水泥混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性

1、水泥混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性1 前 言 混凝土結(jié)構(gòu)以其整體性好、耐久性好、可塑性強(qiáng)、修理費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于囫圇20世紀(jì),發(fā)覺(jué)混凝土的耐久性問(wèn)題則是在60至70年月。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的混凝土橋使用了三四十年后,紛紛進(jìn)入老化期。人們始料不及的是混凝土材料在不利的環(huán)境、運(yùn)用條件下,消失了一系列影響結(jié)構(gòu)耐久性的物理、化學(xué)現(xiàn)象,如結(jié)構(gòu)混凝土的碳化、庇護(hù)層剝落、裂縫的進(jìn)展、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學(xué)腐蝕等等。我國(guó)七十年月后期建筑的混凝土橋梁亦發(fā)覺(jué)有嚴(yán)峻的開(kāi)裂現(xiàn)象。因而混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題已成為結(jié)構(gòu)工程師們不容忽略的一個(gè)問(wèn)題。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概括起來(lái)是指混凝土抵擋四周不利因素長(zhǎng)期作用的性能。結(jié)

2、構(gòu)耐久性問(wèn)題主要表現(xiàn)為:混凝土損傷;鋼筋的銹蝕、脆化、疲憊、應(yīng)力腐蝕;以及鋼筋與混凝土之間粘結(jié)錨固作用的消弱等三個(gè)方面。從短期效果而言,這些問(wèn)題影響結(jié)構(gòu)的外觀(guān)和使用功能;從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,則為降低結(jié)構(gòu)平安度,成為發(fā)生事故的隱患,影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。下面從影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素和提高耐久性的技術(shù)措施兩個(gè)方面來(lái)探討混凝土的耐久性問(wèn)題。 2 影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素 (1)混凝土的材質(zhì)?；炷潦撬槭⑸?、水泥和水拌合后凝硬而成。這些材料的優(yōu)劣直接影響到硬化后混凝土的質(zhì)量(包括密實(shí)度和強(qiáng)度等),好質(zhì)量的材料將為工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基礎(chǔ)。近年來(lái)因?yàn)榛窘ㄔO(shè)的迅猛進(jìn)展,施工中往往忽視對(duì)

3、材質(zhì)的要求,工地上只檢查混凝土試件的強(qiáng)度作為材質(zhì)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。豈知不合規(guī)格的材料,將導(dǎo)致混凝土收縮徐變量大大增強(qiáng),初始裂縫大量產(chǎn)生,這對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)平安將是一嚴(yán)峻隱患。 (2)混凝土的密實(shí)性?；炷恋膬?nèi)部缺陷(不密實(shí)),使混凝土在使用過(guò)程中易受各種不利因素的侵襲,主要有如下幾種形式: 滲透:當(dāng)混凝土不密實(shí),空氣和水簡(jiǎn)單滲入,水中有害物質(zhì)就易對(duì)混凝土產(chǎn)生化學(xué)侵蝕,影響混凝土的耐久性。 碳化:混凝土中因水泥石含有氫氧化鈣而呈堿性,在鋼筋表面形成堿性薄膜而庇護(hù)鋼筋免遭酸性介質(zhì)的侵蝕,起到了鈍化庇護(hù)作用。但當(dāng)混凝土密實(shí)度低,空氣中水和C02滲入,形成碳酸,盡管其酸性很弱,也能中和氫氧化鈣使鋼筋銹蝕,這一過(guò)

4、程成稱(chēng)混凝土的碳化。 凍融破壞:混凝土不密實(shí),體內(nèi)滲入的水量大,低溫時(shí)水結(jié)冰體積膨脹產(chǎn)生壓力,從內(nèi)部破壞混凝土的微觀(guān)結(jié)構(gòu),經(jīng)多次凍融循環(huán)后,損傷堆積將使混凝土剝落酥裂,強(qiáng)度降低。 (3)混凝土結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境條件。工程結(jié)構(gòu)使用時(shí)所處的環(huán)境條件是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的外部因素,如海水侵蝕、大氣腐蝕、極高溫度、冰凍、水、風(fēng)、地震災(zāi)難的突擊等。按照環(huán)境條件對(duì)混凝土耐久性的影響,橋規(guī)(JTGD62)按照大路橋梁的使用狀況,將橋梁結(jié)構(gòu)使用環(huán)境條件劃分為下列4類(lèi):類(lèi)環(huán)境系指暖和或嚴(yán)寒地區(qū)的大氣環(huán)境;與無(wú)侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境。類(lèi)環(huán)境系指寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境;使用除冰鹽環(huán)境;濱海環(huán)境。類(lèi)環(huán)境系指海水環(huán)境。類(lèi)環(huán)

