效的提升混凝土的耐久性的方式,它的原理是這兩種物質(zhì)能夠降低混凝土的滲透性,通過改變滲透性來提升混凝土的性能。
一些隧道、長廊、大橋要承受的人流量是巨大的,人與它們接觸必然給其帶來壓力,使之受磨損。所以,為了提升混凝土耐久性,增強其抗磨力也十分必要。筆者建議制造混凝土?xí)r,適當(dāng)增加粉煤灰的用量,適當(dāng)減少水泥的用量。因為高鈣粉煤灰的早期強度比水泥要高,所以,減少水泥、增加粉煤灰便能提升抗壓度、抗腐蝕度。
建筑材料富含的活性二氧化硅容易和水泥中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使得混凝土不斷吸水,體積驟增,甚至崩裂,這就是堿性硅質(zhì)反應(yīng)。為了阻止發(fā)生這種反應(yīng)這,可以在混凝土中放入適量的粉煤灰,使得混凝土內(nèi)部不再充斥大量水分,保持正常的狀態(tài)。同時,這種做法也能縮小土中孔隙,阻止液體、空氣滲入,提升混凝土的耐久性。
混凝土的成分有氯離子,而氯離子化學(xué)性質(zhì)特殊,易致鋼筋銹蝕。氯化物極易與氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成易溶于液體的物質(zhì),進而擴大混凝土的縫隙,使其致密性和耐久性大大降低,同時,氯離子也容易腐蝕鋼筋,造成其表面大面積生銹。因此,減少氯化物是避免銹蝕的關(guān)鍵。筆者建議制作混凝土?xí)r減少水泥的用量、適當(dāng)增加粉煤灰。因為水泥極易與氯離子發(fā)生反應(yīng),而使用粉煤灰則能避免這一反應(yīng)出現(xiàn),減少銹蝕情況,達到增強混凝土的耐久性的目標(biāo)。最后,制作混凝土?xí)r,還可適當(dāng)添加硅灰,硅灰能夠與氫氧化鈣迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成水化物,使得混凝土孔隙變小。
制作混凝土?xí)r,加入粉煤灰和GGBFS可以縮小混凝土的間隙,增強其致密性,進而使得液體不易進入混凝土結(jié)構(gòu)中,在低溫環(huán)境下,混凝土水分少,也不易冰凍。研究表明,加入硅灰的混凝土?xí)兊美喂蹋芸箵舻蜏?、液體侵蝕,甚至在強酸侵蝕時,還能保持自身的特性,耐受性、耐久性俱佳。
建筑材料最重要的選擇標(biāo)準(zhǔn)就是耐久性要強,混凝土作為現(xiàn)代建筑中最常用的材料,提升其耐久性是建筑工程安全性的必然需求。筆者提出了一系列提高混凝土耐久性的方式:使用外加劑、在混凝土制作中增加礦物摻合料等等,建筑項目施工時,要根據(jù)不同的地理位置、環(huán)境選擇相對應(yīng)技術(shù)措施,以期打造高耐久性的混凝土結(jié)構(gòu)工程,為我國建筑安全提供技術(shù)支持。
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