探讨混凝土的结构耐久性论文

探讨混凝土的结构耐久性论文（精选14篇）

探讨混凝土的结构耐久性论文 第1篇

探讨混凝土的结构耐久性论文

关键词：建筑材料论文，工程材料论文发表

严格来说，混凝土的耐久性是指混凝土建筑和结构在必要年限内，在复杂的环境条件影响下、在各种损伤因素的作用下、不需要额外加固强化的情况下保持安全和正常使用的能力。混凝土的耐久性包括指以下因素： 即渗透阻力、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性。相应的，对混凝土结构造成破坏的主要原因是由于冻融破坏，渗流破坏，碱集料反应，混凝土碳化、钢筋的锈蚀、化学袭击等六个方面。

因此，我们在设计和使用过程中，要注意增强混凝土的耐久性，主要应从以下方面入手：

原材料的选择

水泥类材料的强度和性能是在水泥砂浆的凝结与硬化过程中形成的，在这过过程中，水泥一旦受损，混凝土的耐久性就会严重下降，因此在选择水泥时需严格关注水泥品种的具体性能，尽量选用选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，结合具体情况进行选择。

同时，在选择水泥的过程中，不能以强度作为唯一指标，低标的.水泥也可配制出高标混凝土，我们要在考虑强度的同时，考虑水泥的工程性能。

使用外加剂

在使用集料与掺和剂时要优先考虑碱活性，并进行合理的级配。在混凝土中掺加一定的硅粉、粉煤灰、矿渣等材料能在很大程度上提升混凝土的耐久性，改善混凝土内孔结构，填充混凝土之间的空隙。

在考虑混凝土的耐久性时，要在混凝土的设计能满足所需强度、性能的基础上，尽量减少水泥用量、减少用水量、降低水泥水化热、减少混凝土缝隙、提高混凝土致密度，达到结构要求，这是被我国混凝土行业广泛使用的技术，它使用高效引气剂减小混凝土的孔隙度，预防外界有害杂质进入混凝土内部。提高混凝土的耐冻性、防护性，减少有害的物质的进入。

水泥在加水搅拌后，在凝固过程中，会产生絮凝状结构。这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，这就会降低了需长期使用的混凝土结构的耐久度。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，不得不在拌和时增加用水量，这就必然促使水泥石结构中出现很多空隙。为达到减少用水量，减少空隙的目的，我们可加入减水剂，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，可以使水泥体系处于较稳定的悬浮状态，同时还能在水泥颗粒表面形成一层水膜，使水泥絮凝体内的游离水释放出来，达到减水的目的。研究表明，当水灰比降低到0。38以下时，消除毛细管孔隙的目标就可以实现，而掺入高效减水剂，就能达到这种目的。

普通的水泥混凝土中水化物的稳定性不足，也会降低混凝土的耐久度。而在普通混凝土中掺入硅粉、粉煤灰、矿渣等，能有效的改善混凝土中胶凝物质的组成，让水化物更趋稳定。这些物质中含有大量的活性Si02及活性Al203，它们能和水泥在水化过程中产生的游离石灰与高碱性水化矽酸钙再次发生化学反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰，使水泥石的结构更为致密，有效的增进混凝土的耐久性和强度。

降低水泥用量

在设计和施工的具体设计中，一个重要的措施是在保证强度要求的前提下尽可能的减少水泥的用量。减少水泥剂量意味着降低了水化热、混凝土可以经历更多温和的热过程，以减少开裂的风险。这种措施能充分振动压实混凝土，并能较好的进行混凝土养护。特别是对于一些特别不容易维护的建筑设计，如板、梁、柱等，更应该在保证强度的基础上，降低水泥用量。

注意施工工艺

混凝土的拌制应尽量采用一些新工艺，如：二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量;大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝，收缩裂缝，施工裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的表面工序，并加强养护，以提高混凝土结构的耐久度。

探讨混凝土的结构耐久性论文 第2篇

1耐久性设计因素分析

1.1环境作用影响

混凝土结构的使用时间和混凝土所在的环境是联系非常密切的，根据不同级别的建筑物来进行耐久性的设计工作，在整个设计流程中要非常关注混凝土结构所在的环境。在特定的环境中，使用结构的材料随着时间的变化而发生改变，会缩短使用寿命，只有在不良的环境下进行结构的技术手段，才可以更好的保证设计的使用时长的标准。所以，为了更好的进行混凝土结构耐久性的设计工作，要根据整个混凝土结构所在的环境进行设计。

1.2寿命设计

和普通的产品是相同的，建筑混凝土的结构拥有使用寿命。按照不一样的角度来分成几个部分，根据外国的建筑物的耐久性能来进行分类:要求使用寿命、预期使用寿命、设计使用寿命。

1.3构造设计

就是对混凝土结构的特殊部分进行耐久性的设计工作，混凝土结构中非常重要的一个部分就是构造了，所以，构造设计工作相当的关键，一旦没有做好构造设计工作，就会导致整体的混凝土的结构受到重大的影响，同时就会增加建筑物的维修周期和维修费用，更有甚者就会影响到混凝土结构的耐久性和使用时长。

1.4可修复能力设计

在进行经营状态的混凝土的构成要件要进行平常的检验维修工作，怎么保持这个混凝土在进行经营的状态下保持可以自己修复的能力，是可修复能力设计需要注意的要点。进行混凝土的可修复能力的设计，不仅仅可以保证在进行运行的过程中性能和设计性能水准相差无几，同时还可以保证对于那些并没有进行可修复设计的结构增加正常的维修时间，降低维修的花费，对那些平常维修的混凝土构件有非常大的帮助。

1.5材料制备设计

混凝土结构的耐久性探讨 第3篇

1) 安全性。

结构设计必须有足够的安全保证率或安全储备。这是由于结构需要承受的荷载以及结构的材料性能、设计计算方法、施工质量等均存在着许多不确定性与不确知性。所以规范规定了结构必须承受的荷载设计值应该是上述标准值乘以大于1的荷载分项系数 (或荷载安全系数) 加以放大;同时在确定结构构件所具有的承载能力 (决定于构件尺寸及所用钢材和混凝土材料的强度) 时, 应该将材料强度的标准值除以大于1的材料强度分项系数 (或材料强度安全系数) 加以缩小。显然, 荷载的标准值和荷载与材料强度的安全系数规定的愈高, 就表示结构的安全设置水准愈高, 设计的结构愈加安全。

2) 耐久性。

混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施的世界性问题, 应当引起我国有关主管部门和设计施工单位的足够重视。土建结构工程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。这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性, 而且更多地体现在适用性上。长期以来, 人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到20世纪70年代末期, 发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境因素影响下出现过早损坏。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施。

2 混凝土结构的耐久性设计

2.1 氯盐引起的钢筋锈蚀及耐久性设计

按照P.K.Mehta的观点, 钢筋腐蚀在影响混凝土耐久性的诸因素中是排在第一位的。我国存在着广泛的氯盐环境, 氯盐引起的钢筋腐蚀对混凝土耐久性影响的问题必须给予足够的重视。当钢筋表面Cl-浓度达到或超过“临界值”时, 钝化膜开始破坏, 钢筋腐蚀发生、发展, 锈蚀产物膨胀 (2倍～6倍) , 使混凝土顺筋开裂;钢筋腐蚀加速, 裂纹扩展, 混凝土与钢筋之间的粘结力下降, 结构力学性能下降;钢筋断面损失, 结构局部或整体破坏、垮塌;对于预应力结构, 可能在钢筋腐蚀表观不严重的情况下突然垮塌。Cl-对钢筋的锈蚀作用主要有以下几方面:1) 破坏钝化膜;2) 形成“腐蚀电池”;3) Cl-的阳极去极化作用;4) Cl-的导电作用;5) Cl-与水泥的作用及对钢筋锈蚀的影响。

