鋼筋混凝土的發(fā)展及其現(xiàn)狀

鋼筋混凝土的發(fā)展及其現(xiàn)狀

長(zhǎng)沙理工大學(xué)摘要：鋼筋混凝土從19世紀(jì)中葉開始采用以來(lái)，至今僅有一百多年的歷史，其發(fā)展極為迅速。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是由鋼筋和混凝土兩種材料組成的共同受力的結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料制造、計(jì)算理論及施工技術(shù)等方面都已經(jīng)歷了很大的發(fā)展并且還在繼續(xù)向前發(fā)展。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是水利水電工程中最基本的結(jié)構(gòu)形式。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，耐久性能，裂縫，腐蝕，試驗(yàn)技術(shù)。1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展簡(jiǎn)史我國(guó)在1876年開始生產(chǎn)水泥，逐漸有了鋼筋混凝土建筑物。全國(guó)的混凝土年產(chǎn)量據(jù)2002年統(tǒng)計(jì)就已達(dá)到了15億立方米，建筑用鋼材達(dá)3000萬(wàn)t，占世界的首位。已建成的上海金茂大廈，地上88層，地下3層，建筑高度420.5m;采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的上海電視塔，主體結(jié)構(gòu)高350m，塔高468m;外形美麗的上海楊浦大橋，全長(zhǎng)7658m，主橋?yàn)殡p塔雙鎖面鋼筋混凝土與鋼疊合斜拉橋結(jié)構(gòu)，主橋跨徑602m;三峽升船機(jī)上閘首結(jié)構(gòu)全長(zhǎng)125m，墩墻高44m，航槽寬18m，設(shè)計(jì)水頭34m，校核水頭39.4m，是目前世界上最大的預(yù)應(yīng)力混凝土塢式結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的材料制造、計(jì)算理論及施工技術(shù)等方面都已經(jīng)經(jīng)歷了很大的發(fā)展，并且還在繼續(xù)向前發(fā)展。在材料研究方面，主要向高強(qiáng)、高流動(dòng)性、自密實(shí)、輕質(zhì)、耐久及具備特意性能方面的混凝土發(fā)展。目前輕骨料混凝土已在工程上應(yīng)用。各種輕質(zhì)混凝土、綠色混凝土、纖維混凝土、聚合物混凝土、耐腐蝕混凝土、微膨脹混凝土、水下不分散混凝土以及品種繁多的外加劑在工程中的應(yīng)用和發(fā)展，已使大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)和具備某種特殊性能的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建造成為現(xiàn)實(shí)。另外，有專家預(yù)計(jì)，到21世紀(jì)末纖維混凝土的性能得到極大的改善。采用高強(qiáng)度的材料，是發(fā)展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主要途徑。目前我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)安全度總體上低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，但材料用量并沒(méi)有相應(yīng)降低。這是因?yàn)榫腿珖?guó)而言，我國(guó)建筑工程上采用的鋼筋和混凝土平均強(qiáng)度等級(jí)，均低于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家較高的安全度是建立在較高強(qiáng)度材料的基礎(chǔ)上的，而我國(guó)較低的安全度是由于采用的材料強(qiáng)度偏低。為此，用于工業(yè)與民用建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已將混凝土強(qiáng)度等級(jí)由C60提高到C80，對(duì)普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)先推廣HRB400鋼筋，對(duì)預(yù)應(yīng)力滬寧圖結(jié)構(gòu)優(yōu)先推廣高強(qiáng)鋼絲和剛絞線。