混凝土结构耐久性浅谈

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混凝土的耐久性分析

混凝土的耐久性分析

混凝土的耐久性分析混凝土是一种广泛应用的建筑材料,具有良好的力学性能和耐久性。

然而,混凝土结构在长期使用过程中会遭受多种因素的影响,如环境、荷载、施工质量等,使其性能和耐久性逐渐降低,甚至出现严重的损坏和破坏。

因此,混凝土的耐久性分析是保证混凝土结构安全和延长使用寿命的重要手段。

混凝土的耐久性分析包括以下几个方面:1.环境因素对混凝土的影响混凝土结构长期处于不同的环境中,如气候、温度、湿度、酸碱度、盐度等都会对混凝土的性能和耐久性产生影响。

例如,气候变化会导致混凝土的收缩和膨胀,从而引起裂缝;高温会导致混凝土的强度和刚度下降;潮湿环境会加速混凝土的腐蚀等。

2.荷载对混凝土的影响混凝土结构承受着各种荷载,如自重、外力、地震等,这些荷载会导致混凝土的变形和破坏。

例如,在地震荷载下,混凝土结构受到强烈的震动和振动,从而引起裂缝和变形;在大风荷载下,混凝土结构受到强风的吹袭,从而引起风载荷作用下的变形和破坏。

3.施工质量对混凝土的影响混凝土结构的施工质量直接影响其性能和耐久性。

施工中需要注意混凝土的拌合、浇筑、养护等过程,以保证混凝土的强度和耐久性。

例如,在混凝土拌合过程中需要严格控制水灰比,以保证混凝土的质量;在浇筑过程中需要注意振捣和排气,以保证混凝土的密实度;在养护过程中需要注意湿润和保温,以保证混凝土的强度和耐久性。

4.混凝土的性能分析混凝土的性能分析包括强度、抗压、抗拉、抗弯等各项指标。

例如,混凝土的强度是衡量其承载能力的重要指标,强度的高低直接影响混凝土结构的耐久性和使用寿命;混凝土的抗压、抗拉、抗弯等指标也是衡量其性能和耐久性的重要指标,这些指标的高低直接影响混凝土结构的抗震性和承载能力。

5.混凝土结构的检测与评估混凝土结构的检测和评估是保证其耐久性和安全的重要手段。

通过现场检测和试验,可以获取混凝土结构的实际性能和耐久性,以便评估其使用寿命和安全性。

例如,可以通过超声波检测、钢筋探伤等手段来检测混凝土结构的缺陷和损伤;可以通过荷载试验、振动试验等手段来评估混凝土结构的抗震性和承载能力。

浅谈混凝土结构耐久性的影响因素

浅谈混凝土结构耐久性的影响因素
建设科技 II I 20N3 T J C CTHLY AN EEE 第 G N N0CO期 S &年 O 1
赵 春艳
( 北京美盛沃利工程技术有限公司
北京 102 ) 0 0 7
董亚钊 ( 天津泰达环保有限公司 天津 305 ) 047
浅 谈 混 凝 土 结 构 耐 久 性 的影 响 因素
因素 和 外 部环 境 因素 两 方面 。 内部 因素 主 要 为混 凝 土 的 碳 化 、
钢 筋 的 锈 蚀 等 。 外部 环 境 因素 主 要 为 气候 、 湿 、 温 、 离 子 潮 高 氯 腐 蚀 、 学 介 质 ( 、 、 水 碱 类 等 ) 蚀 , 有 冻 融 、 损破 坏 化 酸 盐 海 腐 还 磨
寿 命 。 内 的 普 遍 现 象 是 : 计 时 过 分 注 重 工 程 结 构 造 价 , 求 国 设 追 节 省 钢 筋 、 泥 的用 量 , 得 大量 结 构 构 件 保 护 层尺 寸偏 小 , 水 使 混
之 一。 期 混 凝 土 孔 隙 中碱 度 很 高 , H 值 在 1 5左 右 。 这 样 早 p 2. 在
孔 隙和 部 分 孔 隙 被碳 化 的产 物 堵 塞 , 混凝 土 的 密度 和 强 度 有 使
所 提 高 , 定 程 度 上 阻 碍 了 CO 向 混 凝 土 内 部 的 扩 散 , ~ 方 一 另 面 , 凝 土 p 值 降 低 使 钢 筋脱 钝 。 混 H
桥梁 、 公路 等修 复 费 用 达 15 0亿 美 元 。 统 计 , 国每 年 由于 5 据 我
【 关冀词】 土木建设工程设计 混凝土 耐久性 碳化锈蚀
2 0世 纪 7 0年 代 国 外 的 研 究 人 员 发 现 , 期 修 建 的 一 些 混 早 凝 土 结 构 设 施 , 别 是 在 恶 劣 环 境 条 件 下 使 用 的 混 凝 土 结 构 出 特 现 了严 重 的漏 筋 、 缝 、 坏 等现 象 。美 国标 准 局 1 9 裂 损 9 8年 调 查 显 示 , 国 全 年 各 种 腐 蚀 损 失 约 为 25 0 亿 美 元 , 中 混 凝 土 美 0 其 并 溶 解 于 孔 隙 内 的液 体 , 碱 性 物质 生 成 碳 酸 钙 盐 , H值 下降 与 p 至 8~9, 原 反 应 物 的 i 积 膨 胀 约 1 % , 此 , 凝 土 的 胶 凝 比 S 5 因 混

混凝土结构耐久性浅析

混凝土结构耐久性浅析
安全 性 的重视程 度远 超过 对耐 久性 的认 识 ,结果
薄膜 , 薄膜呈钝化状态保护钢筋免受腐蚀 。 通常周 围混 凝土 对钢筋 的这种碱 性保 护作 用在 很 长时 间
内都 是有 效 的 , 一旦 钝化 膜遭 到破坏 , 筋就 处 活 钢
化状 态 , 有受 到腐 蚀 的可能性 。 就 引起 钝化膜 破坏 的原 因有 : 中和化 作用 。 ① 空气 中 C O 侵入钢 筋保
21 00年第 6期
能 源 技 术 与 管 理
混凝 土结 构耐 久性浅析
黄 冠
( 苏 省 第 一 工 业设 计 院有 限责 任公 司, 苏 徐 州 2 1 0 ) 江 江 2 0 6
[ 摘
要 ] 混凝 土材 料在 工程 建 设 中有 着其他 材料 无 法代 替 的重要 地 位 。混凝 土 结构 的耐 久 性 问题 是 困扰 国 内外 土木 工程 界 的一 个难题 ,也是 当前 国际上 结构 工 程 学科 重 要 的前 沿研 究领 域之 一 。主要 介 绍混 凝土 耐久性研 究现状 , 分析 混凝 土 结构 的耐 久性 破 坏 类型 , 讨 混凝 土结构 耐 久性 的设 计 与施 工等 问题 , 出 了提 高混凝 土 结构 构 探 提
抗周 围不利 因素 长期作 用 的性能 。结 构耐 久性 问 题 主要表 现 为: 凝 土损 伤 ; 混 钢筋 的锈蚀 、 化 、 脆 疲 劳 、 力腐蚀 ; 应 以及钢 筋与 混凝 土之 间粘结 锚 固作 用 的消弱 等三个 方 面 。 短期效 果而 言, 问题 从 这些
影 响结构 的外 观 和使 用 功 能; 长远 看 , 为 降低 从 则
化 学 现象 , 结 构 混凝 土 的碳 化 、 护 层 剥 落 、 如 保 裂 缝 的发 展 、 筋 锈蚀 、 钢 渗透 冻 融破 坏 、 凝 土 集料 混 的化学腐 蚀等 等 。 类似 问题 在 国内也 较为普 遍 , 我 国在各 种 建筑 及 土 木 基础 设施 的工 程 设计 中 , 对