由以上分析可知, 氯盐对钢筋的腐蚀属于电化学过程, 受综合性、多因素影响。因此, 单一防护措施往往不能奏效, 应该采取综合性措施。其基本措施有以下几点:

1) 最大限度提高混凝土的密实性。图1是关于Cl-渗透量与钢筋混凝土结构年限之间关系的描述图。这里混凝土保护层厚度是65 mm, 处在飞溅区, 年平均温度为19 ℃, 混凝土表面Cl-浓度 (C0) 为15 kg/m3。由图1可以看出:a.钢筋表面Cl-在浓度达到“临界值” (1 kg/m3) 的时间, 对于水灰比为0.40的情况约为8年, 对于水灰比为0.40的基础上再掺8%硅灰的情况约为18年。b.到达钢筋表面Cl-的浓度随年限而增加, 对于水灰比为0.40的情况, 50年可达7 kg/m3, 而对掺8%硅灰的情况, 50年只有4 kg/m3。2) 增加混凝土保护层厚度。图2是描述50年海洋环境 (年平均温度18 ℃) 中的混凝土方桩混凝土厚度与Cl-扩散量之间的关系图。由图2可以看出:a.Cl-在混凝土中的浓度 (含量) 是随混凝土深度 (厚度) 的增加而减小, 说明增加混凝土保护层厚度对于减缓Cl-的渗透量也是很有效的;b.在同样环境条件下, 混凝土的水灰比越低和更加密实, Cl-在混凝土中的浓度 (含量) 随之明显降低, 并随混凝土深度 (厚度) 的增加而衰减越快, 说明密实的混凝土再适当增加保护层厚度, 对于阻止Cl-的扩散更有效。3) 最大限度地防止混凝土裂缝的产生。

2.2 碳化引起的钢筋锈蚀

大气中的CO2通过混凝土的孔隙溶解于毛细管中的液相, 并与水泥水化产生的碱性物质反应, 生成中性的CaCO3, 使混凝土中的碱度降低, 在适当的环境下导致钢筋脱钝生锈。其他酸性气体如SO2也可使混凝土中性化。Cl-进入混凝土, 可使钝化膜破坏, 导致钢筋脱钝生锈。钢筋锈蚀后生成物是原体积的3倍以上, 引起混凝土保护层顺筋胀裂、脱落, 钢筋与混凝土之间粘着力下降, 锈蚀引起钢筋截面损失、力学性能降低, 刚度、承载力逐步下降, 从而影响结构的适用性和安全性。鉴于影响开始锈蚀和锈胀开裂时间的许多因素具有很强的随机性和不确知性, 耐久性设计应有一定的安全系数, 结合工程经验可取安全系数1.1～1.2。应根据设计使用年限, 不同环境作用等级按相应的耐久性设计准则选取混凝土强度等级和保护层。

2.3冻融环境下混凝土结构的耐久性设计

混凝土建筑物所处环境凡是有正负温交替、混凝土内部含有较多水的情况, 混凝土都会发生冻融循环, 以致疲劳破坏。因此, 混凝土的冻融破坏是混凝土耐久性最具代表性的指标。混凝土结构在冻融环境条件下, 耐久性定量化设计模式如图3所示。

3结构的耐久性及其度量

虽然结构耐久性的概念应用已久, 但国际标准[2]、欧洲规范[3]以及我国的可靠度设计统一标准[1,4]并未将结构耐久性作为术语使用。文献[1]对所谓“足够的耐久性能”作了如下解释:“结构在规定的工作环境中, 在预定时间内, 其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率”“在正常维护条件下, 结构能够正常使用到规定的设计使用年限”。对“结构耐久性”的定义为:“结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其应有性能的能力”“预定作用和预期的维修与使用条件下, 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”。这两者基本代表了目前对结构耐久性这一概念的理解。这里需要强调的是两者所提出的“材料性能的恶化”和“材料性能劣化”是界定耐久性问题的关键。安全性和适用性是对可靠性的基本分类;耐久性是可靠性中涉及材料性能退化的特殊问题, 它指结构在规定的时间内, 在规定的条件下, 在可能引起材料性能退化的环境影响下, 完成预定功能的能力, 或者属于适用性, 或者属于安全性。耐久性既可从时间角度, 也可从结构状态的角度用概率来度量, 而且两者所对应的可靠概率相等。这一点对于当前耐久性的研究具有重要的意义。

4结语

混凝土结构的耐久性及耐久性设计现已成为结构工程学科发展研究的前沿, 而我国不论在耐久性研究或耐久性要求的设计水准上, 与国外相比存在非常大的差距。我国当前正进行空前规模的基础设施工程建设, 改善混凝土结构的耐久性迫在眉睫。

摘要：探讨了土建结构工程的安全性与耐久性, 提出了提高混凝土结构耐久性的措施, 介绍了结构耐久性的度量, 以解决混凝土结构的耐久性问题, 改善混凝土结构的耐久性。

关键词：混凝土结构,安全性,耐久性,度量

参考文献

[1]洪乃丰.氯盐引起的钢筋锈蚀及耐久性设计考虑[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]王庆霖, 牛荻涛.碳化引起的钢筋锈蚀[M].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

[3]李金玉.冻融环境下混凝土结构的耐久性设计[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

探讨混凝土的结构耐久性 第4篇

严格来说，混凝土的耐久性是指混凝土建筑和结构在必要年限内，在复杂的环境条件影响下、在各种损伤因素的作用下、不需要额外加固强化的情况下保持安全和正常使用的能力。混凝土的耐久性包括指以下因素： 即渗透阻力、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性。相应的，对混凝土结构造成破坏的主要原因是由于冻融破坏，渗流破坏，碱集料反应，混凝土碳化、钢筋的锈蚀、化学袭击等六个方面。

因此，我们在设计和使用过程中，要注意增强混凝土的耐久性，主要应从以下方面入手：

原材料的选择

水泥类材料的强度和性能是在水泥砂浆的凝结与硬化过程中形成的，在这过过程中，水泥一旦受损，混凝土的耐久性就会严重下降，因此在选择水泥时需严格关注水泥品种的具体性能，尽量选用选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，结合具体情况进行选择。

同时，在选择水泥的过程中，不能以强度作为唯一指标，低标的水泥也可配制出高标混凝土，我们要在考虑强度的同时，考虑水泥的工程性能。

使用外加剂

在使用集料与掺和剂时要优先考虑碱活性，并进行合理的级配。在混凝土中掺加一定的硅粉、粉煤灰、矿渣等材料能在很大程度上提升混凝土的耐久性，改善混凝土内孔结构，填充混凝土之间的空隙。

在考虑混凝土的耐久性时，要在混凝土的设计能满足所需强度、性能的基础上，尽量减少水泥用量、减少用水量、降低水泥水化热、减少混凝土缝隙、提高混凝土致密度，达到结构要求，这是被我国混凝土行业广泛使用的技术，它使用高效引气剂减小混凝土的孔隙度，预防外界有害杂质进入混凝土内部。提高混凝土的耐冻性、防护性，减少有害的物质的进入。

水泥在加水搅拌后，在凝固过程中，会产生絮凝状结构。这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，这就会降低了需长期使用的混凝土结构的耐久度。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，不得不在拌和时增加用水量，这就必然促使水泥石结构中出现很多空隙。为达到减少用水量，减少空隙的目的，我们可加入减水剂，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，可以使水泥体系处于较稳定的悬浮状态，同时还能在水泥颗粒表面形成一层水膜，使水泥絮凝体内的游离水释放出来，达到减水的目的。研究表明，当水灰比降低到0.38以下时，消除毛细管孔隙的目标就可以实现，而掺入高效减水剂，就能达到这种目的。