在計(jì)算理論方面，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了容許應(yīng)力法、破損階段法和極限狀態(tài)法三個(gè)階段。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)采用基于概率理論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的可靠度理論，它以可靠指標(biāo)度量結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度，采用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)，使極限狀態(tài)計(jì)算體系在理論上向更完善、更科學(xué)的方向發(fā)展。但由于水利水電工程中大多數(shù)荷載還無(wú)法得出可靠地統(tǒng)計(jì)參數(shù)，因而也有學(xué)者與工程設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，目前在水利水電工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用可靠度理論尚不夠成熟?；炷恋膿p傷和斷裂、混凝土的強(qiáng)度理論、混凝土非線性有限單元法和極限分析的計(jì)算理論等方面也有很大發(fā)展。有限單元法和現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法正在向更高的階段發(fā)展。在結(jié)構(gòu)和施工方面，隨著預(yù)拌混凝土、泵送混凝土及滑模施工新技術(shù)的應(yīng)用，已顯示出它們?cè)诒ＷC混凝土質(zhì)量、節(jié)約原材料和能源、實(shí)現(xiàn)文明施工等方面的優(yōu)越性，所以我國(guó)目前工業(yè)與民用建筑中廣泛采用現(xiàn)澆整體式結(jié)構(gòu)。采用預(yù)先在模板內(nèi)填實(shí)粗骨料，再將水泥漿用壓力灌入粗骨料空隙中形成的壓漿混凝土，以及用于大體積混凝土結(jié)構(gòu)、公路路面與廠房地面的碾壓混凝土，它們的澆筑過(guò)程都采用機(jī)械化施工，澆筑工期可大為縮短，并能節(jié)約大量材料，從而獲得經(jīng)濟(jì)效益。值得注意的是，近年來(lái)鋼混組合結(jié)構(gòu)、外包鋼混凝土結(jié)構(gòu)及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)在工程中逐步推廣應(yīng)用。這些組合結(jié)構(gòu)具有充分利用材料強(qiáng)度、較好的適應(yīng)變形能力、施工教簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，橫向張拉技術(shù)是一種值得推廣的施工方法，它既不需要錨具，也不需要灌漿。另外，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土不需要后續(xù)灌漿，避免了后張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)灌漿不密實(shí)的問(wèn)題，從而可保證質(zhì)量，也是值得推廣的技術(shù)。概述混凝土是現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的主要材料，我國(guó)每年混凝土用量約九億立方米，鋼筋用量約2000萬(wàn)噸。規(guī)模之大，耗資之巨居世界前列。經(jīng)測(cè)算，我國(guó)工程建設(shè)中僅混凝土結(jié)構(gòu)每年耗資2000億元以上?？梢灶A(yù)見，鋼筋混凝土是我國(guó)今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)的一種重要的工程結(jié)構(gòu)材料。材料特性混凝土是水泥與骨料的混合物。