混凝土耐久性淺談

網(wǎng)絡教育學院本科生畢業(yè)論文〔設計〕題目：混凝土耐久性淺談學習中心：建立職業(yè)技術學院奧鵬學習中心[26]層次：專科起點本科專業(yè)：土木工程年級：09秋學號：2學生：於華峰指導教師：麗妍完成日期：2011年8月1日容摘要當今，混凝土已成為用途最廣泛，用量最大的建筑構造材料之一。以往工程中都比擬重視混凝土的強度而容易無視混凝土的耐久性。但試驗和應用都說明，混凝土和鋼筋混凝土在使用過程中，受到土壤、水和空氣中有害介質(zhì)的侵蝕或混凝土本身組成材料有害成分的化學及物理作用，會產(chǎn)生開裂、溶蝕、剝落、膨脹、松軟及強度等級下降等現(xiàn)象，嚴重的還會出現(xiàn)構造破壞或倒塌。隨著我國商品混凝土和高強混凝土的推廣應用，混凝土的耐久性和平安性已受到越來越廣泛的關注。混凝土技術開展的一個終極目標是最大限度地延長其使用壽命，也即耐用性問題。通過分析提高混凝土耐久性的技術措施，改善構造混凝土耐久性策略及質(zhì)量保證措施，以確?；炷恋馁|(zhì)量符合耐久性的要求。關鍵詞：混凝土耐久性目錄容摘要I引言11緒論21.1混凝土耐久性問題的提出21.2混凝土耐久性的概念22混凝土耐久性問題的分析32.1混凝土的碳化32.1.1破壞原因32.1.2影響因素32.2混凝土中鋼筋的銹蝕42.2.1破壞原因42.2.2影響因素42.3堿-骨料反響42.3.1破壞原因42.3.2影響因素52.4混凝土凍融破壞52.4.1破壞原因52.4.2影響因素53提高混凝土耐久性的措施63.1預防鋼筋的銹蝕。64結(jié)論與展望7參考文獻8引言一般混凝土建筑物的使用壽命要求在50年以上，很多國家對橋梁、水電站大壩、海底隧道、海上采油平臺、核反響堆等重要構造的混凝土耐久性要求在100年以上。氣候條件適中的陸上建筑物，應要求混凝土在200年平安使用。我國GB50010——2002"混凝土構造設計規(guī)"規(guī)定，混凝土的耐久性設計應按照環(huán)境類別和設計使用年限進展，分為50年和100年2個耐久性預期目標，對于重大、重要工程應按照100年壽命來設計混凝土。近幾年來，我國已有不少工程的混凝土設計壽命到達100年，這些工程大都結(jié)合環(huán)境條件和特點，采取專門有效的措施，以充分保證混凝土工程的耐久性設計要求。比擬著名的百年工程有三峽大壩、灣大橋等，其中三峽大壩采用微膨脹型低堿中熱硅酸鹽水泥，摻用優(yōu)質(zhì)引氣劑和優(yōu)質(zhì)高效減水劑，確保摻用1級粉煤灰等措施來提高耐久性。1緒論1.1混凝土耐久性問題的提出提高混凝土的耐久性對于當前實現(xiàn)可持續(xù)開展戰(zhàn)略，更好地利用資源、節(jié)約能源和保護環(huán)境，都具有十分重要的意義。本文分析影響混凝土耐久性的因素及原因，有助于我們更新觀念，從耐久性的角度評價水泥和混凝土的質(zhì)量。1.2混凝土耐久性的概念混凝土的耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素的作用，長期保持強度和外觀完整性的能力。混凝土耐久性是指構造在規(guī)定的使用年限，在各種環(huán)境條件作用下，不需要額外的費用加固處理而保持其平安性、正常使用和可承受的外觀能力簡單的說混凝土材料的耐久性指標一般包括：1、混凝土的碳化2、混凝土中鋼筋的銹蝕3、堿-骨料反響4、混凝土凍融破壞2混凝土耐久性問題的分析2.1混凝土的碳化混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學腐蝕。它是空氣中二氧化碳與水泥石中的堿性物質(zhì)相互作用，使其成分、組織和性能發(fā)生變化，使用機能下降的一種很復雜的物理化學過程。破壞原因混凝土的碳化使混凝土失去對鋼筋的保護作用，使混凝土中鋼筋銹蝕，同時，混凝土的碳化還會加劇混凝土的收縮，這些都可能導致混凝土的裂縫和構造的破壞。影響因素1、環(huán)境因素影響：環(huán)境條件因為碳化是液相反響，十分枯燥的混凝土即一直處于相對濕度低于25%空氣中的混凝土很難碳化；在空氣濕度50%～75%的大氣中，不密實的混凝土最容易碳化；但在相對濕度>95%的潮濕空氣中或在水中的混凝土反而難以碳化，這是因為混凝土含水時透氣性小，碳化慢；在濕度一樣時，風速愈高、溫度愈高，混凝土碳化也愈快；混凝土碳化速度與空氣中CO2濃度的平方根成正比。