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影响混凝土结构耐久性的主要因素及预防措施

时间:2020-07-16 浏览量:1104 来源:

混凝土结构目前是建筑结构工程中应用最为广泛的一种结构形式,然而近年来混凝土结构耐久性不足的问题日益突出。混凝土结构的耐久性受到环境、设计、施工和使用过程各环节中的诸多因素影响。有关专家指出我国混凝土破坏的主要表现是“南锈北冻”。混凝土结构耐久性不足的主要表现及成因简述如下。

钢筋锈蚀

混凝土在水化作用时水泥中的氧化钙生成氢氧化钙,使得混凝土空隙中含有大量OH-离子,高碱性条件下使钢筋表面生成钝化薄膜,能有效地防止钢筋的锈蚀。但是由于混凝土结构的工作环境容易受大气、土壤、地下水等因素的影响,一些侵蚀介质的入侵降低混凝土中的碱性,破坏钝化膜,使钢筋表面成为活化状态,在其表面有水和氧气的条件下钢筋就容易腐蚀,生成比原来铁基三、四倍大的锈蚀产物。锈蚀产物膨胀对混凝土产生锈胀力使得混凝土沿钢筋方向及垂直钢筋方向的开裂,降低了钢筋与混凝土之间的粘结力。进而导致保护层脱落,钢筋截面损失,严重降低了结构的承载能力,继而造成混凝土结构的破坏。

冻融循环

混凝土内部存在许多连通空隙和渗水通道,在负温的情况下,由于其内部孔隙和毛细孔道中的水结冰产生体积膨胀和冷水迁移,负温和正温交替循环,使得混凝土保护层开裂,表层剥落导致结构或构件破坏。

锈蚀混凝土的碱骨料反应

碱骨料反应指的是混凝土原材料中的碱(Na2O 或K2O)与骨料中的活性二氧化硅发生化学反应,在浇筑成形若干年中骨料表面生成碱-硅凝胶,吸水后使混凝土膨胀开裂,导致混凝土结构失效。

侵蚀性介质

在侵蚀性介质中,如酸、碱、硫酸盐、压力流动水等,可能使混凝土发生溶出性侵蚀、溶解性侵蚀和膨胀性侵蚀,导致混凝土遭到破坏。

结合我国现行混凝土结构设计规范对于混凝土结构耐久性,工程人员可从以下几个方面结合实际情况采取措施,提高混凝土结构的耐久性:

材料性能

☺ 针对混凝土结构的使用环境来选择适宜性能的混凝土;

☺ 控制混凝土的水灰比,减小混凝土内部的毛细孔,降低混凝土的渗透性;

☺ 可采用非活性骨料,减小活性物含量,使用低碱水泥,控制混凝土中的碱含量;

☺ 适当掺引气剂,引入均匀气泡,减小膨胀破坏。

裂缝控制

☺ 现行设计对于裂缝的控制主要是针对混凝土的适用性为设计依据的,控制钢筋混凝土构件的最大裂缝宽度,而另一个严格控制裂缝宽度的主要原因就是防止钢筋锈蚀,保证结构的耐久性。

☺ 保证构件截面具有足够的配筋率,并合理选择混凝土保护层厚度和钢筋直径,若截面含钢量相同时,选择直径较小的钢筋,增加钢筋根数,合理布置钢筋可提高构件的抗裂度。

☺ 加强混凝土的养护,控制水灰比,规定钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距,加强梁、柱、墙间的构造配筋可减小收缩裂缝。

维护

☺ 影响混凝土结构耐久性的因素往往是关于时间的变量,对于服役期内的混凝土结构应定期维护检修。

☺ 处于复杂使用环境下的结构,可以采用裂缝监测系统,时时观测,及时采取措施,防患于未然。


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