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1、当前国外混凝土耐久性问题及其预防措施综述王智黄煜镔王绍东(重庆建筑大学材料科学与工程系)〔提要〕导致混凝土结构性能劣化的最普通、最严重的原因是氯化物侵蚀引起的锈蚀,其次是冻融侵蚀、硫酸盐侵蚀、碳化锈蚀、碱集料反应和延缓钙矾石生成。本文讨论了混凝土性能劣化的原因、症状、发生和可能的结果,以及预防措施及其原理,以期作为正确设计和使用混凝土材料的依据。〔关键词〕混凝土耐久性问题预防措施综述。作用。高的碱度可以使钢筋表面形成一层厚度为(2--3),6)×10μm惰性的水化氧化铁薄膜(γFe2O3·nH2O11引言该惰性薄膜可以阻止钢筋的锈蚀(阳
2、极溶解)。通常,混凝土性能劣化的发生通常是因设计和施工失误钢筋表面的氧化铁薄膜的破坏有两种原因:一是因混而引起的,如在法国以造价来分析建筑物失效的结果凝土碳化而引起钢筋混凝土保护层的pH值降低,二表明:43%的建筑物失效是因设计失误,43%是施工失是氯离子和氧离子作用而破坏惰性氧化铁薄膜。氯化误,6%是材料使用失误和8%是维护失误引起的。其物侵蚀所形成的锈蚀产物将导致混凝土的开裂和钢筋它国家的情况大致与此相似,这种问题可以归结于多增强效果的失效,特别在气温高的海洋结构中氯化物种原因,包括过分强调减小工程造价而忽略工程的长侵蚀引起锈蚀的发
3、生非常迅速。据估计英国混凝土结8期造价;人们对混凝土性能劣化过程的认识水平有待构因钢筋腐蚀而产生的年维修费大约为5×10英镑,10提高,本文讨论混凝土因氯化物侵蚀和碳化引起钢筋美国仅混凝土桥的维修费就达5×10美元/年。这些锈蚀、冻融侵蚀、硫酸盐侵蚀、碱集料反应和延缓钙矾问题大都与混凝土质量欠佳,保护层不够,梁的连接失石生成而导致性能劣化的原因、发生率和可能的后果,误,桥面板防水层的缺乏和预应力后张通道灌浆不良以及预防措施及其原理。相关。混凝土材料一旦出现失效或性能劣化人们总想知氯离子可以通过以下途径进入混凝土:(1)作为混道:(1)产
4、生原因;(2)严重程度;(3)可能的后果;(4)修凝土的组分,(2)通过扩散作用,(3)在干湿条件下通过复或获得一个经济使用寿命的措施;(5)预防措施。正毛细管吸入,(4)在水压头的作用下渗透。基于实验室确地分析判断混凝土结构性能劣化的原因极为重要。研究通常认为氯离子是依据扩散作用进入混凝土,因如果分析判断错误,将可能导致对现有结构不恰当的而认为氯化物侵蚀引起锈蚀的可能性与氯离子的浓度修复和采取不适当预防措施。导致混凝土可视裂纹的有关,而就氯化物侵蚀引起锈蚀本身的研究则相对较原因有许多,如塑性收缩、塑性沉降、结构荷载、热收少。为了减少氯
5、化物侵入混凝土、延长混凝土初始腐缩、干缩、冻融侵蚀、钢筋锈蚀、硫酸盐侵蚀、碱集料反蚀的时间,有必要采用低水胶比使其毛细孔互不连通,应和延缓钙矾石生成。混凝土出现初始裂纹的时间可孔越多和抗渗性越差的混凝土,其被腐蚀的初始时间作为判断裂纹原因的参考:塑性裂纹大约在浇注后几就越短。到10小时出现,热裂纹大约在浇注后2到10天出现,氯化物锈蚀钢筋的临界值大小取决于以下因素:干缩裂纹出现在接近1年龄期时,冻融循环引起的裂●孔隙溶液的pH值———随pH增加而提高;纹大约在1年或在10至20年之间,钢筋锈蚀引起的●胶凝材料中的C3A,C4AF含量——
6、—随C3A,裂纹在8年或更晚出现,碱集料反应引起裂纹的出现C4AF含量增加而提高;通常在2—20年,。延缓钙矾石生成引起的裂纹通常●混凝土所用胶凝材料的种类———可以上下波出现在1～10年。动;●水胶比———随水胶比的增加而降低。21氯化物侵蚀导致的锈蚀钢筋与混凝土界面中游离氯化物达到临界水平的211研究概况时间取决于:混凝土中的高碱性溶液对混凝土中的钢筋起保护●水胶比———随水胶比增加缩短;·52·●孔隙溶液的pH值———随增加而延长;●在钢筋表面涂刷环氧树脂。虽然涂刷环氧树脂●胶凝材料中的C3A,C4AF含量———随C3A,钢筋的造
7、价是普通钢筋的两倍,但在美国被广C4AF含量增加而延长;泛应用,在英国也被接受和采用。●混凝土所用胶凝材料的种类———因为混凝土保●非铁增强纤维。在德国和日本人造纤维被应用持饱和状态,其抗氯化物锈蚀能力依次为:抗硫在非常恶劣的化学环境中,人造纤维多是碳纤酸盐水泥和波特兰水泥、粉煤灰和硅灰水泥、矿维、玻璃纤维或抗碱有机纤维,其造价为普通钢渣水泥;筋的四倍。●养护时间———随增加而延长;●采用外加剂减小混凝土的渗透性。可分为:聚●混凝土保护层———随增加而延长。合树脂分散剂,孔阻塞防水剂和塑化剂及超塑在国际上虽然无人正式提出,但是最新的水泥
8、化化剂三类。学理论暗示了这样一个原理:混凝土的一系列耐久性●亚硝酸钙腐蚀抑制剂。据报道亚硝酸钙腐蚀抑问题,包括硫酸盐侵蚀、碳化、氯离子渗透与固化、钢筋制剂的使用可以通过提高氯离子产生腐蚀的临锈蚀等,都与AF