2、水泥品種影響：普通硅酸鹽水泥要比早強硅酸鹽水泥碳化稍快，摻混合材的水泥碳化速度更快，混合材摻量越大，碳化速度越快。3、外加劑影響：摻用優(yōu)質(zhì)減水劑或加氣劑，可以大大改善混凝土的和易性，減小水灰比，制成密實的混凝土，使碳化減慢。尤其是加氣減水劑，由于抗凍性提高，可以大大改善鋼筋混凝土建筑物的耐久性。4、養(yǎng)護條件影響：混凝土澆筑與養(yǎng)護質(zhì)量是影響混凝土密實性的一個重要因素。如果混凝土澆筑時不規(guī)，特別是振搗不密實，以及養(yǎng)護方法不當、養(yǎng)護時間缺乏時，就會造成混凝土部毛細孔道粗大，且大多相互連通，嚴重時會引起混凝土再現(xiàn)蜂窩、裂縫等缺陷，使水、空氣、侵蝕性化學物質(zhì)沿著粗大的毛細孔道或裂縫進入混凝土部，從而加速混凝土的碳化和鋼筋腐蝕。2.2混凝土中鋼筋的銹蝕當鋼筋外面的混凝土中性化或出現(xiàn)開裂等情況時，鋼筋失去了堿性混凝土的保護，鈍化膜破壞并開場銹蝕。銹蝕的鋼筋不但截面積有所損失，材料的各項性能也會發(fā)生衰退，從而影響混凝土構件的承載能力和使用性能。鋼筋銹蝕也是引起混凝土構造耐久性下降的最主要和最直接的因素。破壞原因混凝土中的鋼筋銹蝕一般是電化學銹蝕。電化反響的必要條件是鋼筋外表呈活化狀態(tài)且同時存在水和CL-?；炷帘Ｗo層碳化導致堿度降低是使鋼筋外表活化的主要因素，CL-侵入也可使鋼筋外表鈍化膜迅速破壞。影響因素1、環(huán)境因素的影響相對濕度對混凝土中的鋼筋銹蝕的影響，一方面影響混凝土中氧氣的擴散速度，另一方面影響混凝土的電導率。濕度不僅直接影響鋼筋的電化反響，而且濕度還影響混凝土的碳化速度，間接影響鋼筋的銹蝕。2、混凝土保護層的影響混凝土保護層作用：一、混凝土高堿性使鋼筋外表形成鈍化膜：二、保護層防止外界腐蝕介質(zhì)、氧氣等滲入混凝土。3、2.3堿-骨料反響堿-骨料反響也叫堿硅反響，是指混凝土中的堿性物質(zhì)與骨料中的活性成分發(fā)生化學反響，引起混凝土部自膨脹應力而產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象。破壞原因混凝土構造一旦發(fā)生堿-骨料反響出現(xiàn)裂縫后，會加速混凝土的其他破壞，空氣、水、二氧化碳等侵入，會使混凝土碳化和鋼筋銹蝕速度加快，而鋼筋銹蝕產(chǎn)物鐵銹的體積遠大于鋼筋原來的體積，又會使裂縫擴大。影響因素堿-骨料反響的3個條件中有2個來自混凝土部，一是混凝土中摻入了一定數(shù)量的堿性物質(zhì)，或者混凝土處于有利于堿滲入的環(huán)境；二是集料中有一定數(shù)量的堿活性骨料〔如含SiO2的骨料〕；三是潮濕環(huán)境，可以提供反響物吸水膨脹所需要的水分。在枯燥條件下堿集料反響難以發(fā)生。2.4混凝土凍融破壞混凝土毛細孔的自由水就是導致混凝土遭受凍害的主要因素，因為水遇冷凍結(jié)成冰后會發(fā)生體積膨脹，引起混凝土部構造的破壞。破壞原因當處于飽水狀態(tài)的混凝土受凍時，其毛細孔壁同時承受膨脹和滲透兩種壓力。當這兩種壓力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會開裂。2.4.2影響因素1、混凝土孔隙率影響孔隙率越大，相對含水量越多，則可凍水量也越多。2、飽水度影響在混凝土完全飽水狀態(tài)下，其凍結(jié)膨脹壓力最大。3、含氣量影響混凝土中的微細氣孔在混凝土受凍初期能使毛細孔中的靜壓力減少，起到減壓作用。3提高混凝土耐久性的措施3.1預防鋼筋的銹蝕。常用的方法有環(huán)氧涂層鋼筋，采用靜電噴涂環(huán)氧樹脂粉末工藝在鋼筋外表形成一定厚度的環(huán)氧樹脂防腐涂層，這種鋼筋保護層能長期保護鋼筋使其免遭腐蝕。此外，在混凝土外表涂層也是簡便有效的方法，但涂料應是耐堿、耐老化和與鋼筋外表有良好附著性的材料。還可摻加高效減水劑，在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙率，特別是毛細孔隙率大幅度降低。還可研究新技術，開發(fā)新產(chǎn)品，如耐銹鋼筋、阻銹鋼筋等。

