浅谈混凝土结构构件的耐久性设计

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1、浅谈混凝土结构构件的耐久性设计【摘要】影响混凝土结构耐久性的因素很多，所以应根据结构设计使用年限和环境类别对结构混凝土提出相应的限制和耍求，以保证其耐久性。同时，还要对影响混凝土结构耐久性的因素进行分析，从而在设计中保证达到构筑物的耐久性。关键词：混凝土结构；耐久性；影响因素；设计中图分类号：TV331文献标识码：A引言钢筋混凝土结构是目前应用较广的结构形式之一。随着建筑物的老化和环境污染的加重，国内外曾发生一系列建筑物破坏、倒塌事件，其中很多也与混凝土耐久性问题冇关。因此，钢筋混凝土结构耐久性问题越来越引起

2、国内外广大研究者的关注。一、影响混凝土结构耐久性的主要因素影响混凝土结构耐久性的因素主要有：温湿度变化、混凝土的碱集料反应和碳化、化学侵蚀和冻融破坏等。1.温湿度变化的影响混凝土会热胀冷缩，同样也会在干燥失水时收缩而在泡水浸润后膨胀。这种作用的交替进行，特别在骤然发生时（如夏季阳光暴晒下的混凝土受骤雨的冲刷），会因混凝土表层及内部体积变化不协调而产生裂缝。这些因膨胀不均而引起的损伤口积月累，导致混凝土内部组织的破坏，最终会削弱结构抗力。1.混凝土的碱集料反应很多国家和地区由于天然集料资源贫乏或受到开采条件的限

3、制，只能就地取材采用含活性氧化硅成分较高的石料，如果又使用碱总含量大于0.6%的水泥，则活性集料与水泥屮的碱物质反应时将发生体积膨胀，导致混凝土胀裂，这种现象叫碱一集料反应。发生碱一集料反应的混凝土裂缝中一般都充满白色胶体，表面裂缝中常有凝胶体流出，干燥时胶休变成白色沉淀，骨料颗粒周围出现反应环。。英国建筑研究院的系统试验结果认为：任何波特兰水泥中掺加不少于30%的粉煤灰，都足以减少碱一集料反应的危险性。所以，控制使用含活性成分的骨料，采用低碱水泥或掺入粉煤灰降低混凝土中的碱性，可以防止碱集料反应。2.混凝土

4、的碳化混凝土碳化是指大气中的二氧化碳与混凝土中的碱性物质发生反应使混凝土的碱性下降。其它物质如二氧化硫，硫化氢等也能与混凝土中的碱性物质发生类似反应，使混凝土中性化，即pH值下降。混凝土碳化对混凝土的主要危害表现在使混凝土屮的钢筋保护层受到破坏，引起钢筋锈蚀，从而影响承载力水平。混凝土的碳化是混凝土结构耐久性能失效的重要影响因素Z-o混凝土中水泥石含有氢氧化钙而呈碱性，其在钢筋表面形成碱性薄膜而保护了金屈钢筋免遭酸性介质的侵蚀，起到“钝化”保护作用。但大气中存在的酸性介质及水通过各种孔道、裂缝而渗入混凝土，可

5、以屮和这种碱性。混凝土碳化的速度十分缓慢，并且与混凝土的质量，环境条件等因素有关。混凝土碳化对混凝土的主要危害表现在使混凝土中的钢筋保护层受到破坏，引起钢筋锈蚀，从而影响承载力水平。混凝土的碳化是混凝土结构耐久性能失效的重要影响因素之一。减小、延缓混凝土的碳化，可有效地提高混凝土结构的耐久性能。4•化学侵蚀水可以渗入混凝土内部，当其中溶入有害化学物质时，即对混凝土的耐久性造成影响更大。酸性物质对水泥水化物的侵蚀作用最大，酸性侵蚀的混凝土呈土黄色，水泥削弱，骨料外露。此外，浓碱性溶液渗入结晶使混凝土被胀裂和削弱

6、；硫酸型溶液渗入后与水泥发生化学反应，体积膨胀同样会造成混凝土破坏。化学介质对混凝土的侵蚀，表现在有些化学物质侵入造成混凝土中一些成分被溶解，流失，引起裂缝，孔隙,松散破碎；有些化学物质与侵入混凝土中的一些成分反应生成体积膨胀的物质，引起混凝土结构破坏。如酸、碱溶液直接接触混凝土时将产生严重的腐蚀；海港及海堤混凝土结构中钢筋锈蚀严重；大气中的酸雨则大面积地影响着工程结构的耐久性。对此，应根据实际情况，采取相应的技术措施，防止或减少对混凝土结构的侵蚀。5•冻融破坏混凝土的抗冻性与其孔结构密切相关，混凝土孔隙率和

7、孔径分布，决定了孔溶液的冰点和结冰量。结冰的孔溶液量越多，混凝土内部所受到的静水压力越人，混凝土遭受的冻害越严重。混凝土水化结硕后，内部有很多毛细胞。低温时水分因结冰产生体积膨胀，引起混凝土内部结构的破坏。反复冻融多次，就会使混凝土的损伤累积达到一定程度而引起结构破坏。6.机械和生物作用反复的机械作用（磨损、冲刷等）会削弱混凝土结构，天长日久以后因损伤积累而影响抗力。其余如冲撞，碰击等也会影响混凝土结构，生物的腐蚀作用也不能忽视。苔鲜及攀附生物对混凝土的损伤常见于城市排污工程及海洋工程,由于这些生物根系对混凝

8、土构件渗透会在构件体内形成空隙，同时其分泌的化学物质可能也会对混凝土及其内部的钢筋产生腐蚀。二、在设计中对混凝土耐久性的考虑我们设计的建筑物除了要满足承载能力要求，还应冇足够的耐久性，满足长期使用的要求。为此，我们通过如下儿个方面的措施来实现。1・耐久性材料的选择：(1)根据使用环境条件、设计使用年限和耐久性等级的要求，并结合现行《泯凝土结构设计规范》选择合适的混凝土原材料和配合比，并选用不同强度等