浅谈混凝土结构的耐久性

浅谈混凝土结构的耐久性

浅谈混凝土结构的耐久性混凝土结构是现代建筑中最为常见的结构之一,其成本低廉、施工简单、强度高等特点使其成为建筑领域中广受欢迎的结构类型。

然而,随着使用年限的增加和环境的变化,混凝土结构的耐久性问题也越来越受到人们的关注。

本文将从混凝土结构的耐久性原理、耐久性问题及其影响因素等方面展开探讨,以期为混凝土结构设计及维护提供一定的参考。

一、混凝土结构的耐久性原理混凝土是一种水泥、砂子、碎石和水按一定比例拌合而成的人造建筑材料。

混凝土结构的耐久性,主要由混凝土的性能以及结构本身的设计和施工质量所决定。

1. 混凝土的性能混凝土是一种具有很好机械强度和耐久性的材料,它的强度来自于水泥基质中的水化产物及填充物的相互作用。

混凝土的水化反应,可以产生新的固结物(硅酸钙),从而使得材料的性能发生变化,得到机械强度和耐久性的提高。

当混凝土的水化反应和干燥过程完成后,新产生的硅酸钙就会向混凝土的微孔和毛孔中填充,这样就会使混凝土结构具有很好的耐久性。

2. 结构设计和施工质量混凝土结构的稳定性和耐久性,同样受到结构设计和施工质量的影响,良好的结构设计和正确的施工方法能够有效地提高混凝土结构的耐久性,避免在使用过程中出现重大的问题。

二、混凝土结构的耐久性问题混凝土结构在使用过程中,可能会遭受许多不同的破坏,这些破坏可能会来自于环境因素(如空气、水分、化学物质),也可能是因为结构设计、施工和维护不当等因素而引起。

下面将介绍一些混凝土结构常见的耐久性问题。

1. 碱骨料反应混凝土中如果使用了碱性骨料,则可能会发生碱骨料反应。

这种反应的本质是水泥和碱性骨料中的硅酸钠或硅酸钾发生反应,形成高亚硅酸钠或亚硅酸钾,加剧了混凝土中的膨胀和开裂。

该反应是反应较慢的化学反应,通常在25年以后才明显发现。

2. 混凝土的劣化混凝土在长期使用过程当中,可能由于渗水、热胀冷缩及各种机械载荷等原因而导致其表面的损坏。

当这种表面损坏不加以修缮时,混凝土的劣化可能会不断加剧,最终导致混凝土结构完全失效。

混凝土结构的耐久性探讨混凝土结构的耐久性探讨

混凝土结构的耐久性探讨混凝土结构的耐久性探讨
按照 P K. ha的观点 , . Met 钢筋 腐蚀在影 响混凝 土耐久性 的 诸 因素 中是排在第一位的。我 国存在着 广泛的氯盐环境 , 氯盐引 起 的钢筋腐蚀对混凝土耐久性影响 的问题必 须给予足够的重视 。 当钢筋表面 c 一 i浓度达到或超过“ 临界值 ” , 时 钝化膜开始破坏 , 钢 筋腐蚀发生 、 发展 , 锈蚀产 物膨胀 ( 2倍 ~6倍 ) 使混凝 土顺筋 开 , 裂; 钢筋腐蚀 加速 , 纹扩展 , 凝土 与钢 筋之间的粘结力 下降 , 裂 混 结 构力学性能下 降; 钢筋断 面损失 , 构局部或整体 破坏 、 结 垮塌 ;
.0的情况 ,0年可达 7k / , 5 gm3而对掺 8 %硅灰的情况 ,0 只 5年 法、 施工质量等均存在着许 多不确定性 与不确知性 。所以规范规 0 4 有4k / 。2 增加混凝 土保护 层厚度 。图 2是描 述 5 gm3 ) 0年海洋 定 了结构必须承受 的荷载设 计值应 该是 上述 标准值乘 以大于 1
代末期 , 发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一 环 境因素影 响下 出现过早损 坏 。发达 国家为混凝 土结构 耐久性投
入 了大 量 科 研 经 费并 积 极 采 取 应 对 措施 。
艇 膈
2 5
5) /
7 5
1o 0
2锈 蚀及 耐久性设 计 .
1 土建结构 工程 的安全性 与耐久 性
到“ 临界值” 1k / ) ( g m0 的时 间, 于水 灰 比为 0 4 对 .0的情况 约为
对 .0 % 1安 全 性 。结 构 设 计 必 须 有 足 够 的 安 全 保 证 率 或 安 全 储 备 。 8年 , 于水 灰 比 为 0 4 的 基 础 上 再 掺 8 硅 灰 的 情 况 约 为 ) 8 . l 的浓度随年限而增加 , 于水 灰比为 对 这是 由于 结 构需 要 承 受 的 荷 载 以 及 结 构 的 材 料 性 能 、 计 计 算 方 I 年 。b 到达钢筋表 面 C 一 设

