浅析影响混凝土耐久性的因素与预防措施

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1、浅析影响混凝土耐久性的因素与预防措施浅析影响混凝土耐久性的因素与预防措施作者：曹兴华郑艳琴摘要：针对目前普遍存在的混凝土耐久性问题，较为全面的阐述了国内（尤其是甘肃省，酒泉地区）影响混凝土结构耐久性的主导因素，着重论述了混凝土的碳化、钢筋锈蚀以及冻融环境对混凝土的影响，并提出了相应的解决方案。关键词：混凝土；耐久性；碳化；钢筋锈蚀；冻融环境；【引言】混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式，但是由于其结构自身和使用环境的特点，使得混凝土存在严重的耐久性问题。通过对国内外钢筋混凝土工程耐久性现状的了解，长期以来，混凝土作为土建工程中用途最广，用量最大的建筑材料之一，在近百年的发

2、展中，其强度不断提高。但是，在提出高强度的同时，混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注。人们一直以为混凝土是非常耐久的材料，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下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后20-30年，甚至在更短的时期内就出现劣化。我国建设部的一项调查表明，国内大多数工业建筑物在使用25-30年后即需大修，处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15-20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好，一般可维持50年以上，但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30-40年。桥梁、港口等基础设施工程的

3、耐久性问题更为严重，由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用10年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落，需要大修。当前，我国的基础设施建设工程规模宏大，投入资金每年高达4万亿元人民币以上，约30-50年后，这些工程将进入维修期，所需的维修费或重建费用将更为巨大。根据欧洲国家经验估计，由于对混凝土耐久性问题重视不足，迎接我们的还会有“大修”的高潮，这个高潮可能不用很久就将到来，其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。因此，提高混凝土耐久性，延长工程使用寿命，尽量减少维修重建费用是建筑行业实施可持续发展战略的关键。（一）混

4、凝土结构及其构件的耐久性分析应根据不同的设计使用年限、相应的极限状态和不同的环境类别及其作用等级进行，而工作环境根据结构工作环境情况、破坏机理、形态以及国内各行业传统经验可分为以下几类[2]：①一般大气环境；②冻融环境；③海洋环境；④除冰盐等其他氯化物环境；⑤化学侵蚀环境；⑥大气污染环境；⑦盐结晶环境。一般大气环境中的腐蚀类型主要是混凝土碳化和钢筋锈蚀，本文主要根据兰新第二双线甘第7页浅析影响混凝土耐久性的因素与预防措施青段17标所处的地理环境，从混凝土碳化，钢筋锈蚀，冻融环境三个方面对混凝土耐久性的影响以及预防措施。（二）下面我们从不同的方面讨论外部因素对混凝土耐久性的影

5、响。1混凝土碳化对混凝土耐久性的影响混凝土的碳化又称为混凝土的中性化，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中。它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、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。混凝土碳化本身对混凝土并无破坏使用，其主要危害是由于混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜8钝化膜9遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，使混凝土中钢筋锈蚀，同时，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩。下面是在试验内模仿最不利环境下，碳化作用对混凝土的影响。（控制变量法）假设，以二氧化碳浓度为Y轴，以碳化深度为X轴。经过室内

6、试验数据可以得到下面一个关系图，选用相同标号,相同配比混凝土试件,试验环境温度(20±2℃)湿度(≥95)龄期56天由上面图像经过回归分析,可得到下面的关系式;Y=39．697X-0．2333(X≥0)通常情况下，当CO2浓度为0时,混凝土会发生微弱碳化（可以忽略）,但不会为负值;即X=0,Y=0.(注:此函数为一区间函数.)当然,在现实中,环境的湿度不可能达到95%以上;二氧化碳浓度不会超过0.03%.但是,室内试验都是考虑在最不利因素的影响下,结构物能承受的极限状态.针对以上实验,在工程施工中,应当用以下方法提高混凝土抗碳化能力。第7页浅析影响混凝土耐久性的因素与预防措

7、施(1)钢筋外留下足够的混凝土保护层厚度是简单有效的方法.(2)混凝土配合比将影响碳化速度，足够的水泥用量、降低水灰比、采用减水剂都可减缓碳化速度。(3)此外，提高混凝土密实性、增强抗渗性、对混凝土采用覆盖面层等措施可减缓或隔离CO2向混凝土内部渗透，大大提高混凝土抗碳化能力。2钢筋锈蚀对混凝土的影响;钢筋锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的重要要原因。根据其产生原因可分为：①钢筋在外部介质作用下发生电化反应，逐步生成氢氧化铁即铁锈，体积增大造成混凝土顺筋裂缝，便于腐蚀介质渗入钢筋，加快结构的损坏；②氯离子对钢筋表面钝