普通的水泥混凝土中水化物的稳定性不足，也会降低混凝土的耐久度。而在普通混凝土中掺入硅粉、粉煤灰、矿渣等，能有效的改善混凝土中胶凝物质的组成，让水化物更趋稳定。这些物质中含有大量的活性Si02及活性Al203，它们能和水泥在水化过程中产生的游离石灰与高碱性水化矽酸钙再次发生化学反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰，使水泥石的结构更为致密，有效的增进混凝土的耐久性和强度。

降低水泥用量

在设计和施工的具体设计中，一个重要的措施是在保证强度要求的前提下尽可能的减少水泥的用量。减少水泥剂量意味着降低了水化热、混凝土可以经历更多温和的热过程，以减少开裂的风险。这种措施能充分振动压实混凝土，并能较好的进行混凝土养护。特别是对于一些特别不容易维护的建筑设计，如板、梁、柱等，更应该在保证强度的基础上，降低水泥用量。

注意施工工艺

混凝土的拌制应尽量采用一些新工艺，如：二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝，收缩裂缝，施工裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的表面工序，并加强养护，以提高混凝土结构的耐久度。

同时，在施工时尽可能避免在高温下施工，避免长距离输送。在长距离输送的过程中，混凝土的坍落度较高，这就必然导致用水量增加、胶凝材料用量增加、放热量增大，从而降低混凝土结构的耐久度。

加强养护

加强养护主要包括养护和保温两方面，养护可防止混凝土早期干缩，保温可防止混凝土表面温度过低，内外温差过大，会因热胀冷缩使混凝土产生裂缝，而降低混凝土的稳定度和强度。

为了温控的需要，大体积混凝土的早期强度一般维持在较低的值。这也要求我们，在使用过程中要注意保护.不能过早使混凝土受压受力，降低混凝土结构的稳定度。

从上述可知，为了提高混凝土结构的耐久性，我们可根据结构的环境，合理选择混凝土的原材料，改善混凝土级配，控制水灰比，在保证混凝土强度等级的基础上使用最低剂量的水泥，改善混凝土的抗渗和密实度。在建筑业蓬勃发展的今天，钢筋混凝土的耐久性是影响相关企业经济绩效的一个重要因素。提高钢筋和混凝土的耐腐蚀性能和耐用性，具有重要的现实与经济利益。

探讨混凝土的结构耐久性论文 第5篇

关键词：混凝土；结构；加固设计

1引言

探讨混凝土的结构耐久性论文 第6篇

1．2建筑大体积混凝土结构的特点

大体积混凝土结构在施工过程中容易出现很多问题，主要是因为大体积混凝土结构自身的特点和施工工艺导致的。大体积混凝土结构的特点主要有以下几点:(1)大体积混凝土顾名思义本身体积较大，混凝土结构厚重，在进行大体积混凝土浇筑的过程中所使用的混凝土比较多，所以应该在施工中需要特别注意大体积混凝土结构的强度;(2)为了使大体积混凝土结构达到标准的施工质量，应该在大体积混凝土施工中对存在的施工缝进行严格的管理，并且尽量进行一次浇筑，通常情况下如果环境的温度大于25摄氏度，那么就很可能出现裂缝，或者在混凝土凝结过程中出现变形的问题，导致这些问题的主要原因是混凝土体积较大，水化热无法快速有效全部排出;(3)大体积混凝土结构完成之后需要进行养护，所要求的养护质量也是较高的，所以在完成大体积混凝土结构的施工后，要做好混凝土结构的养护，避免出现裂缝等问题。

2大体积混凝土结构出现裂缝的原因

2．1混凝土出现自缩的原因

大体积混凝土的浇筑需要大量的水分，完成浇筑之后大体积混凝土会凝固，一般情况下大体积混凝土中约百分之二十的水分用于水泥的硬化，剩下的水分理论上来说应该全部蒸发，在这些水分蒸发的过程中，经常会出现混凝土自缩的问题。主要是由蒸发的水分大于理论值导致的。所以混凝土的自缩与自缩值之间存在联系，与自缩值密切相关的则是混凝土结构的材料，如材料较细做成的混凝土结构产生的.自缩值在前期比较大，矿渣做成的混凝土产生的自缩值后期较大。

2．2混凝土水泥水热化原因

在大体积混凝土凝固和水化过程中会释放出一定的热量，并且因为大体积混凝土结构自身的比较厚实，导致混凝土结构的表面系数相对较小，容易使水化过程中释放的热量扩散较慢而在混凝土结构内部凝结，从而导致大体积混凝土结构内部的温度逐渐升高，与外界环境的温差较大，从而产生裂缝的问题。

2．3外界温度变化的原因

探讨混凝土的结构耐久性论文 第7篇

钢筋混凝土桥梁加固法的结构耐久性时变分析

以-钢筋混凝土筒支梁和-钢筋混凝土轴心受压柱为例,对几种常用的加固方案的抗力衰减-时间函数进行了初步的`确定,并根据相关资料,推导出了几种加固方案的抗力衰减一时间函数,以便用于未来的研究计算.

作 者：许艳秋 杨成东 XU Yan-qiu YANG Cheng-dong  作者单位：阜新市公路工程质量与安全监督处,辽宁,阜新,123000 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 35(16) 分类号：U445.72 关键词：桥梁   加固   锈蚀   抗力衰减-时间函数  

提高混凝土结构耐久性的探讨 第8篇

1 影响混凝土耐久性的因素

影响混凝土耐久性的因素有的是由于结构设计的抗力不足造成的, 有的是由于使用荷载的不利变化引起的, 但更多的是由于结构耐久性不足导致的, 主要集中在混凝土碳化和钢筋锈蚀方面。

1.1 混凝土碳化

混凝土在空气中的碳化是中性化最常见的一种形式, 它是空气中的二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用的过程, 使混凝土成分、组织和性能发生变化, 使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。在发生机制中, 混凝土是多孔性材料, 其内部存在大小不同的毛细管、孔隙、气泡, 甚至缺陷, 空气中二氧化碳首先渗透到混凝土内部充满空气的孔隙和毛细管中, 而后溶解于毛细管中的溶液, 与混凝土水化过程中产生的可碳化物质氢氧化钙、水化硅酸钙、未水化的硅酸三钙和硅酸二钙发生化学反应。某些条件下, 混凝土的碳化会增加其密实性, 提高混凝土的抗化学腐蚀能力。有关资料表明, 混凝土碳化会提高混凝土的强度, 但降低混凝土的延性。文献表明, 混凝土的碳化会降低混凝土的碱度, 破坏钢筋表面的钝化膜, 使混凝土失去对钢筋的保护作用, 给混凝土中的钢筋带来不利的影响。同时, 混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩, 这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。

1.2 钢筋锈蚀

钢筋在混凝土中处于一种强碱性环境。在这种环境中, 钢筋表面形成一种钝化膜, 这种钝化膜是一种致密的、不渗透的氧化物, 它使钢筋表面不存在活性状态的铁, 钢筋就不会产生锈蚀。而一旦钝化膜被破坏, 在有水和氧气的条件下, 钢筋就会产生锈蚀。钢筋锈蚀对混凝土结构的危害如下:1) 当钢筋锈蚀的截面损失率小于5%时, 钢筋的力学性能和未锈蚀的钢筋力学性能差别不大;当钢筋的截面损失率大于5%小于10%时, 钢筋的力学性能有一定降低;当钢筋截面损失率大于10%时, 钢筋应力—应变关系变化很大, 没有明显屈服点, 屈服强度与极限抗拉强度非常接近, 且都有降低, 延伸率明显下降。2) 当锈蚀量增大, 锈胀裂缝发展, 钢筋和混凝土间的极限粘结强度、残余粘结强度成指数关系降低。总的来说, 钢筋锈蚀造成了钢筋力学性能下降、构件有效高度减小、钢筋和混凝土的粘结强度降低, 最终使混凝土结构的承载力降低。

