混凝土结构耐久性

1、浅谈混凝土结构耐久性【摘要】随着港口建设的发展，混凝土结构耐久性的问题日益突 出，本文通过对混凝土内部结构的分析，得出提高混凝土耐久性的 措施，以方便工作中运用。【关键词】混凝土；耐久性；措施在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定 的期限内维持其所需的最低性能要求的能力，称之为混凝土结构的 耐久性。近年来，随着我国经济建设的加速发展，沿海城市正在进行大规 模的基础设施建设。在过去改革开放的30年中，建设项日普遍存 在重建设、轻维护的现象。以海港城市为例，由于受潮汐区、浪溅 区干湿交替及海水冲刷，负温及冻融循环等因素的影响，基础设施 中的钢筋混凝土的腐蚀破坏严重。港口、码头和桥

2、梁一般1020年 即需大修，且费用高昂。例如山东青岛栈桥始建于1892年，之后 陆续进行大修、改建、重建工程，年份分别为1901年、1931年、 1942年、1952年、1977年、1984年和1998年，其中1998年的花 费为350万元。日前，破坏又十分明显。按照钢筋混凝土腐蚀的“五倍定律”，建设中如果不当节省1美元， 那么发现锈蚀时采取措施需要花费5美元，顺筋开裂时采取措施需 要花费25美元，严重破坏时采取措施则需要花费125美元。对于 基础设施工程，考虑钢筋混凝土耐久性并且严格执行，工程的初始造价可能增加1%5%。如果不考虑或不重视钢筋混凝土的耐久性， 维护和大修等费用可能高达工程造价

3、的510倍。另外，由于维护和大修影响使用，浪费了资源、时间、能源，又 会产生废料，对环境和社会都十分不利。据统计，我国每年因腐蚀 造成直接经济损失为6000亿元，其中钢筋混凝土腐蚀损失每年超 过1000亿元；我国的腐蚀损失占gdp的比例已经接近6%。据专家 预测，不久的将来（10年20年）将迎来混凝土结构破坏的高峰期， 届时我国将难以承受维修和重建的任务。普通混凝土不能满足耐久性的根本原因在于普通混凝土的内部结 构。通过分析可得出提高混凝土耐久性的主要途径。影响混凝土耐久性的首要原因是为了满足混凝土水量大、水灰比高的施工要求，因而导致混凝土 的孔隙率很高，约占水泥总体积的25%40%，特别是其

4、中毛细孔占 相当大部分，毛细孔是水分、氧气、二氧化碳、各种侵蚀介质及其 它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足。例 如：大气中的二氧化碳时刻在向混凝土的内部扩散，与混凝土中的 氢氧化钙等发生反应，生成碳酸盐或者其他物质，从而使水泥石原 有的强碱性降低；硫酸盐溶液与水泥石中的氢氧化钙及水化铝酸钙 发生化学反应生成石膏和硫铝酸钙，产生体积膨胀，使混凝土瓦解； 当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到浸析和化学溶解双重作用， 使混凝土的侵蚀明显加速。酸溶液与水泥石中的氢氧化钙作用生成水和可溶性钙盐，同时能直接与硅酸盐、铝酸盐作用使之分解，使 混凝土结构遭到严重的破坏。泥石中的水化物稳定性不

5、足也会对耐久性产生影响在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低、稳定性极 差，在侵蚀条件下，是首先被侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的 耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。经过分析，可以得出提高混凝土耐久性的一些措施3.1对处于海水环境水位变动区、浪溅区和大气区的混凝土构件宜 采用高性能混凝土，也可同时采用其他防腐蚀措施。2012年1月1 日起实施的水运工程混凝土结构设计规范(jts151-2011)将“耐 久性规定”作为特定的章节，将耐久性的要求得以强化。要求浪溅 区的钢筋混凝土最低强度等级不低于c40，并且加大了最小保护层 厚度的要求。3.2选用低水化热、含碱量

6、低的水泥。避免采用早强水泥和铝酸三 钙含量高的水泥。3.3加减水剂，控制外界加水量，降低水灰比。在保证混凝土拌和 物所需流动性的同时，加入减水剂可以降低用水量，降低水灰比， 使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。另外低水灰 比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延缓碱一一集料反应物吸 水膨胀的速度。I 一论文发表专家一 中国掌木期刊网 HYPERLINK http:/www.qi www.qi 扃 nwang 爬 I3.4选用优质的骨料。骨料应选用质地坚固耐久，具有良好级配的 天然河砂、碎石或卵石。3.5加入高效活性矿物掺料，改善水化胶凝物质的组成，消除游离 石灰的日的，使水泥石结构更

7、为紧密。比如优质粉煤灰等。3.6钢筋混凝土和预应力混凝土的拌和用水的氯离子含量不宜大 于 200mg/lo3.7掺优质引气剂，以增加混凝土内部的含气量，避免出现缝隙。3.8注意胶凝材料的最高限量。3.9由于日前在施工过程中，不能通过现场检验工程结构中已浇筑 的混凝土的实际水灰比进行验收，只能通过混凝土试件的强度检测 进行验收，因此有必要规定不同暴露部位按耐久性要求的水灰比最 大允许值所对应的混凝土最低强度等级，以便对混凝土质量进行双 控。另外，在进行设计工作时也要采取对混凝土的耐久性有利的结 构形式混凝土结构外形应简洁，减少转角。混凝土结构应有利于通风，避免水汽集聚。减少沟、槽等结 构设计，并且有良好的排水设施。避免混凝土设计出现结构应力集中的情况。混凝土结构的设计应便于施工，易于成型。结构形式应便于对关键部位进行检测和维修，应适当设置检 测、维护和采取补充保护措施的通道。参考文献海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范(jtj275-2000).水运工程混凝土结构设