5、境系指受侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。在上述環(huán)境分類(lèi)中,寒冷地區(qū)是指累年最冷月平均溫度低于-10地區(qū);嚴(yán)寒地區(qū)是指累年最冷月平均溫度高于-10,低于或等于0的地區(qū)。除冰鹽環(huán)境是指北方城市依賴(lài)噴灑鹽水除冰化雪的且其主梁受到侵蝕的環(huán)境;濱海環(huán)境是指海水浪濺區(qū)以外且其前無(wú)建造物遮蔽的環(huán)境;海水環(huán)境是指潮汐區(qū)、浪濺區(qū)及海水中的環(huán)境;受侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境是指某些化學(xué)工業(yè)和石油化工廠(chǎng)的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境。如上所述,混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性取決于混凝土材料的自身特性和結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境,同時(shí)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)親密相關(guān)。 3 提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要技術(shù)措施 (1)合理抉擇混凝土結(jié)構(gòu)的組成材料?；炷?/p>

6、各組成材料及鋼筋的選用應(yīng)滿(mǎn)意材料的耐久性質(zhì)量要求,應(yīng)按規(guī)范規(guī)定對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料舉行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)。同時(shí)合理改善顆粒級(jí)配,提高混凝土的密實(shí)性。從而提高耐久性。 (2)提高混凝土的密實(shí)性。控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量,改善混凝土的施工工藝,攪拌勻稱(chēng)、充分振搗,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。除了抉擇及配良好的集料和細(xì)心施工保證混凝土充分搗實(shí)和水泥充分水化外,水灰比是影響混凝土密實(shí)性的最重要的條件,故橋規(guī)(JTGD62)中規(guī)定了各類(lèi)環(huán)境條件下滿(mǎn)意混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同時(shí)適當(dāng)摻用外加劑,如摻用減水劑或引氣劑,可改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu),提高混凝土的密實(shí)性。 (3)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)

7、構(gòu)的選型、布置和構(gòu)造應(yīng)有利于減輕環(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。采用具有防腐庇護(hù)的鋼筋(例如,體外預(yù)應(yīng)力筋,無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋,環(huán)氧涂層鋼筋等);加強(qiáng)構(gòu)造配筋,控制裂縫進(jìn)展;加大混凝土庇護(hù)層厚度等。橋規(guī)(JTGD62-2022)與舊橋規(guī)相比,構(gòu)造鋼筋用量增多,混凝土庇護(hù)層加大,構(gòu)造不合理的地方舉行了調(diào)節(jié)。 (4)采用高強(qiáng)混凝土以提高結(jié)構(gòu)物的耐久性。高強(qiáng)度混凝土(50MPa以上)的配制特點(diǎn)就是低水灰比,加外加劑,摻用超細(xì)活性摻合料,它的研制和應(yīng)用解決的核心問(wèn)題之一就是保證耐久性。因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土的密實(shí)性能好,抗?jié)B、抗凍性能均優(yōu)于平凡混凝土,因此不但適用于高層和大跨度結(jié)構(gòu)物,對(duì)于海洋和港口工程,其抗?jié)B和耐腐蝕性能均大大優(yōu)于平凡混凝土。 (5)加強(qiáng)橋面排水和防水層設(shè)計(jì),改善橋梁的環(huán)境作用條件。 (6)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)與檢測(cè),提高混凝土的耐久性。 4 結(jié)術(shù)語(yǔ) 混凝土破壞絕非是某一孤立緣由造成的,多是與其