2 提高混凝土结构耐久性的措施

前面分析了影响混凝土结构耐久性的混凝土碳化和钢筋锈蚀的原因, 这些原因又可归纳为材料、设计、施工、养护四个方面。我们应该针对这四方面因素提高混凝土的耐久性。

2.1 使用高性能混凝土

钢筋锈蚀是导致混凝土结构耐久性降低的一个重要原因。钢筋处于混凝土的保护中, 因此, 混凝土的品质是影响钢筋锈蚀程度的一个很重要的因素。为了提高混凝土结构的耐久性, 就必须改善混凝土的品质。近年来高性能混凝土的出现, 对提高钢筋的抗腐蚀能力起到了很好的作用。高性能混凝土是一种新型高技术混凝土, 是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上, 采用现代混凝土技术, 选用优质材料, 在严格质量管理条件下制成的;除了水泥、水、骨料外, 必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂, 且水胶比较低。

2.2 合理设计混凝土结构

首先是合理设计截面尺寸及配筋。在进行结构设计时, 设计人员为了减轻结构自重, 降低工程造价, 往往采用较小的截面尺寸, 在相同荷载作用下, 截面配筋比较密, 给混凝土的浇筑造成困难, 使骨料分布不均匀, 密实度下降, 进而影响混凝土结构的耐久性。所以进行结构设计时, 结构构件不宜过于纤细。其次是合理设置混凝土保护层厚度。混凝土保护层可以阻止水分、空气及有害物质进入混凝土内部腐蚀钢筋。在设计中应根据结构所承受的荷载, 结构所处的环境以及材料用量合理地确定保护层厚度。如果保护层厚度太小, 在相同截面高度的情况下, 截面的有效高度大, 承载能力高。但保护层厚度越小, 钢筋与混凝土之间的锚固性能越差, 若结构处于比较严重的腐蚀环境中, 则不利于结构的耐久性。同时, 保护层厚度越小, 越不利于混凝土的浇筑和振捣, 甚至会出现“漏筋”现象。

2.3 优化施工措施

混凝土结构的施工应严格按照设计要求、施工规范和施工质量标准进行, 施工中应注意以下几个方面:1) 混凝土的搅拌:控制各种原材料用量;控制拌合水的质量;控制拌和时的温度;控制拌合时间。2) 模板:有足够的刚度、强度且吸水率小;模板的安装要保证模板内侧平整, 模板间连接紧密;要在合适的时间拆模, 混凝土达到足够的强度时才能脱模。3) 混凝土的浇筑:混凝土拌和后应以合适的速度尽快浇筑;浇筑或振捣时, 钢筋网或钢筋骨架不能移位;局部硬化、加水重拌或初凝后重新搅拌的混凝土不能使用;混凝土应分层浇筑;雨天不能进行混凝土的浇筑等。4) 混凝土的振捣:混凝土浇筑后应及时进行振捣;振捣时应确保混凝土保保护层的厚度, 不能使垫块移位;连接部位或边角的混凝土应重点振捣;振捣应充分、密实。

2.4加强混凝土的养护

混凝土结构建成后应及时、定期地进行养护。只有及时、定期地对混凝土进行检测、养护, 才能发现桥梁结构存在的问题, 并采取措施进行处理。混凝土的养护主要应注意以下几个方面:

1) 对连接部位的构造及时检查、更换, 如伸缩缝、支座、装配式结构的连接构造等。

2) 经常检查桥面的排水和防水设施, 保证桥面排水通畅。

3) 对结构已损坏部位进行检查、养护, 如桥面铺装、盖梁、梁底受拉区、梁顶负弯矩区、墩柱两侧、斜拉桥的斜索等。

总之, 混凝土结构以其优越的性能广泛地应用于房屋建筑、道路桥梁、水利等建设工程。与其他结构一样, 混凝土结构长期在侵蚀环境作用下也会出现耐久性失效。目前国内外在混凝土耐久性研究方面虽然取得了不少的成果, 但是进行结构耐久性设计时还缺乏大量的基础研究数据成果, 这也是今后混凝土结构耐久性研究要解决的问题。

摘要：基于混凝土结构耐久性的复杂性和多样性, 从混凝土碳化和钢筋锈蚀两方面阐述了混凝土耐久性的影响因素, 同时总结出提高混凝土结构耐久性的一些措施, 以使混凝土结构达到预定的使用年限。

关键词：混凝土结构,耐久性,混凝土碳化,钢筋锈蚀

参考文献

[1]何世钦.氯离子环境下钢筋混凝土构件耐久性能试验研究[D].大连:大连理工大学, 2004.

[2]宋玉普, 宋立元, 赵敏.混凝土海洋抗氯离子侵蚀耐久寿命预测试验研究[J].大连理工大学学报, 2005 (9) :707-711.

[3]金伟良, 张苑竹.预估混凝土氯离子分布的新方法[J].浙江大学学报 (工学版) , 2004 (2) :195-199.

[4]吴瑾, 吴胜兴.海洋环境下混凝土中钢筋表面氯离子浓度的随机模型[J].河海大学学报 (自然科学版) , 2004 (1) :38-41.

[5]赵尚传, 潘德强, 宋国栋.混凝土结构抗氯离子侵蚀试验研究及耐久寿命预测[J].公路交通科技, 2004 (4) :12-15.

混凝土结构的耐久性研究 第9篇

【关键词】 混凝土；结构；耐久性

混凝土在现代建筑中被广泛应用，它主要起着承受结构自重和外部荷载的作用，通常和钢筋一起组合使用。钢筋在混凝土结构中主要承受拉力并赋予结构以延性，补偿混凝土抗拉能力低、易开裂和脆断的缺陷；而混凝土主要承受压力并保护其内部钢筋不至于锈蚀。两者共同作用发挥其结构功能。

混凝土主要起着对结构及其构件在外力作用下防止破坏、倒塌，保护人员和设备不受损伤的能力。混凝土结构的耐久性直接影响这些设施的存活寿命。一段时期以来，混凝土结构安全质量事故频繁出现，混凝土结构的安全性和耐久性问题已经引起了社会各界和国家政府的广泛关注。分析混凝土结构的安全性能，了解混凝土结构的安全现状，寻求混凝土结构安全存在的问题、根源，探索解決的途径、方法和对策，并对混凝土的安全性和耐久性提供技术对策和建议有着重要的意义。

一、混凝土结构的耐久性和安全性

（一）安全性：混凝土结构设计必须有足够的安全保证。这是由于结构需要承受的负荷以及机构的材料性能，设计计算方法，施工质量等均存在着许多不确定性。所以规范规定了结构必须承受的负荷设计值应该是上述标准值乘以大于1的荷载安全系数加以放大；同时在确定结构构件所具有的承载能力时，应该将材料强度的标准值除以大于1的材料强度分项系数加以缩小。显然，荷载的标准值和荷载与材料强度的安全系数规定的越高，就表示结构的安全设置水准越高，设计的结构就越安全。

（二）耐久性：混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施的世界性问题，应当引起我国有关主管部门和设计施工单位的足够重视。混凝土结构工程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，这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性，而且更多地体现在适用性上。长期以来，人们一直以为混凝土应该是非常耐久的材料，直到上个世纪70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境因素影响下出现过早损坏，发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施。

二、混凝土结构的耐久性研究

（一）抗腐蚀性：当混凝土结构处在有侵入介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学、物理及物化变化，而逐步受到侵蚀，防止硫酸盐腐蚀的最基本做法是控制水灰比，并适当增加水泥用量，因为水灰比是决定混凝土渗透性的重要因素，如果硫酸盐腐蚀非常严重，降低水灰比采用V型水泥也不能起良好的保护作用，可采用掺混合料的水泥。如掺入含有活性硅较多的天然火山灰的水泥；掺入粉煤灰的水泥；掺入高炉不淬矿渣的水泥以及掺入硅粉的水泥。如果有现成的石膏矿渣水泥，也可以考虑作为代用品。

