混凝土结构的耐久性设计方法刘鹏飞

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1、混凝土结构的耐久性设计方法刘鹏飞刘鹏飞安徽云商建设有限公司安徽合肥230088摘要：混凝土是工程中运用最为广泛的建筑材料，是建筑结构中主要的凝胶性材料，主要由凝胶材料、颗粒骨料、水等按一定比例进行配比搅匀使用，应对不同的使用情况，还可以掺加一些额外辅助材料。混凝土因为其原料足、成木低、工艺简单、强度高、耐久性好等优点，在工程中得到广泛使用，也是基木建设工程建筑概型的重要形式之一。木文介绍了混凝土结构耐久性定义及混凝土结构耐久性危机，谈了混凝土结构耐久性的设计方法。关键词：混凝土结构；耐久性；设计方法混凝土结构成为主要的建筑结构以来，不断优化混凝土的使

2、用技术，起初人们只看到了混凝土抗压稳固等特点，而忽视了混凝土结构的耐久性问题。在混凝土的使用过程中，人们也渐渐开始意识到混凝土在使用中结构的耐久性对工程的影响，尤其是钢筋混凝土。现如今，混凝土的使用过程中，耐久性问题也成为工程学术主要关注的问题。一、混凝土结构耐久性定义混凝土结构耐久性的定义实际上含了三个基木要素。环境：结构处于某一特定环境（毡括自然环境、使用环境）中，并受其侵蚀作用；功能：结构的耐久性是一个结构多种功能（安全功能、适用性等）与使用时间相关联的多维函数;经济：结构在正常使用过程（即设计要求的自然物理剩余寿命）中不需要大修。定义中的工作

3、环境及材料内部因素的作用指的是物理或化学作用，根据结构工作环境情况、破损机理、形态以及国内各行业传统经验，可将混凝土结构的工作环境分成6大类：大气环境；土壤环境；海洋环境；受环境水影响的环境；化学物质侵蚀环境；特殊工作环境。同时，结构耐久性是结构的综合性能，既涉及结构的承载能力、又涉及结构的正常使用以及维修等，反映了结构性能随时间的变化。二、混凝土结构耐久性危机1.危机的表现。混凝土结构的设计寿命一般为50年，有的甚至要求上百年，而现实中处于腐蚀环境下的混凝土结构远远达不到设计寿命要求，冇的15年左右就会出现钢筋锈蚀，有的建筑甚至不足5年就需要修复。

4、国内外大量统计资料表明，因混凝上结构耐久性损伤造成的经济损失十分巨大，而且随着环境的恶化，这一问题有愈演愈烈之势。建设部于一项调査表明，国内人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冇30-40年。桥梁等基础设施工程的耐久性问题更为严重，由于钢筋混凝上保护层过薄密实性差，许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。混凝上耐久性损伤引起的结构破坏具有数量大、分布广、危害重、修复困难和经济损失巨火的特

5、点，是一个迫切需要解决的问题。2.危机的原因。长期以来，对混凝土耐久性的研究和设计都建立在对混凝土滲透性评价的基础上，典型的方法如压力透水性试验。苏原因是在早期的混凝土中，化学外加剂的使用尚少，结构混凝土的水灰比通常较大，因而抗渗透性能明显低于硬化水泥浆体。如今除了大坝等大型实体结构物以外，混凝土的设计强度等级常在C30或者更高标准以上，只要其原材料和施工操作正常，满足设计要求的渗透性可以说是正常现象。然而，在实际结构物中，完全遵循规范，正常施工的混凝土结构也会出现开裂，有时甚至出现大量的可见裂缝（许多情况下，并未出现可见表面裂缝，但那些肉眼看不见或

6、难以看见的裂缝正是侵蚀介质进入混凝土，并引起各种膨胀产物生成的通道）。强度等级越高的结构混凝土，特别是掺奋硅粉（降低渗透性从而改善耐久性能）的混凝土，尤其容易出现大量裂缝。原因：除所用水泥活性高、用量较大、水化温升显著、降温期间会引起剧烈的温度收缩变形外，低水灰比导致的自身收缩增大及混凝土的粘弹性减小、抗裂性能及开裂后的自愈性能差等，也是引起当今结构物人量出现早期开裂的重要因素。1.混凝土抗裂性能与耐久性的分析。由于早期热裂缝成为当今影响混凝土耐久性的焦点，因此模拟混凝土硬化早期的条件，包括本身的变形和外界的约束,以评价其抵抗开裂的性能就显得十分重要

7、。长期以来，人们沿用评价温度收缩导致开裂的方法，包括水泥的水化热和混凝土的绝热温升试验，事实上并不能作为比较不同原材料的品质、判断混凝上配合比可行性的奋效方法。因为结构混凝土开裂趋势的大小取决于一系列因素，例如变形受外界的约束程度等。而且混凝土初期的许多性能是剧烈变化的，例如弹性模量从0开始，很快增大到10-30Gpao为此，德国慕尼黑大学的Springenschmid教授等人开发了开裂构架和温度应力试验机，用于实验室模拟实际结构混凝土的抗裂性能参数，此项研究己经应用于工程中。与耐久性整体模型相联系，将混凝土早期热开裂和渗透性的评价结合，并在实验室放

8、置和暴露于实际工程环境中，作出正确的耐久性评价和结构使用寿命预测，显然比现冇的针对单因素，且局限于人为室内环