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      論混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題

      2017-08-10 04:30:24張俞濤
      卷宗 2017年21期
      關(guān)鍵詞:耐久性機(jī)理解決措施

      張俞濤

      摘 要:混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題日益引起人們的重視,它的影響因素繁雜不僅關(guān)系到結(jié)構(gòu)的外界環(huán)境、結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量還涉及建筑材料的選用和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)構(gòu)造。本文通過列舉幾個(gè)常見的耐久性影響因素,深入的介紹其作用機(jī)理并提出相應(yīng)的解決措施。詣在讓人們更深入了解混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

      關(guān)鍵詞:耐久性;影響因素;機(jī)理;解決措施

      1 前言

      隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,我國城市化率越來越高。各種摩天大樓及大型公共設(shè)施如雨后春筍般的出現(xiàn)。由于混凝土的經(jīng)濟(jì)、取材方便等特點(diǎn)使得混凝土成為建筑過程中絕對的主角。現(xiàn)在很多人調(diào)侃道生活在城市里,就如同生活在鋼筋混凝土的叢林之中。這也反映出鋼筋混凝土在當(dāng)今社會中的重要性。混凝土結(jié)構(gòu)雖然優(yōu)點(diǎn)很多,但也存在一個(gè)很要命的問題—混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題。由于前些年我國建筑業(yè)普遍不太重視耐久性問題,導(dǎo)致我國在這方面的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國家。我們?yōu)榇艘哺冻隽顺林氐拇鷥r(jià)?;炷两Y(jié)構(gòu)耐久性問題往大了說關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展往小了說關(guān)系到我們每個(gè)人的生活。因此解決混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題意義重大。

      2 影響耐久性的因素、機(jī)理及其解決措施

      2.1 鋼筋的銹蝕

      普通混凝土構(gòu)件帶裂縫工作是普遍存在的現(xiàn)象,當(dāng)裂縫或空隙中有充足的O2和H2O時(shí),鋼筋會發(fā)生銹蝕,鋼筋銹蝕會引起體積膨脹導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生縱向裂縫甚至保護(hù)層脫落。同時(shí),鋼筋的有效工作面積減小且鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力下降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力大大下降。因此,鋼筋銹蝕的后果很危險(xiǎn)。作用機(jī)理:鋼筋的銹蝕是電化學(xué)反應(yīng),在陽極Fe失電子變成Fe2+;在陰極H2O和O2發(fā)生還原反應(yīng)生成OH-,在同一環(huán)境中,F(xiàn)e2+與OH-反應(yīng)生成Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2在的O2作用下生成Fe2O3nH2O,即鐵銹。解決措施:①遏制電化學(xué)反應(yīng)②提高抗?jié)B性,減小水灰比③適當(dāng)提高混凝土保護(hù)層厚度④在鋼筋表面設(shè)置保護(hù)層;⑤混凝土表面涂保護(hù)層

      2.2 混凝土的腐蝕

      混凝土的腐蝕一般包括兩方面,混凝土的碳化和氯離子的侵蝕。機(jī)理:混凝土的碳化就是外部的CO2與混凝土內(nèi)部的堿反應(yīng),使其PH值下降,進(jìn)而鋼筋表面鈍化膜破壞最終造成鋼筋銹蝕;氯離子的侵蝕是在O2和H2O充足的條件下通過與Fe2+發(fā)生一系列反應(yīng),最后生成鐵銹??梢钥闯龌炷恋母g對混凝土的損害并不大其主要是對內(nèi)部鋼筋的傷害。所以此解決措施和鋼筋銹蝕的解決方法基本一樣。

      2.3 凍融破壞

      混凝土內(nèi)部不可避免的存在大量的毛細(xì)孔,當(dāng)毛細(xì)孔含水量較多時(shí),混凝土結(jié)構(gòu)易發(fā)生凍融破壞?;炷羶龊C(jī)理:現(xiàn)在有兩種假說首先靜水壓力假說即孔中結(jié)冰的水或溶液體積膨脹壓迫未結(jié)冰的水或溶液遠(yuǎn)離冰凍區(qū),這就產(chǎn)生水壓力,當(dāng)水壓力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土破壞。第二,滲透壓假說即當(dāng)毛細(xì)孔中水或溶液凍結(jié)時(shí),未凍結(jié)的水或溶液向其移動,產(chǎn)生滲透壓,最后導(dǎo)致混凝土開裂破壞。這兩種假說剛好相反,它們各自存在著不同的問題,目前仍在研討之中。解決措施:①在混凝土中摻入引氣劑或減水劑②嚴(yán)格控制水灰比,降低混凝土的滲透性,提高其密實(shí)性③注意混凝土的早期養(yǎng)護(hù),提高混凝土的抗凍性能。

      2.4 堿—骨料反應(yīng)

      由于水泥水化的原因,混凝土內(nèi)部毛細(xì)孔中溶液呈堿性。當(dāng)混凝土中存在一些堿活性骨料,毛細(xì)孔中的堿性溶液就會與堿活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成凝膠體,可吸水膨脹。造成混凝土的損壞。堿活性骨料主要為硅酸類物質(zhì),堿與硅酸反應(yīng)生成硅酸鹽凝膠,凝膠吸水膨脹導(dǎo)致混凝土破壞。堿溶液堿性越強(qiáng)凝膠吸水能力越強(qiáng),膨脹越劇烈;也有研究認(rèn)為是在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生水壓力導(dǎo)致混凝土的破壞。這兩種說法互為補(bǔ)充。解決措施①保持混凝土的干燥性,在無水條件下凝膠體不會發(fā)生吸水膨脹。②降低水灰比,提高抗?jié)B性。③使用含堿量較低的水泥,同時(shí)減少骨料中的活性物質(zhì);

      2.5 酸與堿對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕

      當(dāng)酸性溶液侵入混凝土?xí)r,會與Ca(OH)2反應(yīng),加速Ca2+的流失導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度降低;也會和C-S-H反應(yīng)生成硅膠,吸水膨脹造成混凝土的開裂;強(qiáng)酸可以與鋼筋直接發(fā)生反應(yīng),造成鋼筋的損傷;酸溶液中的CO32-和SO42-對混凝土的侵蝕尤為嚴(yán)重;堿溶液對混凝土結(jié)構(gòu)一般不產(chǎn)生損害,但當(dāng)堿溶液達(dá)到一定濃度時(shí)會發(fā)生堿骨料反應(yīng)和結(jié)晶侵蝕;解決措施:①無論是酸還是堿都離不開水,保持混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的干燥②提高混凝土的抗?jié)B性能③控制裂縫的寬度,降低反應(yīng)的效率;

      3 結(jié)語

      以上僅僅是對幾種常見的耐久性影響因素的分析,還有很多因素沒有談到比如鹽類的結(jié)晶、硫酸鹽的侵蝕....對于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題,我們無法從單一的角度去解決它。唯有思想上重視,設(shè)計(jì)中考慮全面,施工中認(rèn)真負(fù)責(zé),使用中合理得當(dāng),混凝土結(jié)構(gòu)才能最大限度的發(fā)揮自身的潛力,為人類造福。任重而道遠(yuǎn),這需要我們每個(gè)人的參與付出。

      參考文獻(xiàn)

      [1]MINDESS S等.混凝土[M].吳科如,張雄,姚武,張東譯。北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005

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