如果混凝土是预制品，提高该制品抗硫酸盐的另一途径是采用高压蒸汽养护，在高压蒸汽养护条件下，尤其是掺有磨细二氧化硅的混凝土，可消除水化浆体中的氢氧化硅，并且使高硫型和硫型水化硫酸盐几乎不再存在，其中的氧化结合C-S-H变成耐腐蚀性良好的硅酸盐（水石硫石）或单独形成稳定的C3AH6，从而能更好地抵抗硫酸盐腐蚀。

（二）抗碳化：一般的说，采用早强硅酸盐水泥时，碳化最慢，硅酸盐水泥稍快；而采用混合水泥时，由于Ca（OH）2的量相对较少，因此，碳化速度最快，碳化速度与混凝土强度密切相关，如果混凝土的抗压强度大于62.5N/mm2时，可不考虑混凝土的碳化。高性能混凝土的强度等级为C50级以上，其极限抗压强度大于62.5N/mm2，股采用高性能混凝土是提高碳化性能的有效途径之一。

高压蒸汽养护的混凝土碳化作用非常小，这是因为混凝土中的砂子在高温条件下被活化，与混凝土发生化学反应，形成了强度大、结晶高、抗碳化性能好的水化硅酸钙。

（三）抗磨损：一般而言，混凝土的抗压强度愈高，抗磨性能愈好。低水灰比的高强混凝土是提高密实的耐磨混凝土，表面混凝土致密是提高耐磨性的必要条件，施工时，应该多次压抹搓平混凝土表面。在有泌水的情况下，必须推持表面修整的时间，让水分充分蒸发，并在混凝土终凝前充分压抹搓平混凝土表面。此外，还可以通过在表面掺加高硬度集料增强耐磨性。

（四）抗碱-集料反应：发生混凝土碱-集料反应的条件有三个：水泥中的碱含量超过水泥总量的0.6%；集料中活性集料含量超过1%；混凝土处于潮湿环境。上述三个条件全部满足时，才会发生碱-集料反应。所以，对这种反应，可以针对性地加以控制。

1、控制集料中的活性二氧化硅含量：将活性二氧化硅颗料存在的地方设想为一个局部膨胀中心，用以描述碱-集料反应，如果活性颗粒的数量很少，则可容金属离子迁移到这些分散中心所形成的碱硅酸凝胶也很少，吸水后可引起高度的局部膨胀，从而实际崩溃裂的危害增大。

2、控制外界水分，降低水灰比：当外界没有可供吸取的水分时，将不会出现明显的有害膨胀，低水灰比的混凝土有很好的不透水性，故有助于延缓碱-集料反应物吸水膨胀的速度。

（五）结构的耐久性及其度量：虽然混凝土结构耐久性的概念应用已久，但国际标准和我国的统一标准中并未将结构耐久性作为术语使用。文献对所谓“足够的耐久性能”做了如下解释：“结构在规定的工作环境中，在预定时间内，其材料性能的恶化不至于导致结构出现不可接受的失效概率”在正常维护条件下，结构能够正常使用到规定的设计使用年限。对“结构耐久性”的定义为：“结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种作用下能够长期维持其应有性能的能力”“预定作用和语气的维护与使用条件下，结构及其部件能再预定的期限内维持，其所需的最低性能要求的能力”。这两者基本代表了目前对结构耐久性这一概念的理解。这里需要强调的是两者所指出的“材料性能的恶化”和“材料性能劣化”是界定耐久性问题的关键。安全性和适用性是对可靠性的基本分类；耐久性是可靠性中涉及材料性能退化的特殊问题，它指结构在规定的时间内，在规定的条件下，在可能引起材料性能退化的环境影响下，完成预定功能的能力，或者属于适用性，或者属于安全性，耐久性既可以从时间角度，也可从结构状态的角度用概率来度量，而且两者所对应的可靠概率相等。这一点对于当前耐久性的研究具有重要的意义。

三、结语

混凝土的耐久性研究已经成为我国目前建筑行业发展研究的主要问题，我国正处于社会基础设施建设的阶段，对混凝土的应用十分广泛。因此，提高混凝土的耐久性研究已经迫在眉睫，是目前我国广大建筑工作者需要研究的主要问题。

参考文献

[1]赵国藩，《钢筋混凝土结构》，中国电力出版社，2005

[2]郭正兴，李金根，《建筑施工》，东南大学出版社，2005

（作者单位：沈阳中港地产有限公司）

探讨混凝土的结构耐久性论文 第10篇

相比于传统的钢筋混凝土结构，钢结构由于轻质高强、方便施工和模块化高等优点而在工程结构，尤其是在大跨结构中得到广泛应用。然而，由于钢结构的构件薄壁特性、基材的电化学性和防护涂层的老化退变等原因，钢结构容易产生腐蚀和疲劳耐久性问题，导致钢结构局部和整体的承载能力下降，钢结构的服役安全性随之退化降低。由于桥梁钢结构的大体量和交通运行的持续性等特点，一旦发生耐久性病害和损伤，桥梁钢结构耐久性的修复和加固难度成倍增加。本文就国内桥梁钢结构耐久性情况进行了调查分析。

随着我国沿海经济的快速发展，快(高)速交通网络的需求持续增长，大规模跨海大桥的建设正在筹划和付诸实施。自上世纪九十年代初，我国陆续建设了一批具有代表性的大型跨海大桥，如青马大桥、东海大桥和杭州湾大桥等，而未来十年我国将在沿海地区开展较大规模的大型跨海大桥的建设实施，建立连接经济热点地区的沿海快速物流通道，形成沿海地区的高速交通网络。结合既有大跨桥梁建设经验和大跨桥梁建设的设计理念，即将建设的大型跨海大桥的主梁将采用以钢箱梁为代表的桥梁钢结构形式。从已有的研究成果来看，江河流域的大跨桥梁钢结构由于服役年限大小而或多或少地出现了腐蚀和疲劳耐久性问题，给桥梁的养护管理带来了较大的挑战。

相比于内陆地区的江河环境，海洋环境下的桥梁钢结构将面临更加严峻的自然环境侵蚀和极端环境条件作用，辅之以大流量、重装载车辆荷载的长期持续作用，海洋环境下的桥梁钢结构的耐久性问题势必更为严峻。

因此，在开展大规模跨海大桥的建设前，有必要针对海洋环境下桥梁钢结构的耐久性开展全面、深入地的现场调研，探索性地研究江河环境和海洋环境下大跨桥梁钢结构的耐久性退化规律，初步了解和掌握施工质量、服役环境条件等因素对桥梁钢结构耐久性的影响，提取海洋环境下提升桥梁钢结构耐久性的施工质量和运营养护管理的关键控制因素，对海洋环境下桥梁钢结构的耐久性研究开展未雨绸缪地思考，为沿海地区跨海大桥的建设实施和养护管理提供有益的技术参考和帮助。

通过调查代表性地区的典型大跨桥梁钢结构的耐久性现状，探索性地研究江河环境和海洋环境下大跨桥梁钢结构已出现的耐久性退化规律，初步了解和掌握施工质量、服役环境条件等因素对桥梁钢结构耐久性的影响，提取海洋环境下提升桥梁钢结构耐久性的施工质量和运营养护管理的关键控制因素。

一、桥梁钢结构耐久性现场调研项目概况

针对海洋环境和江河环境选取了金塘大桥、西堠门大桥、桃夭门大桥、杭州湾跨海大桥、江东大桥、江阴长江大桥、泰州长江大桥和虎门大桥等八座大跨径桥梁，着重对各座桥梁的钢箱梁开展了耐久性状况的现场调查工作，各座桥梁的概况如表2.1.1所示。从表中可以看出，八座桥梁中的四座为跨海大桥，四座为跨江(河)大桥;四座为斜拉桥，四座为悬索桥;桥龄最长的为虎门大桥，桥龄最短的为泰州长江大桥(2年);主跨最大的为西堠门大桥(1650m)，最小的为江东大桥(260m)。由此可知，所选取的桥梁在环境类型、桥梁形式、服役年限、主跨跨度等方面具有较强的代表性，涵盖了大跨桥梁参数的主要变化范围，相关调研及研究结果能够如实反映既有大跨桥梁钢结构耐久性的现状，相关结论可为海洋环境下大跨桥梁钢结构耐久性的工程应用技术研究提供基础性支撑。