當(dāng)加入一定量水分的時(shí)候，水泥水化形成微觀不透明晶格結(jié)構(gòu)從而包裹和結(jié)合骨料成為整體結(jié)構(gòu)。通常普通混凝土擁有較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度（大約3,000磅/平方英寸,35Mpa）。但是混凝土的抗拉強(qiáng)度較低，通常只有抗壓強(qiáng)度的十分之一左右，任何顯著的拉彎作用都會(huì)使其微觀晶格結(jié)構(gòu)開裂和分離從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。而絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部都有受拉應(yīng)力作用的需求，故未加鋼筋的混凝土極少被單獨(dú)使用于工程。相較混凝土而言，鋼筋抗拉強(qiáng)度非常高，一般在200MPa以上，故通常人們?cè)诨炷林屑尤脘摻畹燃觿挪牧吓c之共同工作，由鋼筋承擔(dān)其中的拉力，混凝土承擔(dān)壓應(yīng)力部分。例如在圖2簡(jiǎn)支梁受彎構(gòu)件中，當(dāng)施加荷載P時(shí)，梁截面上部受壓，下部收拉。此時(shí)配置在梁底部的鋼筋承擔(dān)拉力（4），而上部陰影區(qū)所示混凝土（2）承受壓力（3）。在一些小截面構(gòu)件里，除了承受拉力之外，鋼筋同樣可用于承受壓力，這通常發(fā)生在柱子之中。鋼筋混凝土構(gòu)件截面可以根據(jù)工程需要制成不同的形狀和大小。同普通混凝土一樣，鋼筋混凝土在28天后達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。工作原理鋼筋混凝土之所以可以共同工作是由它自身的材料性質(zhì)決定的。首先鋼筋與混凝土有著近似相同的線膨脹系數(shù)，不會(huì)由環(huán)境不同產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力。其次鋼筋與混凝土之間有良好的粘結(jié)力，有時(shí)鋼筋的表面也被加工成有間隔的肋條（稱為變形鋼筋）來(lái)提高混凝土與鋼筋之間的機(jī)械咬合，當(dāng)此仍不足以傳遞鋼筋與混凝土之間的拉力時(shí)，通常將鋼筋的端部彎起180度彎鉤。此外混凝土中的氫氧化鈣提供的堿性環(huán)境，在鋼筋表面形成了一層蝕化保護(hù)膜，使鋼筋相對(duì)于中性與酸性環(huán)境下更不易腐蝕。選用鋼筋的規(guī)格和種類鋼筋混凝土中的受力筋含量通常很少，從占構(gòu)件截面面積的1%（多見于梁板）至6%（多見于柱）不等。鋼筋的截面為圓型。在美國(guó)從0.25至1英尺，每級(jí)1/8英尺遞增；在歐洲從8至30毫米，每級(jí)2毫米遞增；在中國(guó)大陸從3至40毫米，共分為19等。在美國(guó)，根據(jù)鋼筋中含碳量，分成40鋼與60鋼兩種。后者含碳量更高，且強(qiáng)度和剛度較高，但難于彎曲。在腐蝕環(huán)境中，電鍍、外涂環(huán)氧樹脂、和不銹鋼材質(zhì)的鋼筋亦有使用。在潮濕與寒冷氣候條件下，鋼筋混凝土路面、橋梁、停車場(chǎng)等可能使用除冰鹽的結(jié)構(gòu)則應(yīng)使用環(huán)氧樹脂鋼筋或者其他復(fù)合材料混凝土，環(huán)氧樹脂鋼筋可以通過(guò)表面的淺綠色涂料輕松識(shí)別。裂縫鋼筋混凝土梁在外荷載的直接應(yīng)力和次應(yīng)力的作用下，引起結(jié)構(gòu)變形而裂縫。構(gòu)件在使用過(guò)程中受年溫差的長(zhǎng)期作用，當(dāng)溫差的脹縮應(yīng)力大于構(gòu)件極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)裂縫。構(gòu)件裂縫的因素是多方面的,包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地基沉降差異、施工質(zhì)量、材料質(zhì)量、環(huán)境影響等，無(wú)論何種原因產(chǎn)生的裂縫，都會(huì)給建筑物肢體結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響。二、裂縫的部位（一）梁受拉區(qū)裂縫由于澆筑混凝土?xí)r施工管理不善,使用了低劣的鋼筋,造成梁受拉鋼筋強(qiáng)度不足。