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混凝土结构耐久性研究浅谈.doc
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1、混凝土结构耐久性研究浅谈 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途 网络教育学院专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目:混凝土结构耐久性研究浅谈学习中心: 西 安 奥 鹏 层 次: 高中起点专科 专 业: 土 木 工 程 年 级: 2008年 秋 季 学 号: 200808105163 学 生: 毛 建 军 指导教师: 胡 细 伟 完成日期: 2010 年 7 月 12 日II内容摘要混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式,但是由于其结构自身和使用环境的特点,使得混凝土存在严重的耐久性问题。混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用,长期保持强度和外观完整性的能力。影响
2、结构耐久性的因素很多,砼质量及其保护层是内在因素;环境与载荷作用则是外在因素,不同的原因会造成不同的后果。首先通过对国内外钢筋混凝土工程耐久性现状的介绍,讨论了混凝土耐久性的概念,接着分析了影响混凝土耐久性的因素混凝土缺陷检测提高混凝土耐久性的措施,最后对现有混凝土结构设计施工的思考。 关键词:混凝土 混凝土耐久性 混凝土冻融 混凝土缺陷检测 结构耐久性措施目 录内容摘要I引 言11概论22混凝土耐久性概念及影响因素22.1 混凝土耐久性的概念22.2 混凝土耐久性的影响因素32。2。1 混凝土的抗渗性32。2。2 混凝土的冻融破坏32.2.3 混凝土的碳化32.2.4 混凝土侵蚀性42。2.
3、5 混凝土的碱集反应42。2。6 钢筋的锈蚀43 混凝土缺陷检测53.1 声发射法53.2 雷达法53.3 红外线热谱法54 提高混凝土耐久性措施及设计施工思考54.1 提高混凝土耐久性的措施54.2 对现有混凝土结构设计施工的思考7参考文献8引 言长期以来,混凝土作为土建工程中用途最广,用量最大的建筑材料之一,在近百年的发展中,其强度不断提高。但是,在提出高强度的同时,混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注.我国建设部的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用2530年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅1520年。桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保
4、护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。当前,我国的基础设施建设工程规模宏大,投入资金每年高达2万亿元人民币以上,约3050 年后,这些工程将进入维修期,所需的维修费或重建费用将更为巨大.因此,如何提高混凝土耐久性,延长工程使用寿命,尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续发展战略的关键。本文着重分析了混凝土耐久性的影响因素和混凝土缺陷检测的方法、提出了提高混凝土耐久性的措施并对现有混凝土结构设计施工的思考。1概论长期以来,混凝土作为土建工程中用途最广,用量最大的建筑材料之一,在近百年的发展中,其强度不断提
5、高。但是,在提出高强度的同时,混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注.人们一直以为混凝土是非常耐久的材料,直到20世纪70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏.美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后2030年,甚至在更短的时期内就出现劣化.我国建设部的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用2530年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅1520年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50 年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有3040年。桥梁、港口等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过
6、薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。当前,我国的基础设施建设工程规模宏大,投入资金每年高达2万亿元人民币以上,约3050 年后,这些工程将进入维修期,所需的维修费或重建费用将更为巨大。有专家估计,我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年,由于忽视耐久性问题,迎接我们的还会有“大修20 年的高潮,这个高潮可能不用很久就将到来,其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。因此,提高混凝土耐久性,延长工程使用寿命,尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续发展战略的关键。个人收集整理,勿做商业用途个人收集整理
7、,勿做商业用途2混凝土耐久性概念及影响因素2.1 混凝土耐久性的概念 混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。现行国家标准混凝土结构设计规范(GB50010-2002)中,明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。但现行设计规范只划分成两个极限状态,即承载能力极限状态和正常使用极限状态,而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中。且以构造要求为主。混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能不仅包括结构的安全性,而且更多地体现在适用性上。2。2 混凝土耐久性的影响
8、因素2.2。1 混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性,指混凝土抵抗压力水渗透的能力。混凝土阻碍液体向其内部流动的能力越好,混凝土的抗渗性越好。混凝土的耐久性与水和其它有害化学液体流入其内部的数量、范围等有关,因此抗渗性能高的混凝土,其耐久性就高。2.2。2 混凝土的冻融破坏当结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内空隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压力达到一定程度时,导致混凝土的破坏。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的气孔结构和气泡含量多少密切相关。气孔越少越小,破坏作用就越小,封闭气泡越多,抗冻性就越好。影响混凝土抗冻性的因素,除了气孔结构和含气量外,还与混凝土的饱和度、水灰
9、比、混凝土的龄期、集料的空隙率及其间的含水率有关。2。2。3 混凝土的碳化混凝土的碳化,是指混凝土中的Ca(OH)2与空气中的CO2起化学反应,生成中性的碳酸盐CaCO3。未碳化的混凝土呈碱性,混凝土中钢筋保持钝化最低(临界)碱度是PH值为11.5,碳化后的混凝土PH值为8。59。5。碳化使混凝土的碳度降低,同时,增加混凝土孔隙溶液中氢离子数量,使混凝土对钢筋的保护作用减弱。当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈.钢筋锈蚀后,锈蚀产生的体积比原来膨胀24倍,从而对周围混凝土产生膨胀应力,锈蚀越严重,铁锈越多,膨胀力越大,最后导致混凝土
10、开裂形成顺筋裂缝。裂缝的产生使水和CO2得以顺利的进入混凝土内,从而加速了碳化和钢筋的锈蚀。2.2.4 混凝土侵蚀性当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学-物理和物理-化学变化,而逐步受到侵蚀,严重的使水泥石强度降低,以至破坏.常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀、一般酸性水腐蚀、碳酸腐蚀、硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀五类。淡水的冲刷,会溶解水泥石中的组分,使用使水泥石孔隙增加,密实度降低,造成对水泥石的破坏,因此,淡水冲刷会对水工建筑有一定影响;当不中溶有一些酸类时,水泥石就会受到溶淅和化学溶解双重作用,腐蚀明显加速,这类侵蚀常发生在化工厂;碳酸在溶淅水泥石的同时,,破坏混凝土
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