表2.1.1 项目调研桥梁概况表

桥梁名称 地区 环境类型 通车时间 桥龄 结构形式 主跨跨度

金塘大桥 浙江省 海洋环境 7年 斜拉桥 620m

西堠门大桥 浙江省 海洋环境 4年 悬索桥 1650m

桃夭门大桥 浙江省 海洋环境 斜拉桥 580m

杭州湾大桥 浙江省 海洋环境 20 11年 斜拉桥 325m

江东大桥 浙江省 江河环境 6年 斜拉桥 260m

江阴长江大桥 江苏省 江河环境 悬索桥 1385m

泰州长江大桥 江苏省 江河环境 2年 悬索桥 1080m

虎门大桥 广东省 江河环境 17年 悬索桥 888m

二、腐蚀耐久性调查

在腐蚀耐久性方面，不论桥龄长短，各座桥梁均或多或少地存在着腐蚀病害问题，腐蚀病害主要形式有涂层霉斑、起皮、脱落、基材成点状、片状腐蚀，焊缝应力腐蚀等。主要存在以下特点

1、海洋环境和江河环境下的桥梁钢结构均不同程度地存在腐蚀病害，海洋环境条件下的腐蚀病害总体更为严重。相比于江河环境，海洋环境下的大气腐蚀性更强、极端天气侵袭更为频繁，而现有的涂层设计和施工质量控制则未给予合理的加强和处理。同时，海洋环境下的施工条件相对更加苛刻，使得现场涂层的施工质量相对较低。上述两种因素的综合作用下，最终导致海洋环境下的桥梁钢结构的腐蚀耐久性水平总体较低。

2、钢箱梁外部的腐蚀耐久性整体状况良好，而内部的.腐蚀耐久性状况则相对较差。调研发现，尽管八座桥梁钢箱梁内部的腐蚀耐久性状况差异较大，但是外部均未发现明显的涂层、基材和焊缝腐蚀病害。调查发现，钢箱梁涂层质量和防腐效果受部件和焊缝的表面形状等影响较大，而相比于钢箱梁内部，钢箱梁外部的结构相对简单，焊缝数量和复杂程度相对较低，有益于提高涂层的防腐效果。同时，在实际的养护管理中，钢箱梁外部的涂层养护受到的重视程度更高，涂层腐蚀的检测和修补的频率较高，导致钢箱梁外部的涂层防腐状况显著好于钢箱梁内部。

3、钢箱梁内部腐蚀病害的易发部位为钢箱梁的顶板和底板，顶板的主要病害为涂装层霉斑、板件和焊缝片(线)状点蚀，底板主要为箱内积水导致的成片涂层和基材腐蚀。

4、现场涂装部位的腐蚀病害显著高于工厂涂装，二次修复的涂装层寿命远低于原状涂装层。以现场栓-焊连接部位、纵肋内部等为代表的隐蔽部位腐蚀耐久性能存在较大隐患，而这些部位的除锈和二次涂装的难度相对较大。

5、焊缝的表面形状和空间位置对其防腐性能的影响较大。调查发现：焊缝处的点状腐蚀病害往往发生在表面凹凸不平的焊缝位置处。相对于底板和横隔板等部位，顶板或顶板-横隔板等部位的焊缝处更容易出现腐蚀病害。

三、疲劳耐久性调研

相对于腐蚀耐久性问题，桥梁钢结构的疲劳耐久性问题突出性较不显著，调研中的八座桥梁中三座桥龄较大的桥梁发现较为严重的疲劳开裂问题，

1、钢箱梁的疲劳裂纹主要出现在钢桥面板的主车道部位，未在底板等其他部位发现疲劳裂纹。三座桥梁的疲劳裂纹均发生在钢桥面板的四个典型焊缝细节处，分别为顶板-纵肋焊缝、顶板纵肋对接焊缝、纵肋-顶板焊缝以及顶板-横隔板焊缝等，未在底板等其他部位发现疲劳裂纹，上述四类裂纹的出现部位大部分对应于主车道，超车道位置处的疲劳裂纹较少，表明车辆荷载对疲劳裂纹的开展影响较大。

2、顶板-纵肋、纵肋-横隔板焊缝、横隔板过焊孔母材等是桥梁疲劳裂纹的易发部位。顶板-纵肋焊缝疲劳裂纹受顶板厚度的影响较大，主要表现在虎门大桥和江阴长江大桥的顶板-纵肋焊缝处疲劳开裂较为明显，其他发现疲劳裂纹的桥梁中这类裂纹则未有发现，而两座桥梁的顶板厚度仅为12mm，小于目前常规的14mm和16mm。

3、交通荷载水平和焊缝质量是影响钢桥面板疲劳耐久性的两个重要因素。发生疲劳开裂纹的桥梁的交通均表现为流量大、重车比例高等特点，。疲劳裂纹往往发生在现场焊接的焊缝位置，而在工厂内施工的焊缝则开裂相对较少。现场焊缝检测结果发现，工厂内施工的焊缝质量较好，缺陷分布较少，而相比之下，现场焊缝的质量较差而缺陷分布较多。

四、结束语

探讨混凝土的结构耐久性论文 第11篇

摘要：随着我国经济的迅速发展，工程建设项目不仅有了数量上的增加，规模也发生了较大的提升。在现代化的工程发展中，人们对于工程的质量重视越来越明显，所以强化工程质量的建设意义重大。水工混凝土是目前工程建设中进行的一项重要措施，目的是为了提升工程的整体质量，但是在实际分析过程中发现，部分强度等级较低的水工混凝土，其耐久性存在着一定的题，而这些问题的存在则会影响工程价值的持续性发挥，所以积极的探讨与之相关的解决措施意义重大。文章就低强度等级的水工混凝土耐久性提升对策进行分析，旨在强化水工混凝土的质量提升，从而实现安全使用的标准。

探讨混凝土的结构耐久性论文 第12篇

Abstract: With the rapid development of construction industry, the requirements to the construction quality of buildings in plant become higher and higher. In different reinforcement design, it also has some differences because of technical updating and transformation. This paper elaborates the reinforcement design of concrete structures based on the author’s experience.

关键词：工业厂房;混凝土;预应力;拉杆加固;裂缝技术施工;加固设计;改造配套

Key words: industrial plant;concrete;prestress;rod reinforcement;construction of the cracks technology;reinforcement design;reform package

0 引言

在厂房项目施工时接触到混凝土密封固化剂施工技术，这种技术在国外已经很成熟了，但在国内还刚兴起的一种新型施工工艺、施工方法，不久的将来,这项技术将逐渐被人们所接受。

1 混凝土密封固化剂工作原理

混凝土结构耐久性的防护探讨 第13篇

1 混凝土结构的耐久性研究现状

混凝土结构的耐久性,贯穿混凝土结构设计、材料选择、施工和运行管理的全过程。一直以来,人们一直以为混凝土是非常耐久的材料。自上个世纪三十至四十年代开始,西方国家把混凝土用在战后重建、工业化和城市化的推进中,修建了大量的基础设施,其混凝土的用量持续增长。国外研究学者发现,原先建成的基础设施工程,在一些环境下出现过早损坏的现象,如果处于恶劣的环境下的建筑物,其使用寿命将更加会缩短。在工程领域上,桥梁、海港码头等基础设施工程,因其地理位置、地形条件、气候等原因,出现的耐久性问题相对来说更为严重,不容乐观。