施工中，提前拆模、施工荷載超過(guò)設(shè)計(jì)荷載或混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)規(guī)定，以及使用不當(dāng)，使用荷載大大超過(guò)原設(shè)計(jì)荷載,使梁受拉區(qū)產(chǎn)生裂縫。梁受拉區(qū)產(chǎn)生的裂縫一般采用水泥漿封閉，防止鋼筋銹蝕,再根據(jù)具體情況做補(bǔ)強(qiáng)加固處理。（二）梁在支座附近的斜裂縫梁的混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度,抗剪鋼筋不足，箍筋沒(méi)有增加,也有的因超載，提前拆模時(shí)混凝土強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值，造成的抗剪能力低而產(chǎn)生剪切裂縫。應(yīng)先用粘結(jié)漿液壓注處理，再進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),確保梁的使用安全。（三）梁受壓區(qū)裂縫梁的高度小，有的梁沒(méi)有抗裂驗(yàn)算,混凝土振搗不夠密實(shí)，梁長(zhǎng)期在年溫差和日溫差作用下產(chǎn)生溫差變形及長(zhǎng)期處于干燥狀態(tài)的環(huán)境中干縮變形，梁在溫差和干縮的綜合作用下裂縫?？p上寬下窄，有貫穿的，不貫穿的。裂縫長(zhǎng)度為梁高的3/5?4/5,梁底部不裂，這種裂縫可用水泥砂漿壓注、粘結(jié)密封裂縫和補(bǔ)強(qiáng)。三、裂縫形成原因鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫的原因很復(fù)雜,主要有:材料或氣候因素、施工不當(dāng)、設(shè)計(jì)和施工錯(cuò)誤、改變使用功能或使用不合理等。通?？蓺w納為以下幾種：收縮裂縫。混凝土尚處于未完全硬化狀態(tài)時(shí)，如干燥過(guò)快，則產(chǎn)生收縮裂縫，通常發(fā)生在表面上，裂縫不規(guī)則，寬度小。水泥水化硬化時(shí)的裂縫。水泥在水化及硬化的過(guò)程中，散發(fā)大量熱量，使混凝土內(nèi)外部產(chǎn)生溫差，超過(guò)一定值時(shí)，因混凝土的收縮不一致而產(chǎn)生裂縫。溫變裂縫。水泥在硬化期間,混凝土表面與內(nèi)部溫差較大，導(dǎo)致混凝土表面急劇的溫度變化而產(chǎn)生較大的降溫收縮，受到內(nèi)部混凝土的約束，而出現(xiàn)裂縫。設(shè)計(jì)欠周全。如鋼筋混凝土梁的截面不夠,梁的跨度過(guò)大，高度偏小，或者由于計(jì)算錯(cuò)誤，受力鋼筋截面偏小、配筋位置不當(dāng)、節(jié)點(diǎn)不合理等，都會(huì)導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。施工質(zhì)量造成的裂縫。①由于混凝土標(biāo)號(hào)偏低、受力鋼筋截面偏小、截面尺寸不符合設(shè)計(jì)等而導(dǎo)致混凝土梁出現(xiàn)裂縫。②由于施工不當(dāng)、模板支撐下沉,或過(guò)早拆除底模和支撐等形成的裂縫。③由于施工控制不嚴(yán)，在梁上超載堆荷，而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。預(yù)制鋼混凝土梁在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，由于支撐不合理、吊點(diǎn)位置不符,以及較大的振動(dòng)或沖擊荷載，也會(huì)導(dǎo)致鋼筋混凝土梁出現(xiàn)裂縫。在使用過(guò)程中，改變?cè)瓉?lái)的使用功能,如將辦公室改為倉(cāng)庫(kù)、屋面加層、使用不當(dāng)、增大梁上荷載等均會(huì)出現(xiàn)裂縫。四、混凝土裂縫發(fā)生的控制措施混凝土裂縫發(fā)生與組成混凝土的水泥、凈砂、石子、摻加劑等原材料有關(guān),也與澆筑后混凝土的保溫保濕的養(yǎng)護(hù)措施有關(guān)。（一）原材料的質(zhì)量控制水泥:在混凝土路面及大體積混凝土施中，水化熱引起的溫升較高,降溫幅度大,容易引起溫度裂縫。為此，在施工中應(yīng)選用水化熱較低的水泥,盡量降低單位水泥使用量。