地铁混凝土耐久性影响因素分析

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1、地铁混凝土耐久性影响因素分析摘要：混凝土耐久性是地铁工程使用的基础，耐久性能低，地铁工程就会出现裂缝、老化等问题，因此必须提高地铁混凝土耐久性。本文详细分析了影响地铁工程混凝土耐久性的几个因素，并且有针对性的提出了提高混凝土结构耐久的措施。关键词：混凝土；耐久性；影响因素一、地铁混凝土耐久性概述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》（GB50010-2010）中，明确规定混

2、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。7地铁工程属国家重点建设项目，工程规模宏伟、投资大、建设周期长、质量要求高，工程使用的混凝土除必须满足物理力学性能和施工性能等设计要求外，还必须重点考虑混凝土的耐久性，使地铁工程混凝土与钢筋混凝土结构

3、在所处环境条件下满足设计使用寿命的基本要求。因此地铁工程混凝土性能必须具备：满足设计强度要求；优良的工作性、经济性；优良的抗裂防渗性能；优越的耐久性能（抗碳化耐久性、抗硫酸盐侵蚀耐久性、抗杂散电流腐蚀耐久性、抗氯离子渗透耐久性）。二、地铁混凝土耐久性影响因素分析（一）自然因素1、受到冻融的影响对于某些环境比较特殊的地区，若水和严寒同时发生作用，冻融性破坏是对地铁混凝土建筑物造成破坏的关键性因素。混凝土受到冻害，其内部空隙中的水份会发生冻结，使其体积膨胀增大，因此而出现膨胀应力，若此时的膨胀应力超出

4、了其自身的抗拉强度范围，就会致使混凝土发生破损。同时，在混凝土出现冻胀、变形后，即便是已经解冻其残余膨胀还会使其变形继续存在，久而久之便会出现累积性残余变形的情况，对混凝土的耐久性造成不利影响。2、碳化因素7混凝土长期暴露在空气中会受到碳化因数的影响，水泥石中的碱性物质会与空气中的二氧化碳发生反应，使其组织、成分及性能产生变化，最终破坏使用机能。碳化后的混凝土其碱性降低，钢筋表面存在的钝化膜遭到破坏，更容易发生腐蚀破坏。同时，碳化作用还会使混凝土出现收缩现象，使其内部结构遭到破坏，裂缝便会产生。3

5、、化学物质的侵蚀和破坏混凝土在使用过程中会受到许多化学物质的侵蚀，具体包括以下几个方面：（1）硫酸盐的侵蚀及破坏。会对混凝土造成破坏的硫酸盐通常包括硫酸镁及硫酸钠等，当水泥中的氢氧化钙同硫酸盐发生化学反应时，产生的新物质会使混凝土发生膨胀，导致胀裂。（2）酸性物质的破坏。酸性物质会对水泥中的化合物进行侵蚀，导致氢氧化钙与其他的物质发生化学反应，而生成可溶性的钙盐，导致混凝土的强度降低而发生崩解。（3）碱性物质的侵蚀和破坏。碱的浓溶液会对水泥中的水化物进行侵蚀，包括结晶侵蚀及化学侵蚀。化学侵蚀是水泥

6、水化物与碱溶液发生化学反应，结晶侵蚀是在其空隙中碱溶液出现结晶而发生膨胀，这些多会对混凝土的内部结构造成影响。（二）人为因素1、设计因素影响耐久性的设计因素主要包括：建筑结构的设计形状与构造型式、结构的保护层厚度、混凝土的设计水灰比及混凝土的强度等。由于混凝土结构的许多腐蚀过程与自由水的存在有关，因此，建筑结构的设计形状与构造型式对于结构耐久性就显得非常重要。72、材料因素原材料品质对混凝土结构耐久性的影响至关重要，如原材料控制不严，会导致某些组份之间发生化学反应，特别是碱骨料反应，对结构耐久性十

7、分不利。另外，原材料中氯离子含量超标，也容易导致钢筋的锈蚀。3、施工因素以地铁施工常用的高性能混凝土来说，高性能混凝土的特点是低水胶比、高矿物掺和料、复掺外加剂，这与普通混凝土是不同的。这使得高性能混凝土在施工的质量控制、养护措施都与普通混凝土不同。低水胶比决定于混凝土的粘性变大，在混凝土的运输、浇注、振捣工艺上必须严格控制，有的施工人员为方便施工而掺水，结果强度、耐久性大幅度下降；高矿物掺和料要求混凝土的养护必须到位，普通混凝土早期强度高水化快，对养护不是很敏感，但高性能混凝土则不同，因为掺和料

8、的活性比水泥小得多，对矿粉混凝土，要求潮湿养护14d，而粉煤灰混凝土则要养护21d才能达到预期效果，否则会发生表面掉面、耐磨性差等；复掺外加剂要求混凝土的拌合时间必须要长，外加剂的用量很小，若不保证拌合时间，根本分散不开，均匀性变差，致使外加剂不仅起不到作用，反而使混凝土表面质量下降。三、实现地铁混凝土耐久性的措施（一）设计方面71、要有合适的保护层厚度混凝土的保护层不仅可以阻止外界腐蚀介质氧气和水分的渗入，而且混凝土的高碱度还可以使钢筋表面形成钝化膜，它对钢筋有着保护作用，但过厚