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影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素（杭州儀器）
閱讀：3434 發(fā)布時(shí)間：2010-8-6
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的概念
混凝土的耐久性是指結(jié)構(gòu)對(duì)氣候作用、化學(xué)侵蝕、物理作用或任何其他破壞過(guò)程的抵抗能力。耐久的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)暴露于使用環(huán)境時(shí)，具有保持原有形狀，質(zhì)量和適用性的能力，不會(huì)由于保護(hù)層碳化或裂縫寬度過(guò)大而引起鋼筋腐蝕，不發(fā)生混凝土嚴(yán)重腐蝕而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命而破壞。結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)的使用壽命總是相的。結(jié)構(gòu)的耐久性越好，使用壽命越長(zhǎng)。
影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素
影響混凝土耐久性能的因素很多，主要分為內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)方面。內(nèi)部因素有混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性、水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量，保護(hù)層厚度等；外部因素則主要是環(huán)境條件，包括溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質(zhì)等。出現(xiàn)耐久性能下降的問(wèn)題，往往是內(nèi)、外部因素綜合作用的結(jié)果。此外，設(shè)計(jì)不周、施工質(zhì)量差或使用中維修不當(dāng)?shù)纫矔?huì)影響耐久性能。
⒈ 混凝土凍融破壞
混凝土水化硬結(jié)后內(nèi)部有很多毛細(xì)孔。在澆筑混凝土?xí)r，為了得到必要的和易性，往往會(huì)比水泥水化所需要的水要多些。這部分多余的水以游離水的形式滯留于混凝土毛細(xì)孔中。這些在毛細(xì)孔中的水遇到低溫就會(huì)結(jié)冰，結(jié)冰時(shí)體積膨脹約9%，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。經(jīng)多次反復(fù)、損傷積累到一定程度就引起結(jié)構(gòu)破壞。
綜上所述，要防止混凝土凍融循環(huán)破壞，主要措施是降低水灰比，減少混凝土中的自由游離水。另一方面是在澆筑混凝土?xí)r加入引氣劑，使混凝土中形成微細(xì)氣孔，這對(duì)提高抗凍性是很有作用的。
⒉ 混凝土的堿集料反應(yīng)
混凝土集料中某些活動(dòng)礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為堿集料反應(yīng)，堿集料反應(yīng)產(chǎn)生堿—硅酸鹽凝膠，并吸水膨脹，體積可增大3至4倍，從而引起混凝土剝落，開(kāi)裂，強(qiáng)度降低，甚至導(dǎo)致破壞。
引起堿骨料反應(yīng)的有3個(gè)
①混凝土凝膠中有堿性物質(zhì)。這種堿性物質(zhì)主要來(lái)自于水泥。若水泥中含堿量大于0.6%以上時(shí)則會(huì)很快析出到水溶液中，遇到活性骨料可產(chǎn)生反應(yīng)；
②骨料中有活性骨料。如蛋白石、黑硅石、燧石、玻璃質(zhì)火山石、安山巖等含SIO2的骨料；
③水分。堿集料反應(yīng)的充分條件是明水分，在干燥狀態(tài)下很難發(fā)生堿集料反應(yīng)。
堿集料反應(yīng)進(jìn)展緩慢，要有多年時(shí)間才造成破壞，故常列入耐久破壞之中。
防止堿集料反應(yīng)的主要措施是采用低堿水泥，或摻用粉煤灰等摻合料降低混凝土中的堿性。對(duì)含活性成分的骨料加以控制。
⒊ 侵蝕性介質(zhì)的腐蝕
化學(xué)介質(zhì)對(duì)混凝土的侵蝕在石化、化學(xué)、冶金及港灣建筑中很普遍。有的工廠建了幾年就瀕臨破壞，我國(guó)于20世紀(jì)五六十年代在海港建造的碼頭幾乎都已遭到不同程度的破壞。有些化學(xué)介質(zhì)侵入，造成混凝土中一些成分被溶解、流失，引起裂縫、孔隙、松散破碎；有的化學(xué)介質(zhì)侵入與混凝土中一些成分反應(yīng)生成物體膨脹，引起混凝土結(jié)構(gòu)破壞。常見(jiàn)的主要侵蝕介質(zhì)有：硫酸鹽腐蝕、酸腐蝕、海水腐蝕、鹽類(lèi)結(jié)晶型腐蝕。
⒋ 機(jī)械磨損
機(jī)械磨損常見(jiàn)于工業(yè)地面、公路路面、橋面、飛機(jī)跑道等。
采用耐磨的地面及摻有鋼纖維的路面，可以增加耐磨性。
⒌ 混凝土的碳化
混凝土的碳化是指混凝土中的成分（主要是CAOH2）與滲透進(jìn)混凝土中的二氧化碳CO2和其他酸性氣體的二氧化硫SO2、硫化氫H2S等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程。炭化的實(shí)質(zhì)是混凝土的中性化。其中大氣中的二氧化碳深入到混凝土中引起的混凝土炭化是常見(jiàn)的一種，稱(chēng)為混凝土碳化。由于混凝土的凝膠孔隙和部分毛細(xì)管可能被炭化物CACO3等堵塞，混凝土的密度與強(qiáng)度會(huì)有所提高，表面硬度增大。但是，由于降低了混凝土的堿度，破壞鋼筋表面的鈍化膜而使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。此外，碳化會(huì)加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。這些均給混凝土的耐久性帶來(lái)不利的影響。混凝土碳化是混凝土耐久性的重要問(wèn)題之一。
⒍ 鋼筋銹蝕
鋼筋的銹蝕發(fā)生銹脹，會(huì)使混凝土保護(hù)層脫落，嚴(yán)重的產(chǎn)生縱向裂縫，影響正常使用。鋼筋銹蝕導(dǎo)致鋼筋有效截面減小，破壞鋼筋與混凝土的粘結(jié)，使結(jié)構(gòu)承載力降低，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因而鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性重要的因素。
環(huán)境條件對(duì)銹蝕影響很大，如溫度、濕度及干濕交替作用下，海浪飛濺、海鹽滲透、凍融循環(huán)作用對(duì)混凝土中鋼筋的銹蝕有明顯作用。尤其當(dāng)混凝土質(zhì)量差，密實(shí)性不好、有缺陷時(shí)，這些因素的影響就會(huì)更特殊。調(diào)查結(jié)果表明，在干燥無(wú)腐蝕性介質(zhì)的使用條件下，只要保護(hù)層足夠厚，使用50年問(wèn)題不大。但在潮濕及有害介質(zhì)作用下，一般只能用十多年，有的甚至只有3至5年，故應(yīng)采取特別的措施。
⒎ 其他因素
影響混凝土耐久性的因素還有很多，如高溫作用、生物腐蝕、混凝土徐變等。
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