粗骨料:在鋼筋混凝土施工中,粗骨料的最大尺寸與結(jié)構(gòu)物的配筋、混凝土的澆灌工藝有關(guān)，增大骨料粒徑可減少用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少，但骨料粒徑增大容易引起混凝土的離析，因此，必須調(diào)整好級(jí)配設(shè)計(jì),并在施工中加強(qiáng)振搗。對(duì)于粒徑5?40mm的石子，要求針片狀少，超規(guī)少,顆粒級(jí)配符合篩分曲線要求，這樣可避免堵泵，減少砂率、水泥用量，提高混凝土強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明：采用粒徑5-40mm石子比采用粒徑5?25mm石子每立方米混凝土減少用水量l5kg左右:在相同水灰比情況下，每立方米混凝土水泥用量減少20kg左右（水灰比0.709），同時(shí)降低了混凝土的溫升;當(dāng)粒徑50mm石子滿足篩分曲線要求時(shí),其砂率控制在42%左右即可滿足泵送要求。細(xì)骨料:采用中粗砂比采用細(xì)砂每立方米混凝土減少用水量20kg左右,水泥相應(yīng)減少28kg左右，從而降低混凝土的干縮。砂石料的含泥量控制:砂石含泥量超標(biāo)，不僅增加混凝土的干縮，同時(shí)降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的抗裂十分不利，因此，在路面混凝土及大體積混凝土施工中,石子含泥量應(yīng)摻加塊石:在大體積混凝土基礎(chǔ)施工中，摻加無(wú)裂縫的、沖洗干凈、規(guī)格為150?250mm的堅(jiān)固大石塊，不僅可減少混凝土的總用量,又可減少單位水泥用量，從而降低水化熱,同時(shí),石塊本身也吸收熱量，使水化熱進(jìn)一步降低，對(duì)控制裂縫有利。如在濱河路防洪堤施工中，基礎(chǔ)混凝土摻人15%的塊石，使得基礎(chǔ)混凝土裂縫出現(xiàn)極少。（二）混凝土配合比的選定混凝土原料的配合比應(yīng)根據(jù)工程的要求，如防水、防滲、防氣、防射線等進(jìn)行認(rèn)真分析，選擇最優(yōu)方案?；炷恋乃冶葢?yīng)在滿足強(qiáng)度要求及泵送工藝要求條件下盡可能降低。摻合料:混凝土中摻人粉煤灰不僅能替代部分水泥，而且粉煤灰顆粒成球狀，可起潤(rùn)滑作用，能改善混凝土的工作性和可泵性，且可明顯降低混凝土水化熱。外加劑:為了滿足送到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土具有11?l3cm坍落度，若只增加水泥使用量,則會(huì)加劇混凝土干燥收縮，明顯增大混凝土水化熱,易引起開裂。因此,除了調(diào)整級(jí)配外，可摻入適量的減水劑。（三）利用混凝土的后期強(qiáng)度對(duì)于大體積混凝土可以利用后期強(qiáng)度，如60d、90d、120d強(qiáng)度,即允許工程在60d、90d或120d達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這樣可以減少水泥用量，減少水化熱和收縮，從而減少裂縫。（四）混凝土的澆灌振搗技術(shù)混凝土的澆灌振搗技術(shù)對(duì)混凝土密實(shí)度很重要，最宜振搗時(shí)間為10?30s。泵送流態(tài)混凝土同樣需要振搗，大體積混凝土在澆灌振搗中會(huì)產(chǎn)生大量的泌水，應(yīng)及時(shí)排除，有利于提高混凝土質(zhì)量和混凝土抗裂性。（五）大體積混凝土施工過(guò)程中的溫度控制在大體積混凝土施工過(guò)程中為了減少混凝土的內(nèi)外溫差，一方面應(yīng)盡可能減少入模溫度,另一方面應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)，以減少內(nèi)外溫差。澆筑體的混凝土緩慢降溫是重要環(huán)節(jié)，越慢越好,為混凝土創(chuàng)造充分應(yīng)力松弛的條件，與此同時(shí)還要在養(yǎng)護(hù)中使混凝土保持良好的潮濕狀態(tài),這對(duì)增加混凝土強(qiáng)度和減少收縮是十分有利的。（六）混凝土的拆模時(shí)間混凝土的拆模時(shí)間可根據(jù)工程部位具體情況（工序要求、施工荷載狀況）確定,應(yīng)盡可能地多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間。拆模后混凝土表面的溫度下降幅度不應(yīng)＞15°C。