浅谈钢筋混凝土结构的耐久性

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1、浅谈钢筋混凝土结构的耐久性浅谈钢筋混凝土结构的耐久性　　在我国,钢筋混凝土结构一直是工业与民用建筑中最主要的结构形式,虽然钢结构及其他结构也在不断发展,但由于工程造价相对较高,目前尚不能普遍采用。然而随着大量钢筋混凝土结构建筑建成后不久,在使用过程中就出现的种种影响使用功能、危机结构安全的问题,越来越引起人们的广泛关注,而这些问题的出现,较多是结构耐久性出现问题所致。我国是发展中国家,现正处于基础设施建设的高峰时期,在不断提高建筑速度、高度、强度的同时,建筑的品质也应不断提高,减少使用过程中高昂的维修费用,避免高成本重复

2、建设,是当前建筑行业实施可持续发展战略的关键所在。　　所谓钢筋混凝土结构的耐久性，是指混凝土结构在外部自然环境、使用环境及材料内部因素多重作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其原有的安全、使用功能和外观要求的能力，通过进一步的分析可以发现，引起结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工、使用及维护的各个环节。而提高混凝土的耐久性,可以从材料、构件、结构三个方面入手。　　一、凝土的冻融破坏：结构处于冰点以下环境时,部分混凝土内孔隙中的水将结冰,产生体积膨胀,过冷的水发生迁移,形成各种压力,当压

3、力达到一定程度时,就会导致混凝土的破坏。　　二、混凝土的碱-集料反应:混凝土的碱-集料反应,是指混凝土中的碱性物质与集料中活性组分发生的化学反应,引起混凝土的膨胀,开裂,甚至破坏..　　三、化学侵蚀:当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学,物理与物化变化,混凝土会逐步受到侵蚀,严重的使水泥石强度降低,以至破坏。　　四、钢筋的锈蚀:钢筋的锈蚀,其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应,逐步生成氢氧化铁等即铁锈,其体积比原金属增大2-4倍,造成混凝土顺筋裂缝,从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道,加

4、快结构的损坏。　　提高混凝土的耐久性,可以从材料、构件、结构三个方面入手。在目前尚没有更好的材料取代混凝土的情况下,从结构的设计、施工、使用及维护的各个环节不断改善混凝土的性能显得尤为重要。另一方面,结构是由梁、板、柱等混凝土构件组成的,从设计、施工方面全面改善钢筋混凝土构件的刚度、强度等力学性能,提高混凝土构件抵抗外界不利因素的影响,减少变形,控制裂缝的发展,是当前混凝土结构设计、施工必须重点解决的问题。同时,除了对混凝土材料、混凝土构件耐久性考虑外,也要特别重视对钢筋混凝土结构整体耐久性的考虑与研究。为此,我们可以从

5、以下几个方面入手。　　首先是全面提高或改善混凝土材料本身的耐久性能：增强混凝土抵抗外界环境侵蚀的能力，避免混凝土内部出现不良的化学、物理反应。如提高混凝土的密实度、强度等级，优选配制混凝土的材料，合理选择混凝土的配合比，严格控制混凝土的水灰比、砂率等技术指标。提高密实度可以减少混凝土的渗透性，同时可以减缓侵蚀性物质侵入混凝土内部的速度，为此，需要从设计、施工方面考虑。由于氯离子可引起钢筋锈蚀，所以根据不同的环境类别限制混凝土中氯离子的含量，主要措施有：尽量避免采用活性集料，限制混凝土的碱含量，掺用混合材等。当混凝土中含有

6、碱活性骨料时，在露天和潮湿的环境中，碱和骨料内的活性颗粒产生碱—骨料反应造成混凝土表面产生裂缝，加速侵蚀性物质的破坏作用。为此,需要在最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量和最大碱含量等方面,根据混凝土耐久性要求进行严格限制,在设计与施工过程中要严格遵守。以上是提高混凝土结构耐久性许多措施中最经济合理的。另外,应不断研究高强材料,以改善结构的延性,如,混凝土结构用普通钢筋将以HRB400级钢筋作主力钢筋；预应力钢筋以强度1860MPa的高强钢丝、钢绞线作为主力钢筋等。　　其次,在对混凝土结构设计时,

7、在满足构件强度的同时,应充分保证构件的刚度要求,限制或减少构件裂缝的产生。依靠传统的结构设计知识，按结构几何尺寸与荷载合理预防和控制裂缝，如合理选择结构可靠性指标及重要性系数,材料的分项系数,提高最小配筋率,适当增加构造配筋,加强配筋构造措施等。具体措施如下：控制垂直于主筋方向的裂缝需要根据结构的截面尺寸保证足够的配筋率，使它在任何工作荷载下均处于弹性阶段，开裂时混凝土与钢筋仍结合良好。控制裂缝的允许宽度，预应力混凝土与钢筋混凝土应区别对待，因为预应力筋的应力高、断面小，点蚀会大大降低其承载力，可能迅速发展成无任何前兆的

8、突然脆断,所有必须严格控制预应力混凝土构件裂缝的产生。对于普通混凝土结构,平行于主筋方向的裂缝必须避免；而垂直于纵向钢筋方向上的裂缝,应严格控制其宽度，在保证构件纵向钢筋的配筋率外,必要时通过配置垂直于主筋方向的辅助钢筋，保证钢筋的粘接附着力得到充分的发挥；在控制构件侧面的斜向裂缝，通过配置构造钢筋，减少或限制斜裂缝