建筑结构设计中混凝土耐久性设计探讨.doc

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1、建筑结构设计中混凝土耐久性设计探讨1混凝土结构耐久性概述混凝土结构的出现大大地改善了人们的生活，但是在人们对混凝土结构加以使用的过程中，也常常被一些问题所困扰，而其中混凝土结构耐久性就是一个较为普遍的问题。所谓的混凝土结构耐久性，指的就是混凝土结构在自然环境、使用环境以及混凝土材料等多方面因素的作用之下，保持其自身工作能力的一种性能，也可以将其解释为混凝土结构在设计使用寿命年限内抵抗外界环境和内部所产生的侵蚀破坏作用的能力。在混凝土结构的使用过程中，结构往往会出现不同程度的老化，混凝土的碳化、钢筋的锈蚀等都属于混凝土结构的老化，

2、这些问题的存在会使得混凝土结构耐久性受到不同程度的影响，而混凝土结构的耐久性在受到影响之后，可能导致混凝土结构出现没有达到其设计基准期就不能够再继续使用的情况，既给使用者造成了经济上的损失，同时还造成了严重的资源浪费。因此当前在对混凝土结构进行设计的过程中，除了需要考虑强度和刚度等传统的力学指标之外，还需要对于混凝土结构的耐久性加以考虑。2混凝土结构耐久性影响因素分析2．1混凝土碳化所谓的混凝土碳化，是指的水泥中的碱性物质和空气中的二氧化碳发生了反应，使得混凝土的成分、组织及性能发生改变，进而导致混凝土机能下降的一个过程。在出现

3、了碳化的情况之后，会使得混凝土的碱度降低，并且还会导致钢筋表面的钝化膜遭到破坏，使得水泥不能够有效的保护钢筋，从而导致钢筋锈蚀的加快。所以对于混凝土结构而言，混凝土的抗碳化能力是衡量其结构耐久性的一个重要指标，如果混凝土的抗碳化能力强，那么其结构耐久性就较好，相反，则混凝土结构的耐久性容易受到碳化的影响。2．2混凝土碱———集料反应4学海无涯所谓的混凝土碱———集料反应，是指的混凝土中的碱与集料中的活性组分之间发生的破坏性膨胀反应，在混凝土中，水泥、外加剂、掺合料和拌合水是其重要组成部分，而在这些材料之中，往往都含有可溶性碱，而

4、这些可溶性碱会与混凝土空隙中以及集料中能够与碱发生反应的活性成分相互作用。在混凝土发生碱———集料反应之后，所产生的物质为硅胶体，而这些硅胶体在遇到水之后会发生膨胀，并且在其膨胀的过程中会产生非常大的膨胀压力，在膨胀压力的作用之下，混凝土结构就会发生开裂，而且这种膨胀的压力还与集料中活性氧化硅的最不利含量有着非常密切的关系。2．3钢筋的锈蚀一般来说，在混凝土的孔隙中，往往都会有大量的氢氧化钙过饱和溶液存在，所以说使得混凝土呈现出强碱性的特征，而混凝土中的钢筋在这种强碱性的环境之中，会在其表面形成一层较为致密的钝化薄膜，从而使得钢

5、筋处于惰性状态，不会发生锈蚀，但是当二氧化碳以及其它物质混凝土孔隙进入到内部之后，它们在与氢氧化钙发生反应之后，就会使得混凝土的pH值降低，从而使得混凝土由碱性向中性变化。一般来说，当混凝土的pH值低于11.5时，钢筋表面的钝化膜就会开始破坏，不能够有效地对钢筋进行保护，而当钝化膜遭到破坏之后，钢筋就开始出现锈蚀的情况。在钢筋锈蚀的过程中氯离子()的存在还会进一步加剧钢筋的锈蚀，因为氯离子是一种钢筋活化剂，在氯离子作用于钢筋局部区域时，就会形成大阴极小阳极腐蚀，使得钢筋出现坑蚀的现象。处理氯离子之外，由于二氧化碳所导致的混凝土碳

6、化也会加剧钢筋的锈蚀。3混凝土结构耐久性设计要点3．1明确混凝土结构耐久性设计目标由于当前全球都对混凝土结构耐久性问题引起足够的重视，所以在对混凝土结构进行设计时，必须要对于混凝土结构耐久性设计引起足够的重视，而要对混凝土结构耐久性进行有效的设计，首先需要对于耐久性设计的目标加以明确，也就是要明确结构的预期使用寿命，同时还应该清楚耐久性失效的标准。要对混凝土结构耐久性进行优化设计，首先需要考虑材料的选择，混凝土材料也会对其耐久性造成较为严重的影响，所以在进行设计的过程中，必须要对材料进行合理的选择，应该根据混凝土结构的使用环境、

7、使用年限以及耐久性等级的相关要求来对混凝土的原材料进行选择，对于混凝土的配合比进行设计。如果混凝土结构是处在冻融环境之中的，则应该依据年平均冻融次数的不4学海无涯同来掺入不同数量的引气剂，从而使得混凝土结构耐久性能够得到满足。而如果结构是处在有严重化学侵蚀作用的环境之中，对于结构的受力钢筋则可以选择环氧涂层钢筋或者是耐腐蚀的合金钢材，从而避免钢筋受到化学侵蚀而出现腐蚀的情况。除了要对材料的选择引起重视之外，还应该对于结构的设计加以优化，比如说对于普通混凝土和预应力混凝土，就应该根据具体使用环境的不同来选择不同的混凝土保护层厚度，

8、同时还应该对于钢筋的直径进行合理的选择，混凝土的表面也应该有利于排水。3．2注重混凝土碳化预防要想使得混凝土结构的耐久性得到有效地提高，必须要对混凝土的碳化问题引起足够的重视，采取有效的措施避免因为混凝土碳化而导致结构耐久性降低，前文已经对于混凝土碳化的原因进行