混凝土耐久性的影響因素及措施研究

1、<p>　　混凝土耐久性的影響因素及措施研究</p><p>　　摘要:介紹了混凝十耐久性的概念及其研究現狀，從兩個方面分析了影響混凝土耐久性的主要因素.并根據彰響因素提出了一些提高混凝圖耐久性的措施。 </p><p>　　關性詞:混凝土:耐久性:高性能混凝土：影響因素；措施 </p><p>　　Study on Influential Factors

2、 and </p><p>　　Improvement Measures of Durability of Concrete </p><p>　　Abstract:This text introduces the conception and study status quo of concrete durability. From two facets, it analyzes mai

3、n factors which affect the durability of concrete. Finally, based on the factors, it gives some measures for advancing the durability of concrete. </p><p>　　Keywords:concrete: durability; high performance co

4、ncrete: influential factors; measures </p><p>　　中圖分類號：TU398+.5文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013） </p><p><b>　　1.前言 </b></p><p>　　所謂混凝土的耐久性，是指結構在要求的目標使用期限內，不需要花費大量資金加固處理而能保證其安全

5、性和使用性的能力[1]。主要表現在抗?jié)B性、抗凍性、耐水性、耐火性、耐磨性、抗化學腐蝕性、碳化與鋼筋腐蝕性等性能。 </p><p>　　隨著我國城市化和農村城鎮(zhèn)化進程的推進，加之混凝土強度高，成本低，其應用越來越廣泛。在傳統觀念中，混凝土結構好像不存在耐久性問題，一般的建筑物的使用年限都在50年.正是由于這個誤區(qū)，以往工程中習慣上只片面追求混凝土高強度而忽視其耐久性。有調查顯示，國內大多數工業(yè)建筑在使用20-30

6、年后就需人修，處于惡劣環(huán)境下的建筑物使用壽命1520年，許多工程建成后兒年就出現鋼筋銹蝕，混凝土出現裂縫甚至開裂。我國的基礎設施建設工程規(guī)模宏大，每年都高達2萬億元人民幣，在使用30-50年后就進入維修期，維修費將會倍增于工程建設時的投資，這樣的代價是昂貴的。從環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展以及與國際接軌的角度來說，這不得不引起有關部門和設計、施工單位的重視. </p><p>　　2.影響混凝土耐久性的主要因素 <

7、/p><p>　　由于耐久性因素很復雜，引起結構破壞不可能是某個單方面因素作用的結果，往往是內部存在不完善，外部不利因素綜合作用的結果，圖1給出了混凝土裂化模型?，F就這兩方面加以分析: </p><p>　　2. 1內部因案的影響 </p><p>　　(1)混凝土的碳化(又稱中性化)。幾乎所有混凝土表面都處在碳化過程中，本身無多大破壞作用，但是由于碳化過程使混凝土堿性

8、降低使鋼筋表面在高堿條件下產生的致密氧化膜(鈍化膜)遭到破壞，使混凝土失去對鋼筋的保護作用，同時碳化會加劇混凝土的收縮，致使混凝土出現裂縫，導致結構的破壞。 </p><p>　　混凝土碳化模型公式如下: </p><p>　　D= K t&frac12;(2一1) </p><p>　　式中:D-t時刻的碳化深度:t-碳化時間:K-碳化速率系數. <

9、/p><p>　　(2)混凝土堿集料反應。它是指混凝土集料中某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產生的化學反應。堿主要來自水泥熟料、外加劑，而活性材料主要是sio、碳酸鹽、硅膠鹽等等.混凝土中堿與sio反應最為普遍。而堿與硅膠鹽產生的凝膠遇水會膨脹，在混凝土內部產生膨脹應力引起混凝土開裂，從而迅速降低混凝土的耐久性。 </p><p>　　2. 2外部因康的影晌 </p><

10、;p>　　(l)混凝土的凍融破壞。滲入到混凝土中的水在溫度很低的條件下會結冰引起膨脹，將從內部損傷混凝土的微觀結構。經過日積月累的多次凍融過程，最終將引起混凝土剝落酥裂而降低混凝土的強度，降低其耐久性。 </p><p>　　(2)侵蝕性介質的腐蝕。在外部環(huán)境條件下，一些化學介質(硫酸鹽、鹽水、腐殖質、泥炭十存在的碳酸等)都有可能對混凝土產生腐蝕。 </p><p>　　(3)鋼筋銹

11、蝕。電化學腐蝕是混凝土結構中最常見的影響耐久性的問題，尤其是氯離子(CI)當然，產生電化反應必須同時具備兩個條件:一是鋼筋表面處于活化狀態(tài):二是存在CI和水。CI的侵入可以使鋼筋表面的鈍化膜迅速破壞，大量的鋼筋銹蝕會使混凝十幾體積膨脹，導致混凝土沿保護層發(fā)生縱向裂縫。 </p><p>　　(4)施工因素影響。混凝十材料本身質量低卜、水灰比選擇以及倡，料級配不當都會導致混凝土性能下降，施工過程中操作不當等人為因素

12、造成的混凝土內部存在的缺陷，都會使棍凝土容易遭到破壞。在土建施工中，我國一般多采用抗?jié)B標號來表示棍凝土的抗?jié)B性。抗?jié)B標號與水灰比的關系請見表一 </p><p>　　表1抗?jié)B標號與水灰比關系 </p><p>　　從上表可以看出，水灰比增大時，混凝土的密實性就降低，抗?jié)B性就變差?；炷翝B水土要是由于混凝土多余水分蒸發(fā)留下孔道，拌合物保水性差引起混凝土泌水現象造成的?；炷恋目?jié)B性好壞直接影

