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影響混凝土結構耐久性的主要因素及預防措施

時間:2020-07-16 瀏覽量:889 來源:

混凝土結構目前是建筑結構工程中應用最為廣泛的一種結構形式,然而近年來混凝土結構耐久性不足的問題日益突出。混凝土結構的耐久性受到環境、設計、施工和使用過程各環節中的諸多因素影響。有關專家指出我國混凝土破壞的主要表現是“南銹北凍”。混凝土結構耐久性不足的主要表現及成因簡述如下。

鋼筋銹蝕

混凝土在水化作用時水泥中的氧化鈣生成氫氧化鈣,使得混凝土空隙中含有大量OH-離子,高堿性條件下使鋼筋表面生成鈍化薄膜,能有效地防止鋼筋的銹蝕。但是由于混凝土結構的工作環境容易受大氣、土壤、地下水等因素的影響,一些侵蝕介質的入侵降低混凝土中的堿性,破壞鈍化膜,使鋼筋表面成為活化狀態,在其表面有水和氧氣的條件下鋼筋就容易腐蝕,生成比原來鐵基三、四倍大的銹蝕產物。銹蝕產物膨脹對混凝土產生銹脹力使得混凝土沿鋼筋方向及垂直鋼筋方向的開裂,降低了鋼筋與混凝土之間的粘結力。進而導致保護層脫落,鋼筋截面損失,嚴重降低了結構的承載能力,繼而造成混凝土結構的破壞。

凍融循環

混凝土內部存在許多連通空隙和滲水通道,在負溫的情況下,由于其內部孔隙和毛細孔道中的水結冰產生體積膨脹和冷水遷移,負溫和正溫交替循環,使得混凝土保護層開裂,表層剝落導致結構或構件破壞。

銹蝕混凝土的堿骨料反應

堿骨料反應指的是混凝土原材料中的堿(Na2O 或K2O)與骨料中的活性二氧化硅發生化學反應,在澆筑成形若干年中骨料表面生成堿-硅凝膠,吸水后使混凝土膨脹開裂,導致混凝土結構失效。

侵蝕性介質

在侵蝕性介質中,如酸、堿、硫酸鹽、壓力流動水等,可能使混凝土發生溶出性侵蝕、溶解性侵蝕和膨脹性侵蝕,導致混凝土遭到破壞。

結合我國現行混凝土結構設計規范對于混凝土結構耐久性,工程人員可從以下幾個方面結合實際情況采取措施,提高混凝土結構的耐久性:

材料性能

? 針對混凝土結構的使用環境來選擇適宜性能的混凝土;

? 控制混凝土的水灰比,減小混凝土內部的毛細孔,降低混凝土的滲透性;

? 可采用非活性骨料,減小活性物含量,使用低堿水泥,控制混凝土中的堿含量;

? 適當摻引氣劑,引入均勻氣泡,減小膨脹破壞。

裂縫控制

? 現行設計對于裂縫的控制主要是針對混凝土的適用性為設計依據的,控制鋼筋混凝土構件的最大裂縫寬度,而另一個嚴格控制裂縫寬度的主要原因就是防止鋼筋銹蝕,保證結構的耐久性。

? 保證構件截面具有足夠的配筋率,并合理選擇混凝土保護層厚度和鋼筋直徑,若截面含鋼量相同時,選擇直徑較小的鋼筋,增加鋼筋根數,合理布置鋼筋可提高構件的抗裂度。

? 加強混凝土的養護,控制水灰比,規定鋼筋混凝土結構伸縮縫最大間距,加強梁、柱、墻間的構造配筋可減小收縮裂縫。

維護

? 影響混凝土結構耐久性的因素往往是關于時間的變量,對于服役期內的混凝土結構應定期維護檢修。

? 處于復雜使用環境下的結構,可以采用裂縫監測系統,時時觀測,及時采取措施,防患于未然。


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