拆模時(shí)混凝土的現(xiàn)場(chǎng)試塊等級(jí)最低不宜低于C5。（七）混凝土基礎(chǔ)工程拆模后及時(shí)回填土及時(shí)回填土是控制早期、中期開裂的有力措施。土是混凝土養(yǎng)護(hù)的最佳介質(zhì)，施工經(jīng)驗(yàn)表明，遲遲不回填土的暴露工程裂縫最多。鋼筋混凝土腐蝕機(jī)理的分析硫酸鹽對(duì)混凝土腐蝕作用機(jī)理Na2SO4、MgSO4等硫酸鹽與混凝土中水泥的水化產(chǎn)物Ca（OH）2反應(yīng)生成:（1）鈣磯石（3CaO、A12O3、3CaSO4、31H2O）［2］。它是一種針狀結(jié)晶體，固相體積是原來(lái)的1.5倍。由于是在固化了的混凝土中發(fā)生反應(yīng)，因此在混凝土內(nèi)形成膨脹應(yīng)力而引起混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。白色松軟的不定形物質(zhì)一Mg(OH)2。它會(huì)使水泥漿體的結(jié)構(gòu)遭到破壞。石膏。溶于水后會(huì)造成混凝土的浸析增加。硅酸鎂水化物。與硅酸鈣水化物的取代反應(yīng)會(huì)使混凝土強(qiáng)度下降。氯離子對(duì)鋼筋的腐蝕作用機(jī)理混凝土在水化作用時(shí)，水泥中氯化鈣生成氫氧化鈣，從而產(chǎn)生大量的氫氧根離子，使pH值達(dá)到12?14。鋼筋在這樣的高堿環(huán)境中，表面容易生成一層致密的鈍化膜而阻止鋼筋的銹蝕。但當(dāng)pH值小于一定的數(shù)值時(shí)，鈍化膜則難以形成，氯離子一旦到達(dá)鋼筋表面，局部鈍化膜便開始被破壞，鋼筋便會(huì)在各種作用下開始銹蝕。腐蝕電流的影響。當(dāng)鋼筋表面局部鈍化膜遭到破壞后，使某些部位露出鐵基本體，與尚完好的鈍化膜區(qū)域之間構(gòu)成電位差。大面積的鈍化膜區(qū)作為陰極發(fā)生還原反應(yīng)，鐵基體作為陽(yáng)極而受到腐蝕。腐蝕由局部開始逐漸在鋼筋表面擴(kuò)展。氯離子的陽(yáng)極去極化作用［3］。加速陽(yáng)極過(guò)程者，稱做陽(yáng)極去極化作用，而氯離子就具有這樣的作用，艮化在陽(yáng)極氯離子與2價(jià)鐵離子相遇生成FeCl2，使2價(jià)鐵離子消失，從而加速陽(yáng)極反應(yīng)。但是FeCl2是可溶的，在向混凝土內(nèi)擴(kuò)散遇到氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，最后可氧化成鐵的氧化物。在這個(gè)過(guò)程中，氯離子只起“搬運(yùn)”作用，而不被“消耗”，因此它會(huì)周而復(fù)始地起破壞作用。氯鹽與水泥的作用。在一定的條件下，氯鹽可與水泥中的鋁酸三鈣生成不溶性“復(fù)鹽”，從而降低氯離子含量，同時(shí)降低硫酸鹽與鋁酸三鈣作用而發(fā)生“膨脹”破壞。但當(dāng)混凝土的堿度降低時(shí)，“復(fù)鹽”會(huì)分解重新釋放出氯離子，對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕。其他的腐蝕因素如果外界環(huán)境中CO2、SO2、工業(yè)酸性介質(zhì)等滲入到混凝土中，也會(huì)與其中的含堿物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這樣將降低混凝土的堿度，也可能導(dǎo)致部分水泥水化物分解。此外，氣候條件、地下微生物等也有可能腐蝕鋼筋。鋼筋混凝土防護(hù)措施通過(guò)上面腐蝕機(jī)理的分析，要提高鋼筋混凝土的耐久性就要做到：保持混凝土的高堿度；提高混凝土的密實(shí)度，增強(qiáng)抗?jié)B能力；控制硫酸根離子、氯離子的含量。⑴水泥和骨料材料的選擇水泥是配置混凝土的關(guān)鍵原料。為提高混凝土抗硫酸根離子腐蝕性和抗裂性能，選用含C3A、堿量低的普通硅酸鹽水泥和堅(jiān)固耐久的潔凈骨料，并控制水泥和骨料中氯離子的含量；要重視單方混凝土中膠凝材料的用量和混凝土骨料的級(jí)配，以及對(duì)粗骨料的粒形要求，并盡可能減少混凝土膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量。(2)摻入高效活性礦物摻料活性礦物質(zhì)摻料中含有大量活性SiO2及活性A12O3。