浅谈混凝土结构的耐久性.doc

泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 1 泰山职业技术学院泰山职业技术学院 毕业设计 论文 毕业设计 论文 题题 目 目 浅谈混凝土结构的耐久性 系系 部 部 建筑系 专专 业 业 建筑工程系 学学 号 号 200906010405 学生姓名 学生姓名 刘学习 指导教师 指导教师 学习 职职 称 称 讲师 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 2 二二 O O 一二年三月十五日一二年三月十五日 摘要 混凝土结构以其整体性好 耐久性好 可塑性强 维修费用少等优点广泛 使用 随着混凝土结构应用领域越来越广泛 大量的混凝土结构由于各种各样 的原因而提前失效 达不到预定的服役年限 混凝土耐久性发生失效现象日趋 严重 本文首先论述了混凝土耐久性的概念 接着从混凝土冻融破坏 碱骨料反 应 混凝土渗透破坏 混凝土中钢筋的锈蚀 侵蚀性介质的腐蚀等方面分析了 混凝土发生失效的原因及影响因素 从而提出从原材料选择 施工质量的控制 结构的日常维护 设计等方面提高混凝土耐久性的措施 最后进行了总结展望 关键词关键词 混凝土 耐久性 影响因素 措施 宋体 10 5 磅居中 Abstract 部分用 Times New Roman 10 5 磅 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 3 目录目录 第 1 章 引言 1 1 1 概述 1 第 2 2 章 混凝土发生耐久性失效的原因及影响因素 1 2 1 混凝土的碳化 1 2 2 混凝土冻融破坏 2 第 3 3 章 混凝土渗透及钢筋的破坏 3 3 1 混凝土渗透破坏 3 3 2 混凝土中钢筋的锈蚀 4 第 4 章 混凝土的裂缝及养护 4 4 1 混凝土的裂缝原因 5 4 2 混凝土的裂缝措施 5 第 5 章 结论 6 毕业论文声明毕业论文声明 7 致谢致谢 8 参考文献参考文献 9 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 4 第第 1 章章 引言引言 1 1 概述概述 混凝土结构以其整体性好 耐久性好 可塑性强 维修费用少等优点广 泛使用于整个 20 世纪 发现混凝土的耐久性问题则是在 60 至 70 年代 一些 发达国家的混凝土桥使用了三四十年后 纷纷进入老化期 人们始料不及的是 混凝土材料在不利的环境 运用条件下 出现了一系列影响结构耐久性的物理 化学现象 如结构混凝土的碳化 保护层剥落 裂缝的发展 钢筋锈蚀 渗透 冻融破坏 混凝土集料的化学腐蚀等等 我国七十年代后期建造的混凝土桥梁 亦发现有严重的开裂现象 因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们 不容忽视的一个问题 随着混凝土结构应用领域越来越广泛 大量的混凝土结 构由于各种各样的原因而提前失效 达不到预定的服役年限 混凝土耐久性发 生失效现象日趋严重 本文首先论述了混凝土耐久性的概念 接着从混凝土冻融破坏 碱骨料 反应 混凝土渗透破坏 混凝土中钢筋的锈蚀 侵蚀性介质的腐蚀等方面分析 了混凝土发生失效的原因及影响因素 从而提出从原材料选择 施工质量的控 制 结构的日常维护 设计等方面提高混凝土耐久性的措施 最后进行了总结 展望 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 5 第第 2 2 章章 混凝土发生耐久性失效的原因及影响因素混凝土发生耐久性失效的原因及影响因素 2 12 1 混凝土的碳化混凝土的碳化 正混凝土碳化现象在混凝土结构尤其在桥梁 码头 水利工程中早就普遍 存在 混凝土碳化使建筑物严重受损的例子也很多 在 20 世纪末就引起世界各 国混凝土专家们的重视 并做了一些相应的研究 近年来随着预拌混凝土的普 及以及建设速度的加快 在混凝土结构验收回弹中发现 混凝土结构碳化之快 碳化之深令人惊讶 混凝土的碳化似乎不再只是专家研究的课题 也同样引起许 多业内人士甚至普通人的关注与重视 混凝土碳化现象越来越令人感到费解 混凝土碳化破坏的防治 对于混凝土的碳化破坏 我们在施工中总结出了 一系列治理措施 一是 在施工中应根据建筑物所处的地理位置 周围环境 选择合适的水泥品种 对于水位变化区以及干湿交替作用的部位或较严寒地区 选用抗硫酸盐普通水泥 冲刷部位宜选高强度水泥 二是 分析骨料的性质 如抗酸性骨料与水 水泥的作用对混凝土的碳化有一定的延缓作用 三是 要 选好配合比 适量的外加剂 高质量的原材料 科学的搅拌和运输 及时的养 护等各项严格的工艺手段 以减少渗流水量和其它有害物的侵蚀 以确保混凝 土的密实性 另外 若建筑物地处环境恶劣的地区 宜采取环氧基液涂层保护 效果较好 对建筑物地下部分在其周围设置保护层 用各种溶注液浸注混凝土 如 用溶化的沥青涂抹 还有 若建筑物一旦发生了混凝土碳化 