混凝土结构的强度与耐久性分析

混凝土结构的强度与耐久性分析

混凝土结构的强度与耐久性分析第一章强度分析混凝土结构的强度是指其承受外力的能力。

混凝土底面的强度一般由破坏荷载来表示。

混凝土结构的强度分析可以从以下几个方面进行考虑。

1.1 材料中的含水量混凝土吸收的水分对其强度、抗裂性及耐久性都有很大的影响。

水泥水化反应需要水分参与,水的充分含量能够使水化反应更加充分,从而使混凝土强度更高。

但是,过多的水分会导致混凝土的龟裂、渗水、起泡等现象。

1.2 混凝土的质量混凝土的质量对其强度有直接影响。

当混凝土配制不合理、材料质量不好时,混凝土的强度会受到影响。

因此,混凝土制作过程中,需要严格控制材料的配比、品质以及施工的流程等因素。

在实际应用中,如果混凝土的强度不够,可以通过添加其他的材料如钢筋、纤维等来提高强度。

1.3 结构形态混凝土结构的形状决定了其抗弯、抗剪等性能。

在设计混凝土结构时,需要根据受力情况、材料特性等各方面因素综合考虑,确定最优的结构形态。

第二章耐久性分析混凝土结构的耐久性是指混凝土在外界环境条件下长期使用的能力。

混凝土的耐久性受到多种因素的影响:2.1 环境因素混凝土结构在不同的环境中,其耐久性也不同。

例如在海洋环境中,海水会腐蚀混凝土,使其耐久性降低;在潮湿的环境中,混凝土容易受到腐蚀、龟裂等影响。

2.2 气候因素空气中的氧气和水蒸气会导致混凝土的龟裂、腐蚀等现象。

适当的保护措施可以延长混凝土结构的使用寿命。

2.3 建造和养护混凝土结构的建造和养护过程对于其耐久性影响极大。

如果混凝土施工过程中存在漏水、空隙等问题,混凝土的质量会受到影响。

如果混凝土养护不够,会导致混凝土表面出现龟裂、渗水等问题。

2.4 材料本身的特性材料的质量和特性直接影响混凝土结构的耐久性。

例如,混凝土中的骨料、水泥等材料如果质量不好,会导致混凝土龟裂、渗水等问题。

结论综上所述,混凝土结构的强度和耐久性分析是非常重要的。

在混凝土结构的设计和施工过程中,需要综合考虑多种因素,严格控制各个环节,以确保其强度和耐久性。

混凝土框架结构的耐久性分析

混凝土框架结构的耐久性分析

混凝土框架结构的耐久性分析混凝土框架结构是现代建筑中常用的一种结构形式,其具有稳定性好、承载能力高、耐久性强等优点。

然而在长期使用过程中,混凝土框架结构也会面临着各种各样的问题,比如裂缝、腐蚀、变形等。

因此,对于混凝土框架结构的耐久性分析显得尤为重要。

本文将从以下几个方面来探讨混凝土框架结构的耐久性分析。

一、混凝土框架结构的耐久性问题混凝土框架结构在使用过程中,可能会面临以下几个方面的耐久性问题:1.混凝土的抗压强度会随着时间的推移而降低,从而导致结构的承载能力下降。

2.混凝土内部的钢筋易被氧化、锈蚀,导致钢筋断裂或失效,从而使得结构的稳定性受到影响。

3.混凝土表面的裂缝会影响混凝土的整体强度,同时也会进一步加速结构的老化。

4.在地震、风灾等自然灾害的作用下,混凝土框架结构易受到破坏,从而影响其耐久性。

二、混凝土框架结构的耐久性分析方法为了确保混凝土框架结构的耐久性,需要对其进行全面的耐久性分析。

常用的分析方法如下:1.力学分析法通过对混凝土框架结构进行力学分析,确定其受力状态和应力分布情况,从而评估其耐久性。

2.材料试验法通过对混凝土和钢筋等材料进行试验,测定其物理力学性能,从而评估混凝土框架结构的耐久性。

3.现场检测法通过对混凝土框架结构进行现场检测,包括外观检查、测量、取样分析等方法,从而评估其耐久性。

4.结构模拟法通过建立混凝土框架结构的模型,进行计算仿真分析,从而评估其耐久性。

三、提高混凝土框架结构的耐久性的方法为了提高混凝土框架结构的耐久性,需要从以下几个方面入手:1.材料选用应选择优质的混凝土和钢筋等材料,并严格按照标准进行配比和施工,确保材料质量。

2.结构设计结构设计应满足工程使用要求,并考虑地震、风灾等自然灾害的影响,保证结构的稳定性和耐久性。

3.施工过程施工过程中应注意质量控制,保证施工质量,同时应注意施工安全。

4.维护保养结构完工后,应加强维护保养,及时处理混凝土表面的裂缝和钢筋的腐蚀问题,保证结构的耐久性。

谈混凝土结构的耐久性

谈混凝土结构的耐久性

的海底 砂 . .
1 _ 7混 凝 土 结 构
2 . 4冻融环境 与 氯盐环境

限制粉 煤灰 掺量 和粉 煤灰 中的烧 失 . 掺 人适
量 引气 剂 , 改 善混凝 土 内部微结 构 . .
混 凝土结 构使 用过程 中, 不 当 的维 护和保 养 , 加
速 r 混 凝土 的 劣化
3结 语
综 上所述 各 种轻 质砖 墙体 开裂 的原 因较 多 , 冈
此. 只有 严 格 执行 有关 砌 体 规 范 , 从生产 、 设 ‘ 、 施 T 各 方 面层 层 把 关 , 采 取 有 效 的
1 0 5
⑥严格控制墙体上的孑 L 洞预留及切槽 , 保证墙 体 开 裂精心 施 工 , 才 能 消除 新 型砌 块墙 体 开裂 的质
1 . 3混凝 土 的化学腐 蚀
1 ) 北方 地 区为 了冬季抢 工 , 使 用氯 盐 防冻f f 0 。
2 ) 近年 由于河 砂短 缺 , 沿 海地 区滥用 未 经清 洗
① 施 工 现场砌 块 应按 规格 堆 放 , 堆放 高 度不 宜
超过 1 . 6 m, 运抵 现 场砌 块要 做好 防雨 淋 、 防 浸泡 措
1 . 5由于 水泥 强 度 的 不 断提 高 和 施 工进 度 的加快 ,
实 际 混 凝 土 耐 久 性 质 量 大 幅 度 下 降
混 凝 土 中的氢 氧化钙 反应 生 成 的碳 酸钙 ( 碳化) , 降
低 混凝 土碱 度 , 当碳 化 从混凝 土 表 面逐 渐 向里 发展
到钢筋 表面 位置 , 钝化 膜破化 。 2 ) 氯离 子 从 混 凝 土表 面扩 散 到 钢 筋 表 面并 累
积 到 临界浓 度 , 钝 化膜 破坏 。 钝 化膜 破坏后 , 如有充

钢筋混凝土结构的耐久性分析

钢筋混凝土结构的耐久性分析

钢筋混凝土结构的耐久性分析在现代建筑领域中,钢筋混凝土结构因其出色的强度和稳定性而被广泛应用。

然而,随着时间的推移,钢筋混凝土结构的耐久性问题逐渐凸显,成为了建筑行业关注的焦点之一。

耐久性不足可能导致结构性能下降、安全性降低以及维修成本增加等一系列问题。

因此,深入分析钢筋混凝土结构的耐久性具有重要的现实意义。

钢筋混凝土结构的耐久性,简单来说,就是指在正常使用和维护条件下,结构在规定的工作环境中能够保持其预定功能和安全性的能力。

影响钢筋混凝土结构耐久性的因素众多,主要包括以下几个方面。

首先,混凝土的质量是关键因素之一。

混凝土的强度、密实度、抗渗性等性能直接关系到结构的耐久性。

如果混凝土在配制过程中,原材料质量不佳,比如水泥标号低、骨料含泥量高,或者水灰比控制不当,都会导致混凝土的强度不足、孔隙率增大,从而使得有害介质更容易侵入,加速混凝土的劣化。