2 混凝土耐久性防护的必要性

当前我国对混凝土结构耐久性问题的认识还不足,缺乏防护意识,混凝土结构的鉴定与修复往往存在滞后性,直到钢筋锈蚀等出现了承载力问题或影响结构物正常使用性能的情况下,才后知后觉地进行修补,不从根本对其进行耐久性地防护。虽然在工程前期省时省力,但会为后期的修补工程投入大量的资金。通过实践汲取的经验发现,如果在早期对混凝土结构进行耐久性防护,并且结合定期地检测和维修,对于延长结构工程寿命有显著的改善效果。对混凝土结构防护的目的,就在于使建筑物用在寿命全周期内,降低结构体系的资本总投入。由于缺乏对混凝土耐久性防护方面的效果了解和只注重眼前效果,这样一来将会损失巨大的经济效益和社会效益。

3 影响混凝土结构耐久性的主要原因

(1)氧离子对钢筋的锈蚀。氧离子因其半径小、穿透力强的特点,容易吸附在钢筋阳极区的钝化膜上,通过化学反应使氢氧化铁变为无保护作用的氧化铁,破坏了钢筋的保护层,在钢筋表面形成了腐蚀或坑蚀。

(2)水泥石中的水化物稳定性不足。水泥石水解产生的氢氧化钙饱和溶液碱性含量高,钢筋就是在这种高碱度的环境下,表面致密的氢氧化铁会转化成氧化铁,二氧化碳与混凝土空隙中的氢氧化钙发生反应,使水泥石碱度降低,这种现象就是混凝土的碳化。生成的碳酸钙酸碱度远远小于钢筋保持钝化状态所要求的酸碱度的数值。在这种环境下,混凝土结构中埋置的钢筋表面钝化膜就会被溶解,造成钢筋锈蚀,使混凝土中的碱与活性骨料之间发生反应生成碱硅胶或粘土质集料的现象,就是碱反应。其生成物会吸收孔隙中的水分,进而在周围水泥浆已硬化的情况下产生一定的膨胀压力。当这种压力超过了水泥浆抗拉强度时,就会使混凝土引起开裂,破坏了混凝土内部的结构。

(3)对混凝土结构耐久性的认识不足。当水灰比例过高时,会形成很多孔隙,水分、氧气及其他有害物质通过进入毛细孔使混凝土结构的耐久性大大降低。我国在未来将会迎来加固大修的高潮,其耗费将超过与甚至倍增于当初这些工程施工建设时的投资资金,这样一来,会陷入一个恶性循环:一边不断地建设,一边不断地修补,拆掉之后继续重建,如此往复。因此,混凝土耐久性防护认识已经是工程领域的焦点。

4 混凝土结构耐久性的防护

(1)采用高效减水剂。利用高效减水剂可以减小混凝土的用水量,因为水泥颗粒与水搅拌后容易产生絮状结构,其结构紧密,为方便浇注水泥不得不加大拌和水量,这样会在混凝土结构中导致过高的孔隙率。如果高效减水剂可吸附于水泥颗粒表面,减少多余电荷,使紧密的絮状结构解体,拌和物所需水量,与未掺减水剂的拌和物相比可显著减少。

(2)使用矿物掺和料或外加剂。在混凝土结构掺入矿物掺和料,包括高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰、硅灰等,作为辅助凝胶。在对混凝土配比的过程中,严格按照规程进行相应的设计,计算水泥与水之间的相应比例,可以使混凝土结构更加稳定,具有高抗渗性和高耐久性,显著改善混凝土的基本性能。

(3)减少混凝土自身缺陷。正确地选择水泥品种,混凝土材料首先应该严格按照国家相关行业规范和标准的规定,不要为了压缩成本在这个环节选择劣质水泥,混凝土中采用的骨料应保持致密的性能,同时控制材料孔隙率,选择级配良好及干净中砂的骨料,限制从原材料引入碱、氧离子等物质,加强混凝土终凝养护和施工控制。在混凝土内部埋入热电耦测温器,观察混凝土内部温度变化,通过科学有效的热保温措施对混凝土周边的温度进行控制,避免干缩和温度差的原因导致裂缝产生。这样一来,从源头开始减少混凝土自身缺陷。

(4)加强对正常检测与维护。我国对基础设施建设的投入一直趋于增长的态势,但过去几十年的工程基础设施已过早老化,以往的行业标准规范如今已经滞后。由于养护维修费用得不到保障,会为工程安全问题埋下隐患,因此有必要进行定期地检查和维护。应该有长远的眼光,即使前期检测和维修会增加一些成本,但在后期可以减少建筑物、桥梁和隧道等工程结构的损坏甚至坍塌的几率。混凝土耐久性影响因素复杂,需要研究学者花大量的时间积累工作经验,系统地研究其机理。

5 结束语

在混凝土结构耐久性,是一项需要长期坚持研究和应用实践的基础性工作。几十年来,广大国内外科研者长期不懈地努力探索工作,在建筑工程混凝土结构耐久性方面取得了丰硕的研究成果。随着社会科技的发展不断进步,新型可代替材料的不断出现,工程设计者积极按照检测与评估的法规和更为合理的混凝土结构耐久性的防护技术措施,为提高混凝土结构的耐久性提供了理论支撑和发挥了积极的技术支持作用。

摘要：建筑结构设计中混凝土结构得到了大范围的使用,我国混凝土消耗量之多,几乎是世界混凝土产量的一半,但混凝土结构的耐久性,是当前国内外困扰土建基础设施工程的问题。文章主要阐述了混凝土结构的耐久性现状及其必要性,并探讨了影响混凝土结构耐久性的主要原因以及防护措施。

关键词：混凝土,耐久性,裂缝:防治措施

参考文献

[1]邢士波.混凝土中钢筋的腐蚀与防护技术研究[D].山东建筑大学,2008.

[2]张誉,蒋利学,张伟平,等.混凝土结构耐久性概论[M].上海:上海科学技术出版社,2003.2-3.

混凝土结构的耐久性分析 第14篇

【关键词】混凝土；耐久性；影响因素；措施

【Abstract】Pass to the elaborate of the concrete durable concept， from inside outside two analysis the influence concrete durable of main because of the factor， and put forward exaltation the concrete durable of technique measure.

【Key words】Concrete；Durable；Impact factor；Measure

1. 引言

1.1混凝土结构以其取材容易、可模性好、整体性好、维修费用少等优点在20世纪得到了广泛运用。一般混凝土工程的使用年限约为50～100年，然而一些发达国家的混凝土桥使用了二三十年后，便纷纷进入老化期。在我国，有调查显示，大多数工业建筑在使用20～30年后就需要大修，处于恶劣环境下的建筑物使用寿命15～20年，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀，混凝土出现裂缝甚至开裂。经多年实践，工程人士发现，即使混凝土强度再高，但若其耐久性差、寿命短，则仍满足不了工程的需求。混凝土的碳化、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等耐久性问题日益突出，这给世界各国造成了巨大的经济损失。混凝土结构的耐久性直接关系着国民经济的顺利发展以及人民生命和财产的安全。工程人士对混凝土的要求也不断由强度转向耐久性，在实际工程中必须考虑混凝土耐久性的影响因素，采取有效途径提高混凝土的耐久性。

1.2所谓混凝土的耐久性，是指结构在要求的目标使用期限内，不需要花费大量资金加固处理而能保证其安全性和使用性的能力。概括来说，耐久性问题主要表现在以下三个方面：（1）钢筋的锈蚀、疲劳、脆化、应力腐蚀；（2）混凝土的损伤，包括裂缝、磨损、破碎、酥裂等；（3）钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱。这些不仅影响结构的外观及使用功能，而且会降低结构的安全度，成为事故发生的隐患。下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。

2. 影响混凝土耐久性的主要因素

影响混凝土耐久性的因素十分复杂，引起结构破坏往往是混凝土内部组成不完善，外部不利因素综合作用的结果。现就内外两方面因素加以分析：

2.1内部因素的影响。

（1）混凝土的材质通常讲的混凝土是用水泥作胶凝材料，砂、石作集料；与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的。砂、石、水泥等材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的密实度和强度，好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好基础。

