關(guān)于美國(guó)裝飾混凝土耐久性現(xiàn)狀分析
耐久性混凝土是指可以長(zhǎng)期保持強(qiáng)度和外觀完整性的不用修補(bǔ)等后期維護(hù)的混凝土。它在寒冬季節(jié)中不會(huì)因?yàn)榻Y(jié)凍再解凍這樣一個(gè)循環(huán)的過(guò)程中而變形，且其表面也不會(huì)被腐蝕。在過(guò)去的30年中，耐久性混凝土的技術(shù)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，在多數(shù)工程中，耐久性混凝土是工程施工的完美選擇。但是，當(dāng)耐久性混凝土使用在裝飾混凝土中，高耐久性混凝土就并不那么完美了。
耐久性混凝土的定義
耐久性混凝土主要是以下三個(gè)因素的成果：一種混凝土混合物，有大量的混合劑，在寒冷的冬季能攜入空氣。其生產(chǎn)過(guò)程中，譬如澆筑及固化的期間，周圍環(huán)境將影響到混凝土的耐久性能。
使用輔助膠凝材料（SCM-supplementary cementitious materials）譬如粉煤灰、爐渣、硅土或偏高嶺土這樣的材料，替代部分的硅酸鹽水泥，將大大提高混凝土的耐久性。低水灰比是非常重要的，因此使用減水劑也變得十分重要。
直接在未凝的混凝土中加入大量水，將在混凝土凝固時(shí)影響其滲透性。當(dāng)混凝土的滲透性很高時(shí)，水或溶劑等液體將十分容易的流過(guò)混凝土?；炷恋亩嗫仔裕ǘx凝土中的孔隙率），關(guān)系到混凝土的滲透性。即滲透性由混凝土中孔隙的大小及連通程度決定，在混凝土內(nèi)部形成類似毛細(xì)管的結(jié)構(gòu),液體在這些連通的空隙中流過(guò)。使用低水灰比材料的混凝土，很難產(chǎn)生連通的空隙，但卻有重要的多孔性，就像加氣混凝土。
高耐久性混凝土一般被認(rèn)為是水灰比低于0.45.美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)國(guó)家協(xié)會(huì)馬里蘭州蓋瑟斯堡院的院長(zhǎng)Dale Bentz說(shuō)，當(dāng)水灰比高于0.45時(shí)，水泥漿填滿了混凝土中毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，使得滲透通道堵塞，因此水灰比高于0.5的混凝土并不是耐久性混凝土。
水灰比為0.3的混凝土樣本，未水合的水泥是白色的，其中的黑點(diǎn)就是多個(gè)小孔，氫氧化鈣是亮灰色部分，硅酸鈣和其他水合作用產(chǎn)物是生灰色部分。
制造工藝
如今的超塑化劑降低了混凝土的坍落度，因此在增加耐久性的同時(shí)仍舊有較好的流動(dòng)性。通常輔助膠凝材料、水以及水合作用得到的氫氧化鈣混合將產(chǎn)生更多的水化硅酸鈣，這些物質(zhì)將堵塞毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，降低滲透性提高耐久性。
明尼蘇達(dá)州Cemstone公司只出售耐久性混凝土。技術(shù)維護(hù)部負(fù)責(zé)人說(shuō)表面混凝土使用的水灰比低于0.45,并且合約商不允許在現(xiàn)場(chǎng)添加水?！靶枰冶鹊陀?.45或更低，來(lái)滿足產(chǎn)品對(duì)凍結(jié)和除冰鹽的抵抗。他們提供的混凝土，最低水灰比為0.30左右。”
耐久性的概述
高耐久性混凝土在作為裝飾施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。任何在混凝土成形后的裝飾方式，例如，酸腐蝕染色，染料染色，以液劑為染色方式的處理辦法都需要通過(guò)混凝土中的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)進(jìn)入混凝土中。當(dāng)混凝土中沒有毛細(xì)管或者很少時(shí)，染色劑只能最小程度的滲透在混凝土表面，這樣就很容易被洗去。
值得思考的是：一旦有部分酸腐蝕染色通過(guò)氣孔與氫氧化鈣結(jié)合，將產(chǎn)生永久的金屬色。如果兩者不接觸就沒有顏色產(chǎn)生。由于輔助膠凝材料需要與氫氧化鈣反應(yīng)，所以只有很少量的氫氧化鈣會(huì)與酸腐蝕染色劑反應(yīng)。
另一個(gè)潛在的問(wèn)題是密封材料和涂料在混凝土表面結(jié)合，而沒有進(jìn)入到混凝土中的氣孔或毛細(xì)管結(jié)構(gòu)中。即使是具有滲透性的密封涂料也需要連通的氣孔結(jié)構(gòu)才能進(jìn)入到混凝土中。因此耐久性好的混凝土幾乎沒有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，就會(huì)抑制密封性能。
在固化期間的提醒
許多裝飾混凝土承包商對(duì)他們的工作不做加工處理。這是因?yàn)?，許多固化過(guò)程會(huì)導(dǎo)致色變，并且澆筑后的裝飾過(guò)程中需要開放式的混凝土表面。水灰比為0.45或更少的耐久性混凝土是否影響其固化呢？明尼蘇達(dá)州巖石學(xué)家Scott Wolter說(shuō)，將水與密實(shí)混凝土混合有一定的難度?！霸谒冶葹?.40時(shí)，只有大約1/32的部分受到影響。”然而，當(dāng)水灰比高于0.45時(shí)，混凝土固化時(shí)會(huì)出現(xiàn)粉塵化，碳化，鱗裝污點(diǎn)表面等現(xiàn)象。
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