最好采用环 氧材料修补 若碳化深度较大 可凿除混凝土松散部分 洗净进入的有害物质 将混凝土衔接面凿毛 用环氧砂浆或细石混凝土填补 最后以环氧基液做涂基 保护 2 22 2 混凝土冻融破坏混凝土冻融破坏 混凝土冻融破坏的影响因素是多方面的 一是组成混凝土的主要材料性质 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 6 的影响 如 水泥的品种 水泥中不同矿物成份对混凝土的耐久性影响较大 又如骨料的影响 除了骨料本身的质量对混凝土的抗冻性的影响以外 骨料的 渗透性和吸湿性对混凝土的抗冻性也有决定性的作用 由于湿度和强度的变化 会产生含针状物岩石体积的变化 这将会损坏已硬化的水泥砂浆和混凝土表面 同时骨料的化学性能对混凝土的耐久性也将产生一定的影响 二是外加剂的影 响 在混凝土施工过程中掺入引气剂或减水剂对改善混凝土的内部结构 改善 混凝土的内部孔隙结构可起到缓冲冻胀的作用 大大降低冻胀应力 提高混凝 土的抗冻性 因此必须把好质量关 不允许出现蜂窝 麻面 力求密实 表面 光滑 混凝土冻融破坏的防治 对于混凝土冻融破坏的防治 结合我们的施工实践 总结出了如下几点 预防措施 一是在混凝土施工中应根据不同情况选择含有不同矿物成份 和不同性能的水泥 骨料和外加剂 从材料方面确保混凝土的耐久性 二是严 格混凝土制作配合比 一定要根据结构类型和所处的环境条件 试验确定关键 参数 主要是降低混凝土的水灰比 水泥水化所需水分仅为其重量的 左 右 若水量增加 多余的水就游离析出 产出孔隙 饱和后易受冻胀破坏 另 外掺入引气型外加剂是提高混凝土抗冻性最有效的途径之一 三是人为地优化 建筑物混凝土构件周围的环境条件 以减少或改善致使混凝土冻融的各种不利 因素 治理措施 水泥砂浆修补 适用于轻微的表层破坏 预缩砂浆修补 所谓预缩砂浆是指经拌和好之后再归堆放置 30 90mih 后才使用的干硬性砂浆 此种方法适高速水流区混凝土表面的损坏 喷浆修补 多用于混凝土冻融破 坏化较严重的部位 喷混凝土修补 是指经施高压将混凝土拌料以高速运动注 入被修补的部位 其密度及抗渗性较一般混凝土好 且具有快速 高效的特点 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 7 第第 3 3 章混凝土渗透及钢筋的破坏章混凝土渗透及钢筋的破坏 3 1 混凝土渗透破坏 混凝土耐久性涉及到混凝土性能的方方面面 是影响混凝土使用寿命的首 要因素 造成混凝土耐久性不佳的原因多种多样 主要可分为 1 物理破坏 2 化学破坏 3 机械破坏 如何有效地预防和抵抗这些破坏因素的破坏力 是解决混凝土耐久性问题的关键 混凝土耐久性问题自 20 世纪 50 年代提出 受到世界各国的广泛重视 几 十年来各国混凝土行业工作者进行了大量的基础试验研究工作 获得了一定的 成果 有些成果对一些常见的耐久性问题的解决起到了显著作用 如引气剂对 提高混凝土抗冻性的作用 限制水泥和混凝土中的碱含量对碱 集料反应的预 防 活性矿物掺合料对提高抗渗性和对盐类侵蚀作用的抵抗以及对减轻碳化作 用 保护钢筋以免锈蚀 抑制混凝土中的碱 集料反应以及防止淡水溶析作用 和表面破坏等均提出了有效的措施 为了得到耐久性良好的混凝土 按耐久性 设计混凝土和预测混凝土的使用寿命成为耐久性研究的主要内容和最终目标 但是我们也应该看到 由于研究内容的片面性和理论深入不够以及研究方法存 在的局限性和缺陷性 使得大量基础的耐久性研究成果对解决实际混凝土工程 耐久性问题的成效不大 也使当前的混凝土耐久性问题呈现越来越严重的趋势 3 2 混凝土中钢筋的锈蚀 钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构耐久性损伤的一个重要原因 对结构的抗 力 可靠性 使用寿命等有很大影响 钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构和构建 耐久性研究中的重要课题 其危害之大远远超过人们的预计 在国内经济飞速发展的今天 全国各地建筑浪潮风起云涌 购房用于居住或投 资 已经成为人们生活中的一大开销 房屋的质量方面的投诉和纠纷也越来越 多 而这些投诉还多是一些我们生活中能够开到的问题 一些看不到的问题后 果则更加严重 比如混凝土中钢筋的锈蚀问题 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 8 第第 4 4 章混凝土的裂缝及养护章混凝土的裂缝及养护 混凝土在工程建设中占有重要一环 而如今 混凝土出现裂缝极其普遍 几乎各处混凝土构造均会产生裂缝 尽管我们在施工中采取各种措施 小心谨 慎 但裂缝仍然时有出现 究其原因 有混凝土材料选用 混凝土施工技术 温度应力的变化等各种因素 混凝土裂缝按深度不同 分为贯穿裂缝 深层裂 缝及表面裂缝三种 贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝 最终形成 贯穿裂缝 它切断了结构的断面 可能破坏结构的整体性和稳定性 其危害是 较严重的 而深层裂缝部分地切断了结构断面 也有一定危害性 表面裂缝一 般危害性较小 施工混凝土外加剂不仅可以改善混凝土的物理力学性能 提高 工程质量 节约水泥 节省能源 缩短工期 改善施工条件 满足特种混凝土 的技术需要 同时 还具有投资少 见效快 技术经济效益明显 社会效益突 出等特点 根据不同技术要求 使用不同类型的外加剂可以获得不同的经济效 益 混凝土中掺加引气减水剂 一是使混凝土中的微细气泡均匀分布以提高抗 冻和抗渗的能力 二是由于它的分散作用而带来减水增强效果 因而 既能改 善新拌混凝土的和易性 又能提高混凝土的耐久性 4 1 混凝土的裂缝原因 1 原材料不合格 施工单位及各材料商为了降低成本 在施工中使用不合格材料 如使用安 定性不合格的水泥 含泥量较高的中细砂 商品混凝土中掺入大量的粉煤灰及 低性能的混凝土添加剂等 均成为混凝土产生裂缝的主要因素 2 模板变形 模板的制作及安装质量对于保证钢筋混凝土构件的外观平整 几何尺寸的 准确及构件的强度和刚度等起着重要的作用 在施工中 若柱模板支设于松软 的土层或支于未经夯实的回填土上 在施工荷载的作用下往往会引起柱模板下 陷 从而造成钢筋混凝土的裂缝 3 温度和湿度的变化 混凝土在施工阶段的内部温度为水泥水化热的绝热温度和浇筑温度的叠加 值 其中 外界气温越高 混凝土硬化期间水泥放出大量水化热越高 内部温 度持续上升 在表面引起拉应力 许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 9 但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化 如养护不周 时干时湿 表面干缩 形变受到内部混凝土的约束 也往往导致裂缝 4 2 混凝土的裂缝措施 1 混凝土材料的选用 1 水泥应尽量选用水化热低 凝结时间长的水泥 优先选用中热硅酸 盐水泥 低热矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥等 2 粗骨料应选用连续级配 细骨料应选用中砂 添加剂应选用缓凝剂 减水剂 掺合料应选用粉煤灰 矿渣粉等 2 施工中模板的要求 模板支撑在施工前应先将地面土进行处理 以保证立杆支撑在施工时不会 下陷 模板和支撑的选用必须经过计算 除满足强度要求外还必须有足够的刚 度和稳定性 边支撑立杆与墙间距不应大于 300mm 中间不宜大于 800mm 在 混凝土浇筑前 质检人员应按规范要求对模板支撑 尺寸等逐一检查 在拆模 时 混凝土强度应满足规范的要求 3 控制温度的措施 1 采用改善骨料级配 用干硬性混凝土 掺混合料 加引气剂或塑化 剂等措施以减少混凝土中的水泥用量 2 拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度 3 热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度 利用浇筑层面散热 在混凝土中 埋设水管 通入冷水降温 4 改善约束条件的措施是 1 合理地分缝分块 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 10 2 避免基础过大起伏 第第 5 章章 结论结论 本文主要讲解分析了关于混凝土的耐久性的耐久性 及其关于耐久性的一 些措施 以及混凝土对整个工程的重要的作用 作为用量最大 应用面很广的 人造工程材料 混凝土不仅是资源和能源的消耗大户 还给地球环境和人类的 居住空间带来了很大的负面影响 因此 在混凝土技术的发展进程中一定要坚 持可持续发展原则 在不断提高混凝土使用寿命的同时 最大限度地提高混凝 土的各种性能 并大量利用各种工业和城市废弃物 将混凝土技术绿色化 使 其对环境的污染减少到最低 同时提高混凝土与人类环境相结合的水平 对混凝土的裂缝的预防 控制进行了理论和实践上的初步探讨 虽然学术 界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论 但对于具体的预防和改善 措施意见还是比较统一 同时在实践中的应用效果也是比较好的 具体施工中 要加强质量控制措施 对工程质量进行事前预防控制 事中检查控制 并加强 对现场施工人员技术指导和质量系统的灌输 从而使各参与方共同承担起减少 混凝土裂缝的责任 泰山职业技术学院建筑工程系建筑工程技术专业毕业设计 11 毕业论文声明毕业论文声明 本人郑重声明 所呈交的毕业论文 是本人在老师指导下 进 行实践工作所完成的 除文中已经注明引用的内容外 本论文的成 果不包含任何他人创作的 已公开发表或者没有公开发表的作品的 内容 对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体 均 已在文中以明确方式标明 本论文声明的法律责任由本人承担 签名 刘学习 2012 年 3 月 15 日