3.2防止或減輕堿集料反響?；炷翂A集料反響危害很大，一旦發(fā)生很難修復。當混凝土使用有堿活性反響的骨料時，必須從配合比出發(fā)，嚴格控制混凝土中的總堿含量以保證混凝土的耐久性。此外，外加劑特別是早強劑帶來高含量的堿，為預防堿集料反響，在設計上應對外摻劑的使用提出要求。

3.3加強施工管理。嚴格控制施工配合比，攪拌必須均勻，振搗必須到位，要嚴格遵守養(yǎng)護制度，可以用外表養(yǎng)護劑來改善養(yǎng)護條件，提高保水性，加速外表硬化。混凝土構件的侵蝕病害都是從外表開場的，在混凝土終凝前做好原漿抹面壓光，增強外表密實度，也可采用外表浸漬和外表涂覆的手段來降低混凝土外表滲透性。

3.4防止混凝土的凍融破壞?；炷恋慕M成、配合比、養(yǎng)護條件和密實度決定了其在飽水狀態(tài)下抵抗凍融破壞的能力，目前只有加氣混凝土才能有效提高混凝土的抗凍性。引氣是提高混凝土抗凍性的主要參數(shù)。一般引氣量4%-8%，同時，應防止采用吸水率較高的集料，加強排水以免混凝土構造被水飽和。在混凝土中摻加優(yōu)質(zhì)引氣型高效減水劑，既能獲得大量均勻分布的微小氣泡，顯著提高抗凍性，又能大幅度減小W/C，從而保證混凝土強度不降低，甚至有所提高。

3.5拌合及養(yǎng)護用水。混凝土拌合及養(yǎng)護用水，應考慮其對混凝土強度的影響。水灰比的大小很大程度影響混凝土強度值的大小。拌合水應檢查其雜質(zhì)情況，防止影響砂漿及混凝土生成時雜質(zhì)影響其耐久性。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，除了對水泥石有腐蝕作用外，對鋼筋的腐蝕也有影響，因此在腐蝕環(huán)境中的混凝土不宜采用海水拌制和養(yǎng)護。

3.6針對不同的腐蝕環(huán)境應設計不同的保護層厚度。如一類環(huán)境(室正常環(huán)境)，設計使用年限為100年的構造混凝土應符合以下規(guī)定：混凝土保護層厚度應按規(guī)的規(guī)定增加40%;當采取有效的外表防護措施時，混凝土保護層厚度可適當減少?；炷翗嬙旒皹嫾苏w澆筑，不宜留施工縫。當必須有施工縫時，其位置及構造不得有損于構造的耐久性。

4結(jié)論與展望混凝土構造的耐久性是一個涉及環(huán)境、材料、設計、施工等多種因素的復雜問題，要解決好這個問題需要進展多方面的工作。鋼