混凝土结构的耐久性_浅析混凝土结构的耐久性
时间：2019-06-02 03:19:49 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
1前言 随着社会的发展和经济收入的增加，人们对住房的要求越来越高，现在居住由原来的多层砖混结构逐步过渡到高层框架，这就决定建筑结构的混凝土浇筑。在传统概念中，混凝土结构似乎不存在耐久性的问题，起码在建筑物一般使用年限内不会因耐久性而出现使用上的问题，实际上这是认识上的一个误区[1]。大多数土建结构由混凝土建造，混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题，并非我国所特有，但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视[2]。
所谓混凝土结构耐久性是指在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。混凝土结构耐久性可分为混凝土耐久性和钢筋防腐蚀。素混凝土结构中，只有混凝土的耐久性；钢筋混凝土结构中，这两方面既独立，又密切相关，混凝土的耐久性提高了，同时也可阻止钢筋的腐蚀，钢筋腐蚀了，混凝土的耐久性也无意义了[3]。
2混凝土结构耐久性研究发展现状
我国对混凝土结构耐久性的研究及损伤的鉴定评估，修复补强工作起步较晚，80年代才开始得到重视，并相继开展了钢筋腐蚀和混凝土碳化等耐久性方面的调查研究，以及寿命评估与耐久性设计的理论与方法等方面的研究。我国1989年颁布的《混凝土结构设计规范》、1985年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》涉及结构耐久性的内容很少。2004年6月颁布的新桥规《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD622004)在总则中增加了耐久性设计内容，提出了公路桥梁结构应根据所处的环境进行耐久性设计的概念[4]。
目前广泛应用于各行各业的混凝土结构，由于生产、使用环境及各种自然条件的侵蚀，导致结构破坏非常普遍。因此，钢筋混凝土结构的腐蚀已经成为一个不容忽视的问题，我国近年来的工程调查表明，钢筋混凝土腐蚀破坏的情况非常严重，特别是在包括冶金、化工、机械制造和电力等工业建筑物受到的腐蚀更为严重，为此造成的损失每年可达固定资产的10%以上。因此在建筑结构设计及施工过程中加强对其的防护措施，不仅对结构的耐久性有重要意义，更具有巨大的经济价值。
3提高混凝土耐久性的措施
（1）严格控制骨料质量
混凝土骨料包括砂石材料，工程实际中，对砂石材料的选用往往不够严格，为了保证混凝土结构的足够耐久性，砂石材料的选用也是十分重要的。工程中，应选用质量优良的砂石材料，粗细适宜、级配良好的细集料和粗集料，可以尽可能提高混凝土的密实性，减小集料总表面积和集料间空隙率，减少水泥浆的用量，从而节约成本提高耐久性。
（2）注重混凝土结构构造设计
混凝土构件应尽量减少暴露的表面和棱角，处于严重侵蚀环境下的构件截面棱角宜做成圆角。结构的形状和布置应有利于通风、排水和避免水汽在混凝土表面集聚。构件的细部设计应考虑所有钢筋和预埋件周围以及模板内所有角落里，混凝土均可无离析地充分浇筑和捣实，不得有石粒靠在密集的钢筋网上，形成环境侵蚀介质渗入混凝土保护层的通道。结构的构造设计应有利于减少结构构件因变形作用而引起的约束应力，并仔细规划出施工缝、控制缝、沉降缝、收缩缝或膨胀缝的位置及构造。
（3）提高混凝土密实度
对遭受高速水流气蚀的部位，应改善通气条件，严格控制结构表面的平整度或采用专门防护面层等措施，以增强结构抗气蚀能力。在有泥砂磨蚀的部位，应采用质地坚硬的骨料(如铁矿砂石、铸石砂石)，降低水灰比，提高混凝土强度等级，改进施工方法，以提高混凝土的耐磨能力，必要时还应采用耐磨护面材料加以保护。
（4）考虑混凝土体积收缩的影响
对顶部设有拉杆的混凝土U形渡槽，槽壳的横向内力，一般情况下，应考虑由两部分组成：其一为由混凝土体积收缩造成的结构多余内力；其二为设计荷载作用引起的内力。将二者叠加后，与仅考虑设计荷载作用的情况相比，槽壁上部外侧的拉应力减少了，而下部内侧的拉应力增大了，这就出现了新的最大拉应力区，这时的应力就成为结构配筋的依据。
（5）掺加外加剂
为配置具有高耐久性能的混凝土，可掺加部分粉煤灰或细磨矿渣或硅灰等骨料，其有助于改善混凝土内孔结构、填充内部空隙、提高密实度、改善混凝土性能。对混凝土的骨料，也应同水泥一样，进行合理的选择，除要求具有足够的强度和质地坚硬外，还必须具有稳定的物理性质和化学性质。其他外加剂还包括引气剂、减水剂，国内外大量的研究成果显示掺加引气剂、减水剂能有效提高混凝土的抗冻性及抗渗性。
（6）预防钢筋锈蚀
在钢筋混凝土结构中，钢筋的锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要因素。新鲜混凝土孔隙中是碱度很高（pH值可超过13）的氢氧化钙饱和溶液，在这样的高碱性环境中，钢筋表面被氧化，形成一层厚度为20～60A的氧化膜，使钢筋处于钝化状态。但混凝土的中性化（主要是碳化）使混凝土中的pH值降低时，或者有足够浓度的氯离子扩散到钢筋表面时，钢筋钝化膜将会遭到破坏。钢筋锈蚀后，除了有效截面积减小，屈服强度下降等变化外，其与混凝土黏结性能也会发生变化。试验研究表明：随着钢筋锈蚀量的增加，变形钢筋与混凝土的黏结强度比先期略有增加，而后期则有较大幅度的衰退。钢筋与混凝土之间黏结强度的衰退，使得钢筋的强度不能被全部利用，从而与其他因素一起影响混凝土构件的使用性能和承载力。
（7）预防和限制混凝土结构构件裂缝是提高耐久性的重要措施
早期保水养护不足对混凝土的强度发展和耐久性均有不利影响，无论普通混凝土还是高性能混凝土，早期的水养护对其性能至关重要，尤其是掺入大量细掺料的高性能混凝土更需要尽早保水养护，否则会增加不可逆的自干燥收缩，引起开裂，影响强度和耐久性。同时还应注意养护方法，对不同水泥品种、外加剂、掺料、龄期的混凝土，合理的选用潮湿养护、水养护和养护剂养护，以取得良好的养护效果。
（8）防止混凝土的冻融破坏
混凝土的组成、配合比、养护条件和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力，目前只有加气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性。引气是提高混凝土抗冻性的主要参数。一般引气量4%～8%，同时，应避免采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝土结构被水饱和。在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂，既能获得大量均匀分布的微小气泡，显著提高抗冻性，又能大幅度减小W/C，从而保证混凝土强度不降低，甚至有所提高。
参考文献:
[1]邵筱梅，高世龙，李英男.混凝土结构耐久性的评述[J].房材与应用,2003,(3):38-39.
[2]杜正超.土建结构工程的耐久性分析[J].时代经贸,2008S1:48-49.[3]王珍新.浅谈工程管理中提高混凝土结构耐久性的措施[J].山西建筑,2009,35(14):129-130.
[4]徐正华，庞军伟.混凝土结构的耐久性及其设计研究[J].科技信息,2007,(28):258.