（2）混凝土的碳化（又称中性化）。混凝土中的水泥在水化过程中产生氢氧化钙，钢筋周围混凝土的孔隙水则呈弱碱性，在钢筋表面形成碱性"钝化"薄膜而保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀。但是由于空气中的二氧化碳与水反应生成的碳酸等酸性物质通过孔隙和毛细孔侵入混凝土，中和这种碱性物质生成碳酸钙，即发生碳化。碳化过程使混凝土碱性降低，钢筋表面在高碱条件下产生的致密氧化膜（钝化膜）遭到破坏，混凝土失去对钢筋的保护作用，使钢筋的锈蚀成为可能。当碳化进行到钢筋表面后，钢筋表面钝化膜遭到破坏，当氧和水同时存在时，钢筋开始锈蚀，其力学性能急剧衰减。同时，碳化还会加剧混凝土的收缩，致使混凝土出现裂缝，粘结力下降，甚至钢筋保护层剥落，导致结构的破坏。

（3）混凝土碱集料反应。碱集料反应是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应，生成具有强烈的吸水膨胀能力的物质，引起混凝土内部产生不均匀膨胀，造成裂缝，并使混凝土的强度和弹性模量下降，影响混凝土的耐久性。混凝土中的碱主要来自水泥熟料、外加剂等，活性材料主要是SiO2、碳酸盐、硅胶盐等。碱与硅胶盐产生的凝胶遇水会膨胀，在混凝土内部产生膨胀应力引起混凝土开裂。

2.2外部因素的影响。

（1）钢筋锈蚀。钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要原因。当钢筋表面处于活化状态且存在氯离子和水时，钢筋就会发生电化学腐蚀。氯离子可破坏钢筋表面的钝化保护膜，使腐蚀介质渗入钢筋，加快混凝土结构的损坏。钢筋锈蚀后，钢筋的有效截面面积减小，构件承载能力降低。同时，钢筋的不均匀锈蚀还将导致导致钢筋表面凹凸不平，产生应力集中现象，使钢筋的脆性增大、延性变差、强度降低。

（2）混凝土的冻融破坏。冻融循环对混凝土结构的损伤分为内部损伤和表层损伤两类。混凝土具有热胀冷缩的性质，在干燥时失水收缩，而在水浸润后又膨胀。这种作用循环进行，当超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生裂缝。混凝土本身就是多孔隙的复合材料，开裂后水分更易侵入。渗入到混凝土中的水在温度在冰点以下时会结冰引起膨胀，将从内部损伤混凝土结构。混凝土表层若持续受盐溶液浸蚀，在混凝土薄弱处也将会发生剥落。经过多次冻融循环，最终将引起混凝土剥落酥裂而降低其耐久性。

（3）侵蚀性介质的腐蚀。混凝土在外部环境条件下，硫酸盐、盐水、腐殖质、镁盐等一些化学介质都可能对混凝土产生腐蚀。

（4）施工因素影响。施工时水灰比增大时，混凝土的密实性就降低，抗渗性就变差。混凝土渗水也主要是由于混凝土多余水分蒸发留下空隙，拌合物保水性差引起混凝土泌水现象造成的，混凝土的抗渗性好坏直接影响混凝土的耐久性。因此，施工时应该控制水灰比，确保混凝土有良好的和易性和保水性，以保证混凝土的密实度，提高结构的耐久性。

（5）其他外部因素。诸如风沙、持续的超高气温、持续冰冻天气、生物腐蚀等都会影响到混凝土结构的耐久性。

3. 提高混凝土耐久性的措施

综上分析可知，混凝土的内部结构、外部环境、原料、抗渗性等都是混凝土耐久性能的重要影响因素。因此，工程中应根据实际的具体情况，有针对性地采取相应措施以提高混凝土的耐久性。

（1）设计之前，首先要详细勘察建筑结构将处的环境条件，并确定主导破坏因素（如大气和雨雪造成混凝土干缩循环和冻融循环作用、地表永久或地下水中的侵蚀性介质影响等），实现考虑环境条件的建筑结构设计。

（2）严格遵守国家设计规范的要求。在满足使用功能前提下，结构设计尽量规整、简单，合理布置排水及各种结构缝。由于环境中侵蚀介质很容易在构件棱角或突出处侵入混凝土，所以在进行构件截面设计时，应使结构形状有利于湿气的蒸发，且便于构件检测、维护和更换。

（3）开发和使用高性能混凝土。水灰比会影响混凝土的孔隙结构。众所周知，水灰比越大，水泥硬化后，内部因水分蒸发而留下的孔隙就会越来越多，强度越低，耐久性越差。高性能混凝土在配制上尽量采用了低水灰比，选用优质原材料，掺入了矿物集料和高效碱水剂，减少了水泥用量，减少混凝土的内部孔隙率，增强了混凝土的密实性和抗渗性，减少了体积收缩，提高了强度和耐久性。

（4）合理选择混凝土和钢筋品种。选择高标号水泥的混凝土，水泥标号高，混凝土强度高，碳化深度小，抗渗性和抗冻性好，相同标号早强水泥比普通水泥耐久性好。对于暴露在侵蚀性环境中的结构构件，宜采用有利于提高结构耐久性的高性能混凝土；针对钢筋的腐蚀可采用对混凝土进行表面处理的耐腐蚀钢筋；混凝土中掺加钢筋阻锈剂、电化学驱氯和电化学再碱化等措施。

（5）合理确定混凝土和钢筋的保护层厚度。一般来说，混凝土保护层厚度每减少25%，碳化到钢筋表面时间就缩短50%。因此，混凝土保护层厚度应根据结构类型、所处环境和有无饰面，在保证功能、节省成本基础上适度增加厚度以提高耐久性。另外，钢筋保护层厚度小，不能保护钢筋，也不能满足钢筋的有效锚固；保护层厚度过大，一方面不经济，另一方面可能使裂缝宽度增大。

（6）选用级配良好的集料。若混凝土材料本身质量低下、水灰比选择以及骨料级配不当都会导致混凝土性能下降。集料占混凝土总体积的75%以上，良好的级配可制得和易性好的混合料，并能在相应成型条件下得到均匀密实的高强度的混凝土，级配好的集料可以在混凝凝土中形成刚性骨架从而从本质上大大改善混凝土的力学性能，提高其耐久性。

（7）加强施工质量控制。材料进入施工场地时技术人员要严把材料质量关，砂、石、水泥、钢筋等必须符合质量要求。不定期对混凝土拌合物的稠度、含气量、塌落度、水灰比、等进行测量，并适时测定砂、石的含水率，及时调整混凝土配合比。提高施工质量、施工技术水平，完善施工管理工作，强化对施工过程的监督、检查，严格按照混凝土结构验收规范要求进行施工，严格禁止盲目追求进度。

（8）使用抗腐蚀涂层。在一些重要建筑物中，可以在混凝土表面使用环氧树脂等涂层以阻止氯离子和混凝土的碳化深入到内部，并且能抗侵蚀环境的影响。在钢筋表面使用防腐层也可以保护钢筋免受腐蚀，从而延长混凝土使用寿命。

（9）经常性的进行结构检查与维护。结构在使用阶段，应注意定期检测、维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程应建立检测和评估体系，及时发现，及时修理，确保混凝土结构的正常使用。

4. 结束语

影响混凝土耐久性的因素是复杂的、综合性的，必须从原材料、结构设计、施工、使用环境及其检测维护等多种因素综合考虑，使混凝土既满足承载力要求，又要满足其耐久性的要求。合理的原材料品种选择，精确的结构设计，较好的配合比设计，先进的施工技术，及时到位的维修养护都能有效提高钢筋混凝土结构的耐久性。

参考文献

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