其次,钢筋的锈蚀是影响耐久性的重要原因。

在潮湿的环境中,钢筋表面的钝化膜会被破坏,导致钢筋发生锈蚀。

钢筋锈蚀后体积膨胀,会产生锈胀力,使混凝土保护层开裂、剥落,进一步加剧钢筋的锈蚀,形成恶性循环。

环境因素对钢筋混凝土结构的耐久性也有着不可忽视的影响。

例如,在沿海地区,空气中的氯离子含量较高,容易渗透到混凝土内部,破坏钢筋的钝化膜,引发锈蚀。

在寒冷地区,冻融循环会使混凝土内部产生裂缝,降低其密实度和强度。

此外,化学腐蚀、酸雨等也会对混凝土和钢筋造成损害。

施工质量同样关乎着钢筋混凝土结构的耐久性。

在施工过程中,如果振捣不密实、养护不到位,会导致混凝土内部存在蜂窝、麻面等缺陷,为有害介质的侵入提供通道。

钢筋的布置和连接不符合规范要求,也会影响结构的受力性能和耐久性。

为了提高钢筋混凝土结构的耐久性,我们可以采取一系列的措施。

在设计阶段,应充分考虑结构所处的环境条件,合理确定混凝土的强度等级、保护层厚度等参数。

对于处于恶劣环境中的结构,应采取特殊的防护措施,如使用耐腐蚀的钢筋、添加阻锈剂等。

混凝土结构耐久性问题分析

混凝土结构耐久性问题分析

混凝土结构耐久性问题分析一、引言混凝土结构在现代建筑中被广泛应用,但是随着时间的推移,混凝土结构的耐久性问题逐渐暴露出来。

耐久性是混凝土结构设计和使用过程中需要考虑的重要问题之一。

本文将从混凝土结构的耐久性问题入手,对其进行分析和探讨。

二、混凝土结构的耐久性问题1. 混凝土结构的老化问题混凝土结构的老化是混凝土材料在使用过程中所产生的物理、化学反应和环境因素的影响。

当混凝土结构老化时,其强度和耐久性都会受到影响。

老化是混凝土结构耐久性问题的主要原因之一。

2. 混凝土结构的裂缝问题混凝土结构的裂缝是由于混凝土材料在受力过程中的变形产生的。

由于混凝土结构的使用环境和受力情况的不同,裂缝的形成也有所不同。

裂缝的产生会影响混凝土结构的强度和耐久性,严重时会导致混凝土结构的失效。

3. 混凝土结构的钢筋锈蚀问题混凝土结构中的钢筋是承担混凝土结构受力的主要部件之一。

由于环境中的氧气和水分,钢筋易受到氧化和腐蚀的影响,导致其强度逐渐降低。

钢筋的锈蚀会导致混凝土结构的强度降低和失效。

4. 混凝土结构的碱骨料反应问题混凝土结构中使用的骨料中可能含有一些具有反应性的矿物质,当这些矿物质与混凝土中的碱相遇时,会发生反应,产生一些膨胀性产物,导致混凝土结构的体积膨胀和裂缝的产生,最终导致混凝土结构的失效。

三、混凝土结构耐久性问题的解决方法1. 混凝土结构的防水处理防水是保证混凝土结构耐久性的重要措施之一。

混凝土结构在使用过程中会受到雨水、地下水等的侵蚀,导致混凝土结构的强度降低和老化。

因此,对混凝土结构进行防水处理可以有效地保护混凝土结构的耐久性。

2. 混凝土结构的加固处理对于已经出现裂缝和老化的混凝土结构,需要进行加固处理,以恢复混凝土结构的强度和耐久性。

加固处理的方法包括碳纤维加固、钢板加固、FRP加固等。

3. 混凝土结构的定期维护定期维护可以保证混凝土结构长期使用的稳定性和耐久性。

定期维护包括对混凝土结构进行检查、维修、保养等措施,以保证混凝土结构的正常使用和延长其寿命。

混凝土结构耐久性浅谈

混凝土结构耐久性浅谈

混凝土结构耐久性浅谈摘要:海洋环境是引起混凝土耐久性劣化的主要诱因之一。

随着我国经济的发展与“一带一路”倡议的提出,我国建筑企业涉外工程日益增多,国际设计、施工单位也逐渐进入国内市场。

规范在结构设计方面起着重要的指导作用,各国混凝土结构耐久性设计规范的相关规定也不尽相同,因此有必要研究国内外混凝土结构耐久性设计方法的异同之处。

目前,国际上最具影响力的混凝土设计规范主要是美国规范《混凝土结构建筑规范》(ACI318-19) 与欧洲混凝土结构设计规范 (EN1992-1-1:2004 混凝土结构设计 - 第 1-1 部分:一般规程与建筑设计规程 ),我国《混凝土结构耐久性设计标准 (GB/T 50476-2019)》在前几版的基础上,经过修改也更规范化。

目前,各国的耐久性设计思路一般都是先确定环境类型与环境作用等级,再确定混凝土水胶比 ( 或水灰比 )、混凝土强度、保护层厚度等设计参数。

本文针对中、美、欧海洋环境混凝土结构耐久性设计的相关设计参数进行对比分析,旨在分析国内外混凝土耐久性设计方法的异同,为我国混凝土结构设计规范的进一步修订提供参考,为设计施工人员进行涉外工程提供帮助。

关键词:混凝土耐久性、混凝土设计规范、混凝土水胶比1混凝土结构耐久性劣化过程与极限状态1.1钢筋锈蚀导致混凝土结构耐久性劣化结构的耐久性是指结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护条件下,在规定的时间内,由于结构构件性能随时间的劣化,但仍能满足预定功能的能力。

混凝土内部孔隙为环境中的酸性气体、水分、氧气、离子等侵入提供了通道。

一般大气环境中的二氧化碳、氮氧化物等酸性气体和酸雨侵入混凝土时,会降低混凝土的 pH 值,使混凝土中性化,诱发钢筋锈蚀。

化工车间、海工结构、腐蚀性土壤以及使用除冰盐的道路桥梁结构中,侵蚀性离子是导致混凝土腐蚀与钢筋锈蚀的主要原因。

自然电化学腐蚀、杂散电流腐蚀、应力腐蚀和氢脆腐蚀等普遍存在,极大缩短了结构使用寿命。

混凝土结构设计中的耐久性设计

混凝土结构设计中的耐久性设计

混凝土结构设计中的耐久性设计混凝土结构在建筑工程中扮演着重要的角色,其耐久性设计尤为关键。

耐久性设计是指在一定使用期限内,结构能够保持其设计使用功能。

耐久性设计的好坏直接影响着结构的使用寿命和安全性。

本文将从混凝土结构耐久性设计的概念、影响因素、设计要点以及常见问题等方面进行探讨。

一、耐久性设计的概念耐久性设计是指在结构设计过程中考虑和控制结构在使用环境中受到的各种破坏因素,使结构满足设计使用寿命的要求。

耐久性设计的目的是确保混凝土结构在使用寿命内具有足够的承载能力和稳定性,并且保持良好的使用功能和外观。

二、耐久性设计的影响因素1. 材料选择:混凝土的品种、配合比、强度等对结构的耐久性至关重要。

要选择符合设计要求和使用环境的混凝土材料,严格控制材料的质量。

2. 环境条件:结构所处的环境条件,如潮湿度、温度、气候等都会影响结构的耐久性。

要合理选择结构材料和采取防护措施,以适应不同的环境条件。

3. 结构设计:结构设计中的构造形式、截面尺寸、支座方式等都会对结构的耐久性产生影响。

要合理设计结构,确保结构在使用寿命内不会出现严重的损坏。

4. 施工工艺:施工过程中的施工方法、工艺操作等也会影响结构的耐久性。

要保证施工质量,严格按照设计要求执行施工工艺。

三、耐久性设计的要点1. 防水防潮:混凝土结构在使用过程中要经受各种湿润环境的考验,要做好防水防潮的设计工作,防止水分侵入混凝土内部引发腐蚀。

2. 防腐防火:结构要考虑到防腐和防火等方面的要求,选择耐候性好的材料和进行合理的防护措施,提高结构的耐久性。

3. 疲劳抗震:结构在使用过程中会受到外部荷载的作用,要考虑结构的疲劳和抗震性能,合理设计结构的受力方式和抗震构造。

4. 维护保养:结构的保养工作对于其耐久性至关重要,要制定合理的维护计划,及时检修和维护结构,延长结构的使用寿命。

四、混凝土结构设计中的常见问题1. 配合比不合理:混凝土配合比过高或过低都会影响结构的性能,容易导致混凝土开裂和渗水等问题。

浅谈混凝土耐久性

浅谈混凝土耐久性

浅谈混凝土耐久性提纲:1.混凝土耐久性概述2.影响混凝土耐久性的因素3.提高混凝土耐久性的方法4.混凝土耐久性保养维护技巧5.混凝土耐久性案例分析一、混凝土耐久性概述混凝土的耐久性是指在一定的使用环境中,混凝土材料能够维持其设计寿命的一种性能。

