混凝土建筑結構耐久性思索

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一、混凝土結構耐久性問題的分析

混凝土耐久性問題，是指結構在所使用的環境下，由于內部原因或外部原因引起結構的長期演變，最終使混凝土喪失使用能力。即所為的耐久性失效，耐久性失效的原因很多，有抗凍失效，堿一集料反應失效，化學腐蝕失效，鋼筋銹蝕造成結構破壞等。下面作具體分析。

1、混凝士的凍融破壞。結構處于冰點以下環境時，部分混凝土內孔隙中的水將結冰，產生體積膨脹，過冷的水發生遷移，形成各種壓力，當壓力達到一定程度時，導致混凝土的破壞?；炷涟l生凍融破壞的最顯著的特征是表面剝落，嚴重時可以露出石子?；炷恋目箖鲂阅芘c混凝土內部的孔結構和氣泡含量多少密切相關?？自缴僭叫?，破壞作用越小，封閉氣泡越多，抗凍性越好。影響混凝土抗凍性的因素，除了孔結構和含氣量外，還包括：混凝土的飽和度，水灰比，混凝土的齡期，集料的孔隙率及其間的含水率等。

2、混凝土的堿一集料反應?；炷恋膲A一集料反應，是指混凝土中的堿與集料中活性組分發生的化學反應，引起混凝土的膨脹，開裂，甚至破壞。因反應的因素在混凝土內部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝土工程中的一大隱患。許多國家因堿集料反應不得不拆除大壩，橋梁，海堤和學校，造成巨大損失，國內工程中也有堿一集料反應損害的類似報道，一些立交橋，鐵道軌枕等發生不同程度的膨脹破壞?；炷翂A一集料反應需具備三個條件，即有相當數量的堿，相應的活性集料，水份。反應通常有三種類型：堿一硅酸反應，堿一碳酸鹽反應，慢膨脹型堿～硅酸鹽反應，避免堿一集料反應的方法可采用：①盡量避免采用活性集料；②限制混凝土的堿含量；⑨摻用混合材。

3、化學侵蝕。當混凝土結構處在有侵蝕性介質作用的環境時，會引起水泥石發生一系列化學，物理與物化變化，而逐步受到侵蝕，嚴重的使水泥石強度降低，以至破壞。常見的化學侵蝕可分為淡水腐蝕，一般酸性水腐蝕，碳酸腐蝕，硫酸鹽腐蝕，鎂鹽腐蝕五類。淡水的沖刷，會溶解水泥石中的組分，使水泥石孔隙增加，密實度降低，從而進一步造成對水泥石的破壞；研究表明，當水泥石中的氧化鈣溶出5％時，強度下降7％，當溶出24％時，強度下降29％，因此，淡水沖刷會對水工建筑有一定影響；而當水中溶有一些酸類時，水泥石就受到溶浙和化學溶解雙重作用，腐蝕明顯加速，這類侵蝕常發生在化工碳酸對混凝土的影響主要為：在溶淅水泥石的同時，破壞混凝土內的堿環境，降低水泥水化產物的穩定性，影響水泥石的致密度，造成對混凝土的侵蝕；硫酸鹽的腐蝕則表現為S042離子深入混凝~t~Jk泥組分反應，生成物體積膨脹開裂造成損壞；海水中由于存在多種離子，侵蝕形式較為復雜，但主要是由于鎂鹽使硬化水泥石的結構組分分解，同時硫酸鹽作用會造成對水泥石的損壞，而氧化鎂沉淀會堵塞混凝土孔隙，會使海水侵蝕有所緩和。

4、鋼筋的銹蝕。鋼筋的銹蝕，其一表現為鋼筋在外部介質作用下發生電化反應，逐步生成氫氧化鐵等即鐵銹，其體積比原金屬增大2-4倍，造成混凝土順筋裂縫，從而成為腐蝕介質滲入鋼筋的通道，加快結構的損壞。氫氧化鐵在強堿溶液中會形成穩定的保護層，阻止鋼筋的銹蝕，但堿環境被破壞或減弱，則會造成鋼筋的銹蝕，如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的原因，主要是混凝土的密實度即抗滲性不足，酸性氣體(~nco，，s0，，H，s，HCL，NO，)滲入混凝土內與氫氧化鈣作用；其二，氯離子對鋼筋表面鈍化膜有特殊的破壞作用，當混凝土中氯含量超過標準時，鋼筋會銹蝕，而水和氧的存在是鋼筋被腐蝕的必要條件，因此，若混凝土開裂，造成水和氧的通道，則鋼筋銹蝕加速，促成混凝土裂縫進一步開展，混凝土保護層剝落，最終使構件失去承載力。

5、使用方面的因素。有些舊建筑物已經使用好幾十年了，已滿足不了現展的使用要求，這些建筑物經常處于超負荷運轉中，由于費用等因素的影響使用單位往往忽視對建筑物早期的防腐處理和必要的維修加固，縮短了建筑物的使用壽命。

二、提高混凝土結構耐久性的主要技術措施

1、合理選擇混凝土結構的組成材料。混凝土各組成材料及鋼筋的選用應滿足材料的耐久性質量要求，應按規范規定對進場原材料進行嚴格的質量檢驗。同時合理改善顆粒級配，提高混凝土的密實性。從而提高耐久性。

2、提高混凝土的密實性。控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝：f的施工工藝，攪拌均勻、充分振搗，加強養護，嚴格控制施工質量。除了選擇及配良好的集料和精心施工保證混凝土充分搗實和水泥亢分水化外，水灰比是影響混凝土密實性的最重要的條件，故《橋規》(JTGD62)中規定了各類環境條件下滿足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同時適當摻用外加劑，如摻用減水劑或引氣劑，可改善混凝土的孔隙結構，提高混凝土的密實性。

3、改進結構設計。結構的選型、布置和構造應有利于減輕環境因素對結構的作用。采用具有防腐保護的鋼筋(例如，體外預應力筋，無粘結預應力筋，環氧涂層鋼筋等)；加強構造配筋，控制裂縫發展；加大混凝土保護層厚度等。Ⅸ橋規》(JTGD62-2004)與舊橋規相比，構造鋼筋用量增多，混凝士保護層加大，構造不合理的地方進行了調整。

4、采用高強混凝士以提高結構物的耐久性。高強度混凝土(50MPa以上)的配制特點就是低水灰比，加外加劑，摻用超細活性摻合料，它的研制和應用解決的核心問題之一就是保證耐久性。由于高強混凝土的密實性能好，抗滲、抗凍性能均優于普通混凝土，因此不但適用于高層和大跨度結構物，對干海洋和港I：1工程，其抗滲和耐腐蝕性能均大大優于普通混凝士。

5、加強橋面排水和防水層設計，改善橋梁的環境作用條件。

6、加強結構使用階段的維護與檢測，提高混凝土的耐久性。

三．總結

混凝土結構的耐久性是一個涉及環境、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行多方面的工作。鋼筋混凝土結構耐久性應由正確的結構設計、材料選擇以及嚴格的施工質量來保證，同時應注意對其在使用階段實行必要的管理和維護。只有這樣，才能保證和提高混凝土結構的耐久性，才能保證我國建筑事業的可持續發展。