混凝土结构损坏机理的研究

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1、混凝土结构损坏机理的研究摘要：随着我国基础建设的迅速发展，土建工程越来越多。在我国的土建工程中，混凝土施工占有很大的比例。文中从钢筋的锈蚀、混凝土的裂缝、氯化物侵蚀、混凝土的冻融破坏、混凝土的碱一骨料反应、混凝上的碳化六个主要因素入手，对混凝土结构损坏机理进行了分析，提出了指导性建议。关键词：混凝土锈蚀碳化氯离子混凝土是当代最主要的土木丁程材料Z-O它是山胶结材料，集料、骨料和水按一定比例配制，经搅的混凝土拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材，是H前我国应用最广泛的一种结构形式，混凝土是结构工程屮最广泛的-种工程材料［1

2、］。1导致混凝土质量问题的原因分析在实际工程施工过程中，易出现的混凝土质量问题主要有：混凝土强度不能满足设计要求；混凝土出现裂缝、裂纹；混凝土出现气孔、孔洞、蜂窝、麻面、表面松酥等；混凝土缓凝或凝结时间过长；混凝土假凝或安定性不良等。主要问题有配合比不合理、外加剂使用不当、砂、石等原材料不符合要求、制作试块错误、养护措施不到位、选择不当、施工出现的特殊问题等。2混凝土结构中钢筋的锈蚀钢筋锈蚀有两种不同的形式，即均匀锈蚀和局部锈蚀（又称作点蚀、坑蚀）。当钢筋表面钝化膜大面积破坏形成大阳极、小阴极的电化学反应时，钢筋发生均匀锈蚀。

3、这种锈蚀类型以大气环境下碳化引起的钢筋锈蚀居多。氯离了活性大，容易吸附在钝化膜有缺陷的地方，如位错区或品界区等，致使钢筋表面的钝化膜局部破坏，构成一个大阴极、小阳极的活化-钝化电池，钢筋因此发生坑蚀。虽然可以按这两种钢筋锈蚀形式分别计算锈蚀钢筋剩余截面，但最常采用的还是根据钢筋锈蚀率來计算锈蚀钢筋的剩余截面面积［2］。目前广泛应用于各行各业的混凝土结构，由于生产、使用环境及各种自然条件的侵蚀，导致结构破坏非常普遍。因此，钢筋混凝土结构的腐蚀己经成为一个不容忽视的问题，我国近年来的工程调查表明，钢筋混凝土腐蚀破坏的情况非常严重，

4、特别是在包括冶金、化工、机械制造和电力等工业建筑物受到的腐蚀更为严重，为此造成的损失每年可达固定资产的10%以上。因此在建筑结构设计及施工过程屮加强对其的防护措施，不仅对结构的耐久性有重要意义,更具有巨大的经济价值。3混凝土裂缝混凝土中产生裂缝有多种原因，有温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理、原材料不合格（如碱骨料反应）、模板变形、基础不均匀沉降等。裂缝处理方法冇以下几种：3.1表面修补法这是最普通和最简单的裂缝修补方法。直接用水泥砂浆将裂缝履盖，该方法适用于修补对结构影响不大的表面裂缝，通过密封裂缝來防

5、止水汽和其他有害物质的侵入［3］。3.2灌浆、嵌缝封堵法灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝屮，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。3.3钉合法当必须加强主裂缝断面的抗拉强

6、度时，使用钉合法比较适宜。在不能损坏周围结构的场合下，可用來锁闭活动裂缝。主要方法是用薄而长的金属质“缝合U型钉”跨过裂缝嵌入爭先开好的槽沟中，再用无收缩砂浆或者环氧树脂基粘合剂来固左。3.4钻孔嵌塞法这种方法通常用作修复墙体上的裂缝。如果要求密封防水，孔中应填入柔性沥青來代替砂浆；如果要求更高，则可灌注环氧树脂。3.5混凝土置换法混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的-种冇效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换人新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。3.6电化学防

7、护法电化学防腐是利用麓加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。优点是防护方法受环境因素的影响较小，适用钢筋、混凝土的长期防腐。既可用于已裂结构也可用于新建结构。4混凝土的氯化物氯离子侵蚀导致混凝上结构发生耐久性破坏引发了重大的经济损失和环境问题。氯化物是一个非常重要的影响因素，当混凝土中含有氯离子时，即使混凝土的碱度较高，钢筋周围的混凝土尚未碳化，钢筋也会出现锈蚀。混凝土结构工程中因耐久性不足所引发的工程

8、问题日益严重，氯离子对混凝土的劣化主要是氯离子传输到钢筋与混凝土界面并积累至一定含量引起钢筋脱钝及发生电化学腐蚀，所以氯离子在混凝土中的迁移深度和含量是评价混凝土耐氯离子侵蚀性能的重要指标，根据混凝土中的氯离子含量曲线推算氯离子扩散系数是一种可靠而实用的方法。5混凝土的冻融破