混凝土是建筑中最广泛使用的材料之一,其耐久性直接关系到建筑的使用寿命和质量。

在复杂的使用环境和恶劣的气候条件下,混凝土的使用寿命可能会受到很大的影响,甚至会出现裂缝、硬度降低和腐蚀等问题,从而影响建筑结构的稳定性与安全性。

二、影响混凝土耐久性的因素1.环境因素。

混凝土的使用环境对其耐久性有着很大的影响,如气温、湿度、风、雨、冰雪等气候条件。

2.设计与施工因素。

混凝土的设计构造、选用配合比、施工质量等都会直接影响混凝土的耐久性。

3.材料因素。

混凝土中的原材料(水泥、骨料、细集料和外加剂等)的质量、配比和破碎度等因素都是影响混凝土耐久性的重要因素。

4.使用与保护因素。

混凝土的使用和保护条件对其耐久性也有着直接的影响,如机械荷载、化学腐蚀、日晒雨淋等。

三、提高混凝土耐久性的方法1.选用高质量的建筑原材料。

采用高品质的水泥、骨料等原材料,以保证混凝土的质量。

2.优化配合比。

科学合理的配合比可以使混凝土具有更好的耐久性。

3.正确施工。

合理施工可以避免混凝土在施工过程中出现裂缝、缺陷等问题。

4.加强养护。

良好的养护可以加速水泥的化学反应,使混凝土更加紧密,从而增强其耐久性。

5.使用保护材料。

选择适当的保护材料,如防水涂料、防腐剂等,可以有效地减少混凝土的腐蚀和劣化问题。

四、混凝土耐久性保养维护技巧1.定期检查。

对需要长期使用的混凝土建筑进行定期检查,及时发现问题并采取解决措施。

2.适当养护。

适当的养护包括治理损伤、防止新的劣化、弥补老的缺陷等,以保证混凝土的正常使用寿命和稳定性。

3.清洁维护。

及时清理混凝土表面的杂物,避免杂物进入混凝土内部,从而导致混凝土的破坏。

4.涂层保养。

浅析混凝土结构的耐久性

浅析混凝土结构的耐久性

浅析混凝土结构的耐久性混凝土结构是现代建筑中最广泛使用的结构之一。

其强度高、耐久性好等优点,使得混凝土成为建筑领域中的代表性材料。

然而,混凝土结构的耐久性一直是建筑工程师所关注的问题。

在长时间的使用过程中,混凝土结构会遇到各种外部环境和内在因素的影响,使得其耐久性逐渐下降。

本文将从多个方面对混凝土结构的耐久性进行浅析,以帮助读者更好地了解混凝土结构的特点和维护方法。

1. 混凝土本身的性质首先来看混凝土本身的性质。

混凝土是一种由水泥、细骨料和粗骨料等材料混合而成的复合材料。

它的强度和耐久性主要取决于其组成材料的质量、配合比和成型质量等因素。

一般来说,混凝土中水泥的质量越好、配合比越合理、成型工艺越优良,其强度和耐久性就越好。

此外,混凝土的龄期也会对其性能产生影响。

龄期较短的混凝土可能会受到冻融、温度变化等外部环境因素的影响而出现龟裂、开裂等问题,而龄期较长的混凝土则更加稳定。

2. 外部环境的影响混凝土结构的耐久性还受到外部环境的影响。

例如,空气中的化学物质和水分会渗透到混凝土中,对其强度和稳定性产生负面影响。

氧化、酸蚀、碱性反应等也会对混凝土结构的外观造成影响,并可能导致其破坏。

在山区和海滨地区,还会受到风吹雨打、海水侵蚀等自然现象的影响,进一步加速混凝土结构的老化。

3. 内在因素的影响混凝土结构的耐久性还与内在因素有关。

例如,混凝土结构内部的钢筋会受到氧化、锈蚀等影响,从而影响整个结构的强度和稳定性。

此外,混凝土结构内部也可能存在缺陷或不均匀的情况,例如孔洞、虚化、裂缝等,这些都会对结构的承重能力和耐久性产生影响。

4. 维护和保养为保持混凝土结构的良好状态,需要进行定期的维护和保养。

一般来说,混凝土结构的维护包括表面清洗、防水、补漏、加固以及涂装等方面。

定期检查和维护可以及时发现和修复一些潜在问题,从而延长混凝土结构的使用寿命。

此外,在建筑设计和施工过程中,也需重视混凝土结构的耐久性问题,选择优质的材料、配合合理的比例、采取科学的施工工艺等,尽可能提高混凝土结构的质量和可靠性。

混凝土的耐久性

混凝土的耐久性

混凝土的耐久性混凝土是建筑材料中常见且重要的一种,具有优良的耐久性,广泛用于各种建筑结构的施工中。

本文将重点探讨混凝土的耐久性,包括其耐久性的原因和影响因素等内容。

一、混凝土的耐久性原因混凝土具有良好的耐久性的原因主要有以下几点:1. 化学性能稳定:混凝土主要由胶凝材料、骨料、水和掺合料等组成,其中胶凝材料起着胶结作用。

混凝土的主要胶凝材料是水泥,其化学性能稳定,能够有效地与水和其他成分反应,形成水化产物,从而增强混凝土的强度和耐久性。

2. 密实性高:混凝土在浇筑后,经过养护过程,能够形成致密的结构,具有较好的抗渗透性能。

这种高密实性可以有效阻止外界有害物质的渗入,提高混凝土的耐久性。

3. 抗冻融性好:混凝土的水泥凝固过程中会产生水化热,从而使混凝土内部温度升高。

这种升温过程可以有效防止混凝土的冻融损伤,提高其抗冻融性能。

二、混凝土耐久性影响因素混凝土的耐久性受多种因素的影响:1. 材料性能:混凝土的质量和性能直接影响其耐久性。

合理选择优质的胶凝材料、骨料和掺合料,确保其符合规定的技术要求,并进行严格的质量控制,能够提高混凝土耐久性。

2. 施工工艺:混凝土施工的过程中,包括浇筑、振捣、养护等环节,会影响混凝土的密实性和强度发展。

因此,合理的施工工艺和技术操作,对于保证混凝土的耐久性具有重要作用。

3. 环境因素:混凝土所处的环境条件,如气候、水质、大气污染物等,也会对其耐久性产生影响。

例如,高盐度环境容易导致混凝土的腐蚀,而酸雨也会侵蚀混凝土表面。

4. 维护保养:混凝土建筑结构在使用过程中需要进行定期的维护保养,及时修补和预防措施,可以延长混凝土的使用寿命,提高其耐久性。

三、提高混凝土耐久性的措施为了提高混凝土的耐久性,可以采取以下措施:1. 选择合适的材料:选用优质的胶凝材料、骨料和掺合料,确保其质量和性能符合要求,从源头上提升混凝土的耐久性。

