混凝土强度概念的细化及其与耐久性的关系.pdf
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1、2 0 1 1年第 2期 2月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRET E AND CEMENT PRODUCTS 2 0l 1 No 2 F e b r u a r y 混凝土强度概念的细化及其与耐久性的关系 陈立军 ( 吉林 建筑工 程学 院 , 长春 1 3 0 0 0 0 ) 摘要 : 讨 论 了混凝 土强 度 的 不 同概 念及 其 与 耐 久 性 的 关 系。 指 出不 同龄 期 混凝 土 强 度 与 耐 久 性 的相 关性 存 在 相反 的情况 , 并进一步指 出在不同的组成结构范 围内, 混凝土 2 8 d抗压强度与耐久性分别存在正 比和反比关 系。 关
2、键词 : 混 凝 土 ; 强 度 概 念 细 化 : 耐 久性 : 组 成 结 构 Ab s t r a c t : T h e d i f f e r e n t c o n c e p t s o f c o n c r e t e s t r e n g t h a n d t h e r e l a t i o n b e t w e e n c o n c r e t e s t r e n g t h a n d i t s d u r a b i l i t y a r e d i s c u s s e d T h e p e r t i n e n c e b e t w e
3、 e n t h e s t r e n g t h o f c o n c r e t e u n d e r d i ff e r e n t a g e s a n d i t s d u r a b i l i t y h a s i n v e r s e c h a n g e s An d wi t h t h e d i f f e r e n t c o mp o s i t i o n s t r u c t u r e r a n g e s ,t h e 2 8 d a y s c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f c o n
4、 c r e t e v a ri e s b o t h d i r e c t r a t i o o r i nv e r s e r a t i o a c c o r d i n g t o i t s du r a b i l i t y Ke y wor ds: Co n c r e t e;Di f f e r e n t c o n c e p t s o f s t r e n g t h;Du r a bi l i t y ;Comp o s i t i o n s t r u c t ur e 中 图分 类 号 : TU5 2 8 文 献标 识 码 : A 文 章编 号
5、 : 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 1) 0 2 2 2 一 O 3 0前言 目前 , 讨论混凝土强度与耐久性之间的关系似 乎 有些 老 生 常谈 , 然 而 两 者 的关 系 复 杂 多 变 , 其 内 在规 律还 不 十分 清楚 。 因耐久 性试 验 周期 较 长 。 且 其适 用范 围的局 限性很 大 , 故 工程 界仍 然 存在 忽 视 混凝土组成结构和环境条件 的具体变化 , 片面强调 混凝土强度与耐久性有关的现象。认为只要是普通 混凝 土 ,强度 与耐 久性 就应 有 一定 的 正 比关 系 ; 而 且 , 存 在 对 混 凝 土 强度 概念 的认 识 不 够 细致
6、 。 对 混 凝 土 耐 久 性 在材 料 科 学 要 素 中所 属 范 畴 的 认识 不 够清 晰 的现象 。 因此 , 对混 凝 土强度 的概 念及 其 与 耐久性 的关系作 进一 步讨论 还是很 有必要 的。 1 混凝 土强度概 念的细 化 混凝 土材 料 的强 度 与其 它 大 多 数 材 料 的强 度 有一 个重 要 区别 , 即混 凝 土强 度与 时 间 的相关 性 十 分密 切 , 而且 , 不 同组 成 结 构 的 混凝 土强 度 与 时 间 的相关 性又完全 不 同。 通 常 , 混凝 土 的强度是 指 2 8 d 抗 压强 度 而 混凝 土 的最 高强 度一 般 是 5年
7、强度 。 在很 多情 况下 , 这 两种 强度 并 不成 正 比关 系 。也 就 是说 2 8 d抗压强度相对较高 的混凝土 , 其 5年强度 却存在相对较低的情况 ; 而 2 8 d抗压强度相对较低 的混凝 土 , 其 5年 强度 也存 在相 对 较高 的情况 。如 果 说混 凝 土 的强度 与耐 久性 有关 , 且 5年 强度 与 耐 久 性有 较好 的相关 性 , 那 么 2 8 d抗压 强 度 与耐 久性 的相关 性则 是 不确 定 的 。因此 , 在讨 论 混凝 土 强度 与耐久性的关系时 , 阐述混凝土强度 的概念一定要 强调具 体 的龄期 。也 就是说 应 当将笼统 的强 度概
