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土木建築材料化學性質和耐久性的分析

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土木建築選材是一項十分重要的工作。在土木建築的各種性質中都與其化學組成及化學結構有關,材料的組成結構在使用中發生的變化,很可能影響其使用功能,甚至造成工程的結構破壞。

土木建築材料化學性質和耐久性的分析

材料的化學性質範疇很廣,就其在土木建築工程中的應用來說,主要關心其使用中的化學變化和穩定性。

土木建築材料的化學變化主要是指,材料在生產或施工過程中發生化學反應,使材料的內部組成和結構發生變化,很可能影響其性質產生不同程度的變化。

例如:石灰的煅燒或消化,水泥的`水化及凝結等。透過這些變化,材料才能形成土木建築工程所需的性質。

材料的化學穩定性是指,材料在工程環境中,其化學組成的結構能否保持穩定的性質。材料在工程使用環境中會受到(例如:水、空氣、陽光、溫度等)各種條件的影響,材料在這些條件影響下,可能產生某些組成或結構的變化,有的變化有利於改善工程的使用功能,例如:水泥的水硬化,石灰成品的碳化等;有的變化會降低工程的使用功能。例如:金屬的氧化腐蝕,水泥,混凝土的酸或鹽類腐蝕,鹼骨料反應,瀝青等有機材料的老化等。爲保證材料良好的化學穩定性,許多材料標準都對某些成分及組成結構進行了限制規定。

材料的耐久性是指,抵抗各種自然因素及有害介質的作用,能長久地保持其使用性能的性質。

材料在工程使用環境中,除了受各種條件的影響而產生不利的組成或結構變化外,還會遭受乾溼變化,冷熱變化,凍融變化或成壓力水等物理作用、磨損、疲勞等機械作用;昆蟲、菌類等的生物作用。長期在這些因素的作用下,材料的使用功能會產生不同程度的降低,當材料抵抗這些作用的能力較強時,使用功能下降的速度較慢,工程的使用壽命較長。因此,材料的耐久性直接決定工程的使用壽命,土木建築工程中,應選擇耐久性適當的材料,以滿足工程的要求。

材料的耐久性指標,見根據工程所處的環境條件來決定的,例如:處於凍融環境的工程所用的材料的耐久性以抗凍性指標表示;處於暴露環境的有機材料,其耐久性以抗老化能力表示。

影響材料耐久性的內在因素有:材料組成與結構,材料的強度,材料孔隙率及孔特徵,材料的表面狀態等有關。

工程中改善材料耐久性的主要措施有:根據使用環境選擇耐久性較好的材料;採取各種方法儘可能降低材料的孔隙率,改善材料的孔結構;對材料表面進行表面處理增強抵抗環境作用的能力。