2. 合理的配合比:根据实际工程要求和环境条件,合理调配水泥、骨料和掺合料等成分的配合比,以满足力学性能和耐久性的要求。

钢筋混凝土结构耐久性的可靠性分析

钢筋混凝土结构耐久性的可靠性分析

钢筋混凝土结构耐久性的可靠性分析钢筋混凝土结构是目前建筑物中最常见的一种结构形式,具有较好的刚性和承载能力,因此在建筑领域中得到了广泛的应用。

但是,随着建筑物使用时间的增长,钢筋混凝土结构的耐久性也面临着不断的考验,如何保证结构的可靠性成为了建筑领域中的一个重要问题。

一、耐久性的概念耐久性是指建筑物在正常使用条件下,经过一定的时间后仍能保证其功能和安全性,同时尽量减少对环境的污染和损害的能力。

在建筑领域中,耐久性可以细分为结构耐久性、功能耐久性和外观耐久性。

其中,结构耐久性是指建筑物在使用寿命内,能够满足其承载和稳定的要求,不会出现严重的损伤和灾害。

二、影响结构耐久性的因素钢筋混凝土结构的耐久性受到多种因素的影响,主要包括以下方面:(一)材料因素材料的质量和性能是影响结构耐久性的重要因素。

混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗渗性等都会直接影响结构的耐久性。

而钢筋的质量和防腐性能则会影响结构的承载能力和使用寿命。

(二)结构设计因素结构设计的质量和合理性也直接关系到结构的耐久性。

如果结构设计不够合理、不够科学,就会影响结构的承载能力和使用寿命。

比如,在建筑物中设置结构的位置和形式、采用的结构材料等都会直接影响结构的耐久性。

(三)施工工艺因素施工工艺的质量和技术水平是影响结构耐久性的重要因素。

施工中土体的压实程度、混凝土的浇筑方法、加固材料的选用等都会直接影响结构的使用寿命。

三、评价结构耐久性的方法为了保证钢筋混凝土结构的耐久性,需要对其进行可靠性分析和评价。

评价结构耐久性的方法主要包括以下几个方面:(一)寿命评价法寿命评价法是通过对结构的使用寿命进行测算和评价来判断结构的耐久性。

寿命评价法主要基于结构所处的环境条件、结构材料的特性、结构设计的合理性等因素,来预测结构的使用寿命。

(二)失效概率评价法失效概率评价法主要是通过概率统计方法,来预测结构的失效概率。

该方法主要依赖于数据采集和分析,通过对结构的历史数据和监测数据进行分析,来评估结构未来的失效概率。

混凝土结构的耐久性

混凝土结构的耐久性

混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性是指在预期使用寿命内,结构能够保持其设计功能和性能的能力。

随着时间的推移,混凝土结构可能会受到各种因素的影响,例如气候条件、环境污染、化学侵蚀、物理荷载等。

因此,确保混凝土结构的耐久性至关重要。

一、合理的设计混凝土结构的耐久性始于合理的设计。

设计人员应根据具体情况确定合适的混凝土强度等级、配合比和保护层厚度等参数,以确保结构在使用寿命内能够承受设计工作荷载并抵御外部侵蚀。

二、材料选择在混凝土结构的设计中,材料的选择直接关系到结构的耐久性。

应该选择符合标准要求的优质水泥、骨料和化学掺合料,并通过实验检测确保其质量合格。

此外,添加适量的外加剂可以改善混凝土的性能,提高结构的耐久性。

三、养护措施混凝土浇筑完成后,及时采取养护措施对结构进行保护。

养护时间应根据具体混凝土配合比和环境条件而定,通常为7-14天。

养护期间,应保持混凝土表面的湿润,避免温度和湿度的突变,以充分发挥混凝土的强度和耐久性。

四、防护措施混凝土结构在使用过程中可能会受到各种因素的侵蚀,如气候条件、化学物质和物理荷载等。

为了增强混凝土结构的耐久性,可以采用以下防护措施:1.使用耐久性好的外墙材料,例如特殊表面涂料、防水膜和抗氯化物渗透材料等,以减少环境因素对混凝土结构的损害。

2.定期进行结构检测和维护,及时修复混凝土表面的裂缝和损坏,以防止进一步的侵蚀和损害。

3.加强结构的排水系统,确保混凝土结构在雨水和地下水侵蚀的情况下能够及时排除水分,避免结构的渗漏和腐蚀。

4.在结构施工中,使用耐久性好的连接件和固定系统,以增强结构的整体稳定性和耐久性。

五、定期检测与维护为了确保混凝土结构的耐久性,定期检测和维护是必不可少的。

检测内容包括结构的物理性能、化学性能、耐久性等方面,通过科学的测试和分析,可以及时了解结构的状况,并采取合适的维护措施。

综上所述,混凝土结构的耐久性是建筑工程中重要的考虑因素之一。

通过合理的设计、材料选择、养护和防护措施以及定期检测和维护,能够有效地提升混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命,确保工程质量和安全性。

混凝土结构耐久性及其缺陷分析

混凝土结构耐久性及其缺陷分析

混凝土结构耐久性及其缺陷分析混凝土作为一种广泛应用于建筑和基础设施项目中的建筑材料,具有良好的抗压强度和耐久性。

然而,在长期使用和自然环境的影响下,混凝土结构也会产生一些耐久性问题和缺陷。

本文将对混凝土结构的耐久性进行分析,并探讨其常见的缺陷。

首先,混凝土结构的耐久性是指其在设计寿命内能够满足预期要求的性能。

混凝土的主要组成是水泥、砂、骨料和水,在混凝土中形成了一种坚硬的矩阵,提供了抗压强度和稳定性。

然而,由于外部环境的侵蚀和内部因素的影响,混凝土结构容易出现以下几种耐久性问题。

第一,混凝土结构的碱骨料反应问题。

混凝土中使用的骨料可能含有潜在的碱活性,当其与水泥中的碱性成分发生反应时,会产生一种化学反应,导致混凝土内部产生应力,从而破坏混凝土的结构。

碱骨料反应会导致混凝土的体积膨胀,从而引发裂缝和表面剥落,严重影响混凝土结构的耐久性和使用寿命。

第二,混凝土结构的钢筋锈蚀问题。

在混凝土结构中通常会用到钢筋来增强其抗拉能力,但当钢筋暴露在潮湿或者含有盐类的环境中时,容易发生腐蚀。

钢筋的腐蚀会破坏混凝土的保护层,使得钢筋暴露在外界环境中,进而加速腐蚀的进程。

当钢筋腐蚀严重时,会导致混凝土的表面开裂、剥落,最终影响混凝土结构的强度和稳定性。

第三,在混凝土结构中,与环境相关的氯盐侵蚀问题也常见。

当混凝土结构暴露在高盐度的环境中(如海水或含盐水的地下水),氯盐会渗入混凝土内部并与混凝土中的钙化合物反应,形成一种高腐蚀性的化合物。

氯盐侵蚀会导致混凝土的强度下降、开裂和剥落,严重时甚至会引起钢筋的腐蚀,损害混凝土结构的耐久性。

除了上述列举的几种耐久性问题外,混凝土结构还可能遭受冻融循环、酸性腐蚀、化学侵蚀等多种影响。

冻融循环是指混凝土在低温下冻结和解冻的过程中发生的体积变化,会导致混凝土的破坏。

酸性腐蚀是指混凝土暴露在具有酸性的环境中,酸性物质会侵蚀混凝土的表面,降低其强度。

化学侵蚀则是指混凝土结构受到化学介质的腐蚀,例如化学溶液中的酸碱物质会侵蚀混凝土表面。

混凝土结构的耐久性及其影响因素研究

混凝土结构的耐久性及其影响因素研究

混凝土结构的耐久性及其影响因素研究一、引言混凝土是一种被广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的人造材料。