由于現(xiàn)在水泥產(chǎn)品的細(xì)度減小、活性增加，使得水化反應(yīng)加速、放熱加劇、干燥收縮增加，導(dǎo)致混凝土溫度收縮和干縮產(chǎn)生的裂紋增加。將二級(jí)粉煤灰、S95級(jí)級(jí)礦粉復(fù)合摻入混凝土中，可以減少熱開裂，提高抗?jié)B性，降低混凝土中鈣磯石的生成量。(3)使用高效減水劑一般情況下，材料的組合與配合比中對(duì)混凝土抗?jié)B性最具影響力的因素是水灰比。因此在保證混凝土拌和物所需流動(dòng)性的同時(shí)，應(yīng)盡可能降低用水量。加入減水劑可以使水泥體系處于相對(duì)穩(wěn)定的懸浮狀態(tài),在水泥表面形成一層溶劑化水膜,同時(shí)將水泥在加水?dāng)嚢柚行跄w內(nèi)的游離水釋放出來(lái)，達(dá)到減水的目的。(4)添加防腐劑采用SRA-1型防腐劑，其SiO2與水泥的水化產(chǎn)物氫氧化鈣生成水化硅酸鈣凝膠，降低硫酸鹽腐蝕速度；其二次水化反應(yīng)也減少氫氧化鈣的含量，降低液相堿度，從而減少了硫酸根離子生成石膏的鈣磯石的數(shù)量，減緩了膨脹破壞。同時(shí)它還相對(duì)降低水泥中鋁酸鹽的含量。它的氯離子滲透系數(shù)為抗硫酸鹽水泥的0.1，為普通硅酸鹽的0.5,所以，當(dāng)硫酸根離子和氯離子并存時(shí)，它更有利于抵抗鹽類腐蝕。為提高混凝土的耐久性，我們選用了優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水和骨料，還摻入了足夠數(shù)量的礦物集料和高效減水劑，這樣就減少了水泥用量、混凝土內(nèi)部空隙率以及體積收縮；在施工過(guò)程中，由于加強(qiáng)了施工各環(huán)節(jié)控制，嚴(yán)把混凝土施工質(zhì)量關(guān)，確保水灰比、坍落度在要求范圍內(nèi)，混凝土振搗嚴(yán)格按規(guī)程進(jìn)行操作，同時(shí)重視混凝土振搗后的抹面工作，所以施工后經(jīng)檢驗(yàn)，質(zhì)量效果甚佳，受到建設(shè)單位好評(píng)。5.耐久性預(yù)先加載和持續(xù)加載對(duì)腐蝕發(fā)生的影響相似，在同樣的暴露條件下，荷載水平的增加縮短了腐蝕發(fā)生的時(shí)間。較高的荷載水平下試件發(fā)生腐蝕較早，一般是由于加載期間混凝土產(chǎn)生了裂縫。裂縫使水、氯離子等侵蝕介質(zhì)易于滲透到鋼筋表面，加速了鋼筋發(fā)生腐蝕。預(yù)先加載水平高的試件比預(yù)先加載水平低的試件對(duì)腐蝕發(fā)展的影響大。但在腐蝕初始階段影響不明顯，在后期階段才變得顯著。其原因是，腐蝕發(fā)生后的初始階段，由預(yù)先加載產(chǎn)生的混凝土的微裂縫可能由于腐蝕產(chǎn)物的填充作用減小甚至閉合，降低了侵蝕介質(zhì)的進(jìn)一步滲透，從而減小了腐蝕速率。建議的臨界裂縫大約是0.1?0.3mm，在此值以下裂縫一般不影響鋼筋的腐蝕過(guò)程。與預(yù)先加載相似，承受較高水平持續(xù)荷載的試件具有較高的腐蝕量，這是由于混凝土中裂縫數(shù)量和大小的增加。同預(yù)先加載情形不同，持續(xù)荷載下大部分混凝土裂縫在整個(gè)腐蝕過(guò)程中不斷張開。所以，持續(xù)加載對(duì)腐蝕發(fā)展的影響更嚴(yán)重。在同級(jí)荷載下，持續(xù)加載構(gòu)件的腐蝕量高于預(yù)先加載的構(gòu)件。由于腐蝕使鋼筋的截面尺寸、表面狀況以及鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)等均發(fā)生了變化，腐蝕對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能（例如疲勞性能和抗震性能）的不利影響將更為嚴(yán)重。1999年廣州海印大橋使用過(guò)程中突然發(fā)生的斷索事故，即被認(rèn)為是車輛疲勞荷載和鋼筋腐蝕共同作用的結(jié)果。而我國(guó)在腐蝕環(huán)境已服役多年的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也存在著抗震性能不斷降低的隱患。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)受腐蝕鋼筋混凝土構(gòu)件的動(dòng)力性能的研究非常少。日本進(jìn)行過(guò)受彎構(gòu)件恢復(fù)力性能試驗(yàn)研究。西安建筑科技大學(xué)進(jìn)行