13、響棍凝土的耐久性。因此，施工時應該控制水灰比，確保混凝土有良好的和易性和保水性，以保證混凝土的密實度，提高結構耐久性。這就要求我們在進行混凝土施工時就必須加強施一I:管理，精心組織，嚴把材料關，杜絕人為因素造成的不穩(wěn)定因素。 </p><p>　　(5)其他外部因素。諸如生物腐蝕、風沙、持續(xù)的超高氣溫、機械磨損以及不可抗拒的偶然因素影響等都會影響到混凝土結構的耐久性。 </p><p>　

14、　3.提高混凝土耐久性的措施 </p><p>　　從上面的分析可知，混凝土的外部環(huán)境、內部孔結構、原料、密實度和抗?jié)B性等都是棍凝土耐久性能的重要影響因素。因此，工程中應根據具體情況，有針對性地采取相應措施以提高混凝土耐久性。 </p><p>　?。?）在滿足使用功能前提下，結構設計盡量規(guī)整、簡單。由于環(huán)境中侵蝕介質很容易在構件棱角或突出處侵入混凝土，在設計時要充分考慮到結構的形狀、排水

15、、接縫。 </p><p>　　(2)選擇高標號水泥。水泥標號高，混凝土強度高，碳化深度小，抗?jié)B性和抗凍性就好，相同標號早強水泥比普通水泥耐久性好。 </p><p>　　(3)開發(fā)和使用高性能混凝土。高性能混凝土在配制上盡量采用了低水灰比，選用優(yōu)質原材料，摻入了礦物集料和高效減水劑，減少了水泥用量，減少混凝土的內部空隙率，增強了混凝土的密實性和抗?jié)B性，減少了體積收縮，提高了強度和耐久性。

16、 </p><p>　　(4)使用抗腐蝕涂層。在一些重要建筑物中，可以在混凝土表面使用環(huán)氧樹脂等涂層以阻阻氯離子侵蝕和混凝土的碳化深入到內部，并且能抗侵蝕環(huán)境的影響。在鋼筋表面使用防腐層也可以保護鋼筋免受腐蝕，從而延長混凝土使用壽命。 </p><p>　　(5)適度加大混凝土的保護層厚度。一般說來，混凝十保護層厚度每減少25%,碳化到鋼筋表面時間就縮短50%[3]。因此，混凝土保護層厚度

17、應根據結構類型、所處環(huán)境和有無飾面，在保證功能、節(jié)省成本基礎上適度增加厚度以提高耐久性。 </p><p>　　(6)選用高強度級配良好的集料。集料占棍凝土總體積的75%以上，良好的級配可用較少的加水址制得流動性好、離析泌水少的混合料，并能在相應成型條件下得到均勻的、致密的、高強度的混凝土，級配好的集料可以在混凝土中形成剛性骨架，從而大大改善棍凝土的力學性能，提高混凝土的耐久性。 </p><

18、p>　　(7)加強施工質量控制。施工過程中嚴格控制混凝土坍塌度，坍塌度高的混凝土會降低鋼筋與混凝土的粘結強度。特別是振搗要密實以提高其密實度，增強抗?jié)B性，嚴格禁止盲目追求進度，要按照規(guī)程確保養(yǎng)護期。 </p><p>　　(8)經常性的結構檢查維護。結構在使用階段，應注意檢測、維護和修理，對處于露天和惡劣環(huán)境下的基礎設施工程應建立檢測和評估體系，及時發(fā)現，及時修理，確保棍凝土結構的正常使用。 </p&

19、gt;<p>　　(9)進行混凝土耐久性評估。目前，通過對混凝土耐久性影響因素分析來預測結構物的剩余壽命，從而有針對性地提出解決方法來提高混凝土的耐久性。其中BP人工神經網絡方法已經得到廣泛的應用，文獻[6]介紹了其原理和有關應用。此外，1990年Specht提出了概率神經網絡，它從多變量模式分類的Bayes準則發(fā)展起來的。用概率神經網絡進行結構損傷位置識別預測，其神經構造中X=[x1，x2，…xi…，xn]為輸入樣本參數

20、(最好與損傷程度無關)，模式層節(jié)點數為各類別訓練樣本數之和，累加輸出層節(jié)點數與可能損傷位置數相同。 </p><p>　　f(x)={[z一1]/}/m (3-1) </p><p>　　累加采用神經網絡輸出值最大的輸出節(jié)點所對應的損傷位置為識別出的損傷位置[8]。隨著計算機技術的普及與推廣，耐久性評估應用會越來叔廣。 </p><p><b>　　4結束

21、語 </b></p><p>　　影響混凝土耐久性的因素是一個多方面的、綜合性的，必須從設計、原材料、外加劑、施工、使用環(huán)境及其維護等多種因素綜合考慮，使混凝土既滿足功能要求，又要滿足其耐久性的要求。 </p><p><b>　　.考文獻: </b></p><p>　　[1]黃興隸.工程結構可靠性設計[}].北京:人民交通出版社

22、，1989. </p><p>　　[2]覃維祖.混凝土耐久性研究的現狀和發(fā)展動向[J].建筑技術，2001. 1:12-16. </p><p>　　[3]周新剛.混凝土結構的耐久性與損傷防治[J].北京:中國建材工業(yè)出版社，1999. </p><p>　　[4]陳雄元.混凝土結構的耐久性設計方法[J].建筑技術。2003, 34 (5) :87-93. <

23、;/p><p>　　[5]劉春花，岳國峰.提高混凝土結構耐久性的探討[J].黑龍江水專學報，2004,31(1):22-23. </p><p>　　[6]袁曾任.人工神經網絡元及其應用[M].北京:清華大學出版社，1999. </p><p>　　[7]吳瑩.談棍凝土結構的耐久性[J],陜西建筑與科技。2004, 10:41-42. </p><p