混凝土结构的耐久性是一个重要的问题,它直接影响着混凝土结构的使用寿命和安全性。

本文将对混凝土结构的耐久性及其影响因素进行研究。

二、混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性是指混凝土结构在预期的使用寿命内,能够保持其预定的功能和性能。

混凝土结构的耐久性受到多种因素的影响,包括混凝土本身的性质、外部环境的影响以及结构设计和施工质量等因素。

1.混凝土本身的性质混凝土本身的性质是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。

混凝土的强度、抗裂性、耐久性等性质直接影响着混凝土结构的使用寿命和安全性。

因此,在混凝土的配合设计和生产过程中,需要严格控制混凝土的成分和配合比例,以保证混凝土的性能达到设计要求。

2.外部环境的影响外部环境的影响也是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。

外部环境的温度、湿度、酸碱度等因素会对混凝土结构产生不同程度的影响,进而影响混凝土结构的耐久性。

因此,在混凝土结构的设计和施工过程中,需要考虑外部环境因素对混凝土结构的影响,采取相应的措施进行保护和修复。

3.结构设计和施工质量结构设计和施工质量也是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。

合理的结构设计和高质量的施工能够有效地保证混凝土结构的安全性和使用寿命。

因此,在混凝土结构的设计和施工过程中,需要严格按照相关标准和规范进行设计和施工,确保混凝土结构的质量和安全性。

三、影响混凝土结构耐久性的因素混凝土结构的耐久性受多种因素的影响,下面将对常见的几种影响因素进行介绍。

1.氯离子氯离子是混凝土结构中最常见的一种破坏因素,它会导致混凝土结构的腐蚀和开裂。

氯离子主要来自于海水、海风和氯离子含量较高的地下水等。

因此,在海滨、海岛和海洋工程等区域,需要采取相应的措施来保护混凝土结构,如使用高性能混凝土、使用防腐剂等。

2.二氧化碳二氧化碳是混凝土结构中另一个常见的破坏因素,它会导致混凝土结构的碳化和开裂。

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网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目:混凝土结构耐久性浅谈学习中心:层次:专科起点本科专业:土木工程年级:学号:学生:指导教师:完成日期: 2013年 11 月 14 日内容摘要混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点,而成为重要的建筑材料,其应用范围十分广泛。

作为目前世界最大宗的人造建筑材料,其在给人类带来巨大文明进步的同时,也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。

传统意义上的混凝土由于自身结构材料和使用环境的特点,还存在着严重的耐久性问题,已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展的要求。

因此,提高混凝土的耐久性是实现混凝土环保化、节约化的积极有效措施。

本文综述了耐久性对混凝土的重要意义,并着重分析了影响混凝土耐久性的主要因素。

最后介绍了目前世界上提高混凝土的耐久性的研究结果以及目前国际上对混凝土的耐久性设计要求。

关键词:耐久性;混凝土;影响因素目录内容摘要 (I)引言 (1)1 绪论 (2)1.1 混凝土耐久性问题的提出 (2)1.2 混凝土耐久性的概念 (2)2 混凝土结构耐久性问题的分析 (3)2.1 混凝土冻融破坏 (3)2.1.1 破坏机理 (3)2.1.2 影响因素 (4)2.2 混凝土渗透破坏 (4)2.2.1 破坏原因 (4)2.2.2 影响因素 (5)2.3 碱骨料反应 (5)2.3.1 破坏原因 (5)2.3.2 影响因素 (6)2.4 混凝土的碳化 (6)2.4.1 破坏原因 (6)2.4.2 影响因素 (7)2.5 钢筋锈蚀 (7)2.5.1 破坏原因 (7)2.5.2 影响因素 (8)2.6 化学侵蚀 (8)2.6.1 产生原因 (8)2.6.2 影响因素 (9)3 提高混凝土耐久性的措施 (10)4 案例分析 (12)5 结论与展望 (17)参考文献 (18)引言混凝土结构在其服务使用期间应维持所需的强度和其他功能,混凝土结构还必须能经受住各种各样的侵蚀破坏,这常被称为混凝土具有耐久性。

混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪,发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。

一些国家的混凝土桥使用了三四十年后,纷纷进入老化期,出现如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。

我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。

因而混凝土结构的耐久性问题已成为各国结构工程师们不容忽视的一个问题。

混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。

结构耐久性问题主要表现为:混凝土损伤;钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀;以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。

从短期效果而言,这些问题影响结构的外观和使用功能;从长远看,则为降低结构安全度,成为发生事故的隐患,影响结构的使用寿命。

因而混凝土结构的耐久性问题已成为各国结构工程师们不容忽视的一个问题。

针对这一问题,各国均提出各种解决方法,其中我国中国工程院院士吴中伟教授提出GHPC(绿色高性能混凝土)的概念在该技术领域属于比较先进的观念。

1 绪论1.1 混凝土耐久性问题的提出我国是一个发展中大国,正在从事着为世界所瞩目的大规模基本建设,而财力有限,能源短缺,资源并不丰富,因此科学合理设计,优质的施工质量来提高混凝土结构耐久性及防腐性。

延长结构使用寿命是摆在我们面前的一个很重要的课题和任务。

强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,因此以往工程中习惯上只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性。

混凝土的耐久性是使用期限内结构保证正常功能的能力,关系到结构物的使用寿命,随着结构物老化和环境污染加重,混凝土耐久性问题已引起了各主管和广大设计施工者们重视。

1.2 混凝土耐久性的概念混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用,长期保持强度和外观完整性的能力。

混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。

混凝土结构耐久性所包含的内容为:抗渗性,指混凝土抵抗液体和气体渗透的能力;抗冻性,指混凝土抵抗冰冻的能力;抗腐蚀性,指混凝土在各种侵蚀性液体和气体中,抵抗侵蚀的能力;混凝土的耐热性,指混凝土在高温作用下,内部结构不遭受破坏,强度不显著丧失,具有一定化学稳定性的性能;碱骨料反应,碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。

2 混凝土结构耐久性问题的分析如上一章所述,混凝土耐久性是指混凝土在实际使用过程中抵抗各种破坏因素作用,长期保持强度和外观完整性的能力。

主要包括抗冻性、抗渗透性、抗碱集料反应,抗腐蚀等几个方面。

本章将从冻融破坏、渗透破坏、碱骨料反应、混凝土的碳化、钢筋锈蚀、化学侵蚀六个方面对混凝土结构发生耐久性失效的原因及影响因素进行论述。

2.1 混凝土冻融破坏混凝土冻融破坏是指混凝土在饱水或潮湿的状态下,由于环境中温度的正负变化,导致混凝土内部松弛产生疲劳应力,反复的冻融循环造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。

