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影响混凝土结构耐久性的因素和有效控制措施

作者:未知

  【摘要】随着我国经济飞速发展与社会进步,人们对生活品质的要求也在不断提高,尤其对建筑物也提出了较高要求,不仅要造型新颖,还要确保建筑物的安全性与耐久性。钢筋混凝土结构是目前应用最为广泛的结构形式之一,然而混凝土的耐久性受多种因素的影响,耐久性不同的混凝土影響着建筑的安全性能。在过去较长的一段时间里,结构设计着重点在建筑物的承载能力上,对建筑物耐久性能方面的关注度不够。建筑物在正常使用过程中,受到多种因素的影响,再加之年复一年的日晒雨淋对建筑结构的侵蚀,导致出现混凝土被剥落以及钢筋外露的情况,从而建筑物不得不进行修整。因此,我们只有充分认识到混凝土结构耐久性的影响因素,并采取有效的、科学的、合理的、安全的措施来针对性的增强建筑物混凝土的耐久性,这样不仅对建筑工程的质量安全有保障,还节约了成本,同时带来建筑物更好的舒适性及美观性。
  【关键词】混凝土;耐久性;因素;有效措施
  钢筋混凝土结构普遍应用在我国建筑工程中,在长期正常使用过程中,会出现耐久性的问题。我国幅员辽阔疆域广大,四季分明,环境气候的变化对建筑工程的影响不少,南锈北冻的特点对混凝土结构的耐久性影响尤为突出,时常进行维修不仅会造成资金损失,还对社会安全构成了隐患,因此一定要加强对建筑工程混凝土耐久性的评估。从分析混凝土的耐久性到混凝土结构耐久性设计,研究者从未停止过。因此如何提高混凝土结构的耐久性能已经成为建筑工程中重要的研究课题之一。
  1、影响因素
  1.1 碱骨料反应
  碱骨料反应可以定义为水泥中的碱性物质与骨料中的二氧化硅、碳酸物质等化学反应后形成碱-硅凝胶,在遇到混凝土中的水、外加剂等膨胀,会造成混凝土胀裂。因为这一反应发生在混凝土内部,具有难阻止、难预防的性质,修补好后也会在再次发生,碱骨料反应使得混凝土的耐久性能变差,造成的后果也非常明显,现在世界各国也在积极的研究混凝土配置方法,让碱骨料反应能小一些。
  1.2 混凝土碳化
  混凝土的碳化是指混凝土本身有大量的纤细小孔,空气中的CO2进入到小孔中,与其中内部处于游离状态的Ca(OH)2发生化学反应后形成CaCO3,使得混凝土碱性变低的过程,化学反应公式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。发生这样的化学反应后混凝土会变得疏松,不再呈现碱性状态,就会出现收缩断裂情况,更加容易脱落,对钢筋没有了固定保护作用,失去了保护层的钢筋暴露在空气中,空气中的水汽会加快钢筋的腐蚀。
  1.3 侵蚀性物质的腐蚀
  混凝土发生腐蚀分为无机物侵蚀和有机侵蚀,当具有侵蚀性物质接触到混凝土时会比较容易发生混凝土腐蚀,造成混凝土强度降低。最为常见的化学侵蚀可以分为酸性水腐蚀、淡水侵蚀等,其中淡水侵蚀是不停的冲刷混凝土,让水泥中的成分溶解掉,让混凝土的毛细孔洞变大,当混凝土的实际密度比建筑所需求的密度低时,会造成混凝土变形脱落或者产生断裂情况出现,降低了混凝土的耐久性,若淡水中含有的酸性物质加高的话,与混凝土中的碱性物质发生化学反应,大大加快了腐蚀的速度,使得建筑物的使用寿命很大程度上缩短了。
  1.4 冻融破坏
  混凝土冻融破坏主要出现的地区是高寒地带,是指在使用的过程中受到物理作用后出现缺损、裂开、脱落等现象。干湿变化、温度变化、冻融变化等物理作用都是导致冻融破坏的主要原因。当混凝土中的水分发生干湿、温度、冻融等变化时,产生冰涨和渗透压力变化,经过多次的循环,让混凝土强度和耐久性下降,发生表皮断裂脱落现象。
  1.5 钢筋腐蚀
  混凝土中的钢筋在遇到化学物质时发生反应,钢筋质量下降而影响了混凝土整体的耐久性能。氯离子对钢筋表层的钝化膜具有较强的腐蚀性,会让钢筋表面出现生锈现象,钢筋生锈不仅影响了钢筋的坚韧度还对混凝土造成威胁,因为铁锈会让混凝土膨胀,不仅使得钢筋脱离了混凝土的保护加剧腐蚀,还会使得混凝土本身发生断裂脱落现象,耐久性能遭到破坏。
  2、有效控制措施
  2.1 结构耐久性设计
  对混凝土结构的特殊部分进行构造设计,加强混凝土的可修复能力的设计,以及通过对材料制备的设计并满足建筑工程结构使用寿命的标准来提高混凝土结构的耐久性。
  2.2 混凝土的配合比
  水泥、水、砂子等的配比是混凝土耐久性持久的关键组成部分,配比通过实验后不仅要满足建筑施工要求标准,还用要求符合总强度要求标准,更要符合工程整体质量的要求。要根据现场实际施工要求和科学部门规定进行配合比。在保障基础配合比的情况下,想要进一步提高耐久性的话,可以根据现外部环境、施工条件、温度情况、作业设备来调整混凝土配合比。
  2.3 添加矿物外加剂
  在实际现场混凝土的配合比中会添加一定比例的矿物质外加剂,使得胶凝结构发生变化。像硅灰、磨细矿渣等是使用比较频繁的矿物质外加剂,在同水泥等物质水化后,混凝土凝胶结构发生变化,水泥的硬度大大增强了。添上矿物质外加剂的水泥,混凝土里的毛细空隙之间被填充,总强度、整体承载力等各项性能都提高了,钢筋与混凝土之间的缝隙也变小了,还增强了对钢筋的吸附保护能力。根据施工环境及建筑特点,合理的、科学的添加矿物外加剂是耐久性提高的有效措施。
  2.4 添加高效减水剂
  从字面就可以看出意思,就是通过给混凝土添加高效减水剂来减少应水量,应水量的减少提高了混凝土的和易性。加入减水剂不仅使得水泥颗粒分散还改变了工作性,单位使用水量降低,节约用水。因为具有空间位阻作用,可有效的阻止混凝土坍落,具有提高混凝土的密实度的作用,有效的提高了混凝土的耐久性。
  结语:
  现在,对于如何通过混凝土耐久性来提高建筑物的使用寿命已经成为建筑业的重要课题之一,从影响混凝土耐久性因素碱骨料反应、混凝土碳化、侵蚀性物质的腐蚀、冻融破坏、钢筋腐蚀等多方面进行分析,从而采取行之有效的措施来加强混凝土结构的耐久性,提高建筑物的使用寿命和质量安全。
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  作者简介:
  刘玮辉,湖南省建筑材料研究设计院有限公司,湖南长沙。
论文来源:《中国房地产业·下旬》 2019年6期
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