混凝土耐久性分析的论文

混凝土耐久性分析的论文混凝土耐久性分析的论文 摘要 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 首先讨论了混凝土耐久 性的概念 接着分析了混凝土冻融作用破坏机理分析 混凝土缺陷 检测 提高混凝土耐久性的措施 最后做了总结 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 一 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 xx 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 二 混凝土冻融作用破坏机理分析 混凝土的抗冻性是混凝土受到物理作用 干湿变化 温度变化 冻融 变化等 后反映混凝土耐久性的重要指标之一 混凝土冻融作用破坏 机理是混凝土在其冻融的过程中 遭受的破坏应力主要由两部分组 成 其一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化 由水 转变成冰 体积膨胀9 因受毛细孔壁约束形成膨胀压力 从而在 孔周围的微观结构中产生拉应力 其二是当毛细孔水结成冰时 由 凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中迁移和重分布引起的渗管压 由于表面张力的作用 混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减 小而降低 当胶凝孔水形成冰核的温度在 78 以下时 由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓 度差引起水分迁移而形成渗透压 另外胶凝不断增大 形成更大膨 胀压力 当混凝土受冻时 这两种压力会损伤混凝土内部微观结构 当经过反复多次的冻融循环以后 损伤逐步积累不断扩大 发展 成互相连通的裂缝 使混凝土的强度逐步降低 最后甚至完全丧失 三 混凝土缺陷检测 一 声发射法 声发射法是利用材料或结构受力时发出瞬态振动 现象的原理 在混凝土构件表面的不同部位上放置声传感器 并将 传感器与信号放大器 信号调节器和磁带记录仪等组成测量系统 当混凝土构件受力产生的应变超过其弹性极限点时就会产生小振幅 弹性波 波向构件表面传播 会被放置在构件表面上的传感器探测 到 根据不同探测位置上的应力波到达时间差可以确定变形点的位 置 即混凝土构件由于受力而发生损伤的位置 用声发射法可以检 测结构遭受损伤的程度 但是 该方法只能在结构变形和应力增加 时才能应用 在静荷载下不能单独测量混凝土的损伤或破坏 二 雷达法 雷达法是利用频率为100 1200MHz的电磁波扫描混 凝土构件表面 当混凝土构件存在孔洞 裂缝 分层等缺陷时 雷 达扫描波形图会发生改变 根据雷达扫描波形图 即可分析混凝土 的缺陷 三 红外线热谱法 红外线热谱法又称红外扫描 是通过测量和 记录混凝土结构热发射来分析判断混凝土构件缺陷的方法 当混凝 土中存在裂缝或不连续时 扫描仪上将显示完好和有缺陷混凝土热 发射的差异 四 提高混凝土耐久性的措施 一 预防钢筋的锈蚀 常用的方法有环氧涂层钢筋 采用静电喷 涂环氧树脂粉末工艺在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐涂层 这种钢筋保护层能长期保护钢筋使其免遭腐蚀 此外 在混凝土 表面涂层也是简便有效的方法 但涂料应是耐碱 耐老化和与钢筋 表面有良好附着性的材料 还可掺加高效减水剂 在保证混凝土拌 和物所需流动性的同时 尽可能降低用水量 减小水灰比 使混凝 土的总孔隙率 特别是毛细孔隙率大幅度降低 还可研究新技术 开发新产品 如耐锈钢筋 阻锈钢筋等 二 避免或减轻碱集料反应 混凝土碱集料反应危害很大 一旦 发生很难修复 当混凝土使用有碱活性反应的骨料时 必须从配合 比出发 严格控制混凝土中的总碱含量以保证混凝土的耐久性 此 外 外加剂特别是早强剂带来高含量的碱 为预防碱集料反应 在 设计上应对外掺剂的使用提出要求 三 加强施工管理 严格控制施工配合比 搅拌必须均匀 振捣 必须到位 要严格遵守养护制度 可以用表面养护剂来改善养护条 件 提高保水性 加速表面硬化 混凝土构件的侵蚀病害都是从表 面开始的 在混凝土终凝前做好原浆抹面压光 增强表面密实度 也可采用表面浸渍和表面涂覆的手段来降低混凝土表面渗透性 四 防止混凝土的冻融破坏 混凝土的组成 配合比 养护条件 和密实度决定了其在饱水状态下抵抗冻融破坏的能力 目前只有加 气混凝土才能有效提高混凝土的抗冻性 引气是提高混凝土抗冻性 的主要参数 一般引气量4 8 同时 应避免采用吸水率较高的集料 加强排水以免混凝土结 构被水饱和 在混凝土中掺加优质引气型高效减水剂 既能获得大 量均匀分布的微小气泡 显著提高抗冻性 又能大幅度减小W C 从而保证混凝土强度不降低 甚至有所提高 五 拌合及养护用水 混凝土拌合及养护用水 应考虑其对混凝 土强度的影响 水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小 拌合水应检查其杂质情况 防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响 其耐久性 海水中含有硫酸盐 镁盐和氯化物 除了对水泥石有腐 蚀作用外 对钢筋的腐蚀也有影响 因此在腐蚀环境中的混凝土不 宜采用海水拌制和养护 六 针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度 如一类环境 室内正常环境 设计使用年限为100年的结构混凝土应符合下列规 定 混凝土保护层厚度应按规范的规定增加40 当采取有效的表 面防护措施时 混凝土保护层厚度可适当减少 混凝土结构及构件 宜整体浇筑 不宜留施工缝 当必须有施工缝时 其位置及构造不 得有损于结构的耐久性 五 总结 混凝土结构的耐久性是一个涉及环境 材料 设计 施工等多种因 素的复杂问题 要解决好这个问题需要进行多方面的工作 钢筋混 凝土结构耐久性应由正确的结构设计 材料选择以及严格的施工质 量来保证 同时应注意对其在使用阶段实行必要的管理和维护 只 有这样 才能保证和提高混凝土结构的耐久性 才能保证我国建筑 事业的可持续发展 参考文献 1 魏新良 浅谈混凝土结构的耐久性 J 现代商贸工业 xx 01 2 尚勇 张凌云 朱德武 路桥混凝土结构耐久性能主要病害研究 J 山东交通科技 xx 02 3 刘海华 高速铁路混凝土结构耐久性措施探讨 J 铁道标准设计 xx 05 4 叶国华 郑亚平 浅谈混凝土结构的耐久性设计与施工