混凝土发生冻融破坏后,破坏作用不断积累,裂缝不断扩大和深入,由外向里,直至混凝土破坏,而其现象就是从表层开始向内逐层剥落。

当经过反复多次的冻融循环以后,损伤逐步积累不断扩大,发展成互相连通的裂缝,使混凝土的强度逐步降低,最终严重影响了结构的长期使用。

2.1.1 破坏机理混凝土冻害机理的研究始于20世纪30年代,有静水压假说、渗透压假说等。

但由于混凝土结构冻害的复杂性,至今尚无公认的、完全反映混凝土冻害机理的理论。

直至现在,被广大科研学者接受的最有价值的解释是静水压假说和渗透压假说的结合,这种结合奠定了混凝土抗冻性研究的理论基础。

(1) 静水压假说:硬化混凝土的孔隙有凝胶孔、毛细孔、空气泡等。

各种孔隙之间的孔径差异很大。

水转变为冰时体积膨胀9%,在冰冻过程中,混凝土孔隙中的部分孔溶液冰冻膨胀,迫使未结冰的孔溶液从结冰区向外迁移。

孔溶液在可渗透的水泥浆体结构中移动,必须克服粘滞阻力,因而产生静水压,形成破坏应力。

静水压假说能解释成熟混凝土冰冻破坏的许多表现,它在引气混凝土方面的应用也较成功。

但从水压力本质来理解它的作用应是瞬时性的,随着时间进展危险理应逐渐消失才对。

然而试验说明:混凝土冰冻破坏有时随时间而日益剧烈、严重。

在水泥浆冰冻时,水分的运动大多不像通常设想那样,远离冰冻地点而去,而恰恰是趋向冰冻地点;再次冰冻时的膨胀一般情形是随冷却速率增加而下降。

这些都是静水压假说难以解释的。

(2) 渗透压假说:渗透压假说认为,由于混凝土孔溶液中含有钠、钾、钙等盐类,大孔中的部分溶液先结冰后,未冻溶液中盐的浓度上升,与周围较小孔隙中的溶液之间形成浓度差。

这个浓度差的存在使小孔中溶液向已部分冻结的大孔迁移。

即使是浓度为0的孔溶液,由于冰的饱和蒸汽压低于同温下水的饱和蒸汽压,小孔中的溶液也要向已部分冻结的大孔溶液中迁移。

可见渗透压是孔溶液的盐浓度差和冰水饱和蒸汽压差共同形成的。

2.1.2 影响因素对于影响混凝土冻融破坏的主要因素总结起来大致有以下四个方面:(1)水灰比:水灰比越大,使凝土孔隙率越大,导致混凝土的吸水率增大,最终导致混凝土结构冻融破坏严重;(2)孔结构和孔隙特征:连通毛细孔易吸水饱和,使混凝土冻害严重;若为封闭孔,则不易吸水,冻害就小;(3)饱水度:若混凝土的孔隙非完全吸水饱和,冰冻过程产生的压力促使水分向孔隙处迁移,从而降低冰冻膨胀应力,对混凝土破坏作用就小;(4)混凝土自身强度:在相同的冰冻破坏应力作用下,混凝土强度越低,冻害程度就越高。

2.2 混凝土渗透破坏混凝土结构的渗透破坏是指气体、液体或者离子等有害介质在混凝土中渗透、扩散或迁移,最终导致混凝土结构受到破坏。

混凝土结构发生渗透破坏后,有害介质首先破坏结构表层混凝土,导致混凝土中发生钢筋锈蚀、碱骨料反应等变化,而这些变化多数伴随着体积的膨胀,膨胀产生的应力又使得混凝土进一步开裂,从而进一步加大混凝土的渗透性,使得有害介质的入侵更加迅速,导致混凝土结构循环往复产生更大范围的破坏。

因此混凝土的渗透性给有害介质提供了入侵的通道,而有害介质与混凝土发生的破坏性反应则增大了混凝土的渗透性,两者相互促进,最终严重影响混凝土结构的耐久性。

2.2.1 破坏原因混凝土具有多种粒径的孔隙,连通的孔隙会成为气体、液体或有害介质进入混凝土的通道,导致混凝土破坏。

混凝土的渗透机理是水与混凝土表面接触时,压力差和毛细孔压力不断促使水分向混凝土内部迁移。

随着水分迁移的深入,水与毛细孔壁摩擦阻力增大,渗水速度随渗透深度的增加成比例下降。

当水达到混凝土相反的一侧时,毛细孔压力就会改变方向,阻碍水分的渗出。

若压力差大于孔壁摩擦阻力和毛细阻力,则水将从混凝土相反的一侧滴出;若压力差小于摩擦阻力和毛细孔阻力,则水的迁移为毛细孔迁移,此时的迁移速度取决于混凝土背水面水分的蒸发速度。

2.2.2 影响因素影响混凝土渗透性的因素主要有水灰比、骨料最大粒径、混凝土养护方法、水泥品种、外加剂等因素。

具体影响情况为:(1)混凝土的水灰比会影响混凝土孔隙的大小和数量,进而直接影响混凝土结构的密实性。

水灰比越小,混凝土越密实,其抗渗性越好,反之亦然。

(2)由于骨料和水泥浆的界面处易产生裂隙和较大骨料下方易形成孔穴,因此在水灰比相同时,混凝土骨料的最大粒径越大,其抗渗性能越差;(3)蒸汽养护的混凝土,其抗渗性较潮湿养护的混凝土要差。

在干燥条件下,混凝土早期失水过多,容易形成收缩裂缝,因而降低混凝土的抗渗性。

而在潮湿环境中或水中硬化的混凝土,不但总孔隙率降低,而且孔径也较小。

这就增加了混凝土密实性,提高了混凝土的抗渗性;(4)水泥的品种、性质也影响混凝土的抗渗性能。

水泥的细度越大,水泥硬化体孔隙率越小,强度就越高,则其抗渗性越好;(5)在混凝土中掺入某些外加剂,如减水剂等,可减小水灰比,改善混凝土的和易性,因而可改善混凝土的密实性,即提高了混凝土的抗渗性能;2.3 碱骨料反应混凝土中的碱与混凝土中的活性骨料发生反应,生成膨胀性物质,导致混凝土发生膨胀破坏,称为碱骨料反应。

这种反应引起明显的混凝土体积膨胀和开裂,改变混凝土的微结构,使混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量等力学性能明显下降,严重影响结构的安全使用性,而其反应一旦发生很难阻止,更不易修补和挽救,被称为混凝土的“癌症”。

2.3.1 破坏原因碱骨料反应主要可分为碱与硅酸、碱与碳酸盐及碱与硅酸盐三种反应。

(1)碱-硅酸反应:是分布最广、研究最多的碱骨料反应,该反应是指混凝土中的碱组分与骨料中的活性SiO2之间发生的化学反应,其结果是导致骨料被侵蚀,生成碱-硅酸凝胶,并从周围介质中吸收水分而膨胀,导致混凝土开裂。

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