8、念 细 化为具 体 的龄 期 强度 并 且时 刻谨 记 各龄 期 强度 一 2 2 一 之间、 尤其是早期强度与长期强度之间变化不定的 对 应关 系 。 另外 , 高强 混 凝土 的概 念 也是 一 个 十分 粗 略且 不 断变 化 的概 念 。 2 0世 纪 5 0年代 , 强度 达到 3 5 MP a 以上的混凝 土就被认为是高强混凝土 ; 6 0年代 以 后 。 4 0 5 0 MP a的 混 凝 土 被 认 为 是 高 强 混 凝 土 : 到 1 9 8 0年以后 , 世界各国高强混凝土的强度标准也不 尽相同。例如我国 C E C S 1 0 4 : 9 9 高强混凝土技术规 程 1
9、0 2条 明确 规 定 C 5 0 C 8 0级 混 凝 土 为 高 强 混 凝 土 。美 国混凝 土学会 ( A C I ) 、 国际预应 力混凝 土联 合会 ( F I P ) 和欧洲混凝土委员会( C E B) 在 1 9 9 0年、 1 9 9 2年公布的报告都将高强混凝土界定为大于或 等于 4 1 MP a ( 不 包 括应 用 特种 材料 和 技 术制 备 的混 凝 土 ) 。如果 说 高强混 凝土 与普通 混凝 土之 间 , 强度 ( 以下 皆指 2 8 d强 度 ) 与耐 久性 的相关 性 不一 致 , 也 即强 度 与 耐 久性 受 其 它 因素 影 响 发 生 变化 的规
10、律 不 一 致 ( 在 混凝 土组成 结 构 和环境 条 件相 同的情 况 下 , 其强度 与耐久性之间有一定 的对应关系 , 但这 种 对 应 关 系 会 随 着组 成 结 构 和 环 境 条件 的变 化 而 发生相似或相反的变化 ) ,且普通混凝土的强度与 耐久性应呈正 比, 那么高强混凝土与普通混凝 土的 界 限究竟应按多少 MP a划 分( C 3 5还是 C 5 0 ) 才更 加 准确 、 合 理 呢? 答 案恐怕 不是 马上 就能确 定 的。 两 者概念的定义是否合适都有待商榷 。实际上 , 即使 同属于高强混凝土或普通混凝土 , 而且是强度等级 完全相 同的混凝土 , 其强度与耐
11、久性的相关性也可 能会 发生 变化 。因为强度 相 同的混凝 土组 成结构 有 可 能不 同 , 故简 单 地认 为某 种 强度 的混 凝 土耐 久 性 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 陈立军 混凝 土强度 概念 的细化及 其与 耐久 性 的关 系 好或 差都 是不 严谨 的 。 2混 凝土 强度 、 耐 久性 与组成 结构 的 关 系 从材料科学的四要素( 合成 、 结构 、 性能和使用 性能) 来看 , 混凝土 的标准强度 即 2 8 d标 养抗 压强 度属 于四要素中的性能范畴 , 混凝土在使用条件下 的实际强度属于四要素当中的使用性能范畴 ; 而混 凝
12、土 的耐 久 性 则 只属 于使 用 性能 范 畴 。 不 属 于 性 能 范 畴 。因为混 凝 土 耐久 性 包 含 的 内容 很 多 , 它 的 主 要 指 标 几 乎 都 不 能 用 一 种 固定 的 试 验 方 法 来 进 行 检 测 和评 价 】 。例 如 。 混 凝 土 的抗 冻 性 是典 型 的 与 环 境 条件 密切 相 关 的使 用 性 能 , 它 没有 一 种 固定 的 通用方法来进行检测和评价。 目前 , 各种测试混凝 土 抗 冻性 的试 验 方 法 ( 见 G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 ( 普 通 混 凝 土 长期 性能 和耐 久性 能 试 验方 法
13、标 准 )均 明确 规定了其适用范围 , 每种抗冻性试验方法只能近似 代表与其试验 条件相似的环境 条件下混凝 土的使 用性 能 , 而 且 用不 同试 验 方 法测 试 的混 凝 土抗 冻 性 之 间并 无 明确 的 可 比性 。 同样 , 混 凝 土 的抗 渗 性 也 与之类 似 。因此 , 只有 将混 凝 土 的抗 冻性 、 抗 渗性 等 概 念进 一 步 细 化 为 具 体 环 境 条 件 下 的抗 冻性 和 抗 渗性 才 能归 入 混凝 土 的性 能 范 畴 , 而 笼统 的抗 冻 性 和抗渗性仅属于混凝土的使用性能范畴。 由于 混凝 土 的性 能 只取 决 于 混 凝 土 的组 成
14、 结 构 , 而混凝土 的使用性能既取决于混凝土 的组成结 构 , 也取决 于混凝 土的环境 条件 , 故两种科学要素 中 的相 同指 标 或 不 同指 标 之 间 的相 关 性 都 是 不 确 定 的 。即使 同属 于使 用性 能这 一要 素 当 中的不 同指 标 , 如混 凝 土 的 实 际强 度 和耐 久性 , 其 相 关 性 也 是 不确 定 的。因 为这一 要 素 同时受 内部 结构 和外 部环 境两种因素的影响 ,两种 因素单 独或同时发生变 化 , 都会影响混凝土的强度和耐久性 。这就决定 了 具有 不 同组 成 结构 的混凝 土 在 不 同环 境 条 件 下 强 度和 耐久 性
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- 关 键 词:
- 混凝土 强度 概念 细化 及其 耐久性 关系
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