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本科生毕业论文(设计)
题目:混凝土结构耐久性浅谈
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完成日期: 2021年4月 28日
混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用,长期保持强度和外观完整性的能力。混凝土结构是应用非常广泛的一种结构形式,但是由于其结构自身和使用环境的特点,使得混凝土存在严重的耐久性问题。影响结构耐久性的因素很多,砼质量及其保护层是内在因素;环境与载荷作用则是外在因素,不同的原因会造成不同的后果。首先通过对国内外钢筋混凝土工程耐久性现状的介绍,讨论了混凝土耐久性的概念,接着分析了影响混凝土耐久性的因素﹑混凝土缺陷检测﹑提高混凝土耐久性的措施,最后对现有混凝土结构设计施工的思考及进行总结展望。
关键词:耐久性;混凝土;影响因素
目录
混凝土结构在其服务使用期间应维持所需的强度和其他功能,混凝土结构还必须能经受住各种各样的侵蚀破坏,这常被称为混凝土具有耐久性。混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪,发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些国家的混凝土桥使用了三四十年后,纷纷进入老化期,出现如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为各国结构工程师们不容忽视的一个问题。
混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。结构耐久性问题主要表现为:混凝土损伤;钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀;以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的消弱等三个方面。从短期效果而言,这些问题影响结构的外观和使用功能;从长远看,则为降低结构安全度,成为发生事故的隐患,影响结构的使用寿命。因而混凝土结构的耐久性问题已成为各国结构工程师们不容忽视的一个问题。针对这一问题,各国均提出各种解决方法,其中我国中国工程院院士吴中伟教授提出GHPC(绿色高性能混凝土)的概念在该技术领域属于比较先进的观念。
1绪论
1.1混凝土耐久性问题的提出
我国是一个发展中大国,正在从事着为世界所瞩目的大规模基本建设,而财力有限,能源短缺,资源并不丰富,因此科学合理设计,优质的施工质量来提高混凝土结构耐久性及防腐性。延长结构使用寿命是摆在我们面前的一个很重要的课题和任务。
强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,因此以往工程中习惯上只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性。混凝土的耐久性是使用期限内结构保证正常功能的能力,关系到结构物的使用寿命,随着结构物老化和环境污染加重,混凝土耐久性问题已引起了各主管和广大设计施工者们重视。
1.2混凝土耐久性的概念
混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用,长期保持强度和外观完整性的能力。混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。
混凝土结构耐久性所包含的内容为:抗渗性,指混凝土抵抗液体和气体渗透的能力;抗冻性,指混凝土抵抗冰冻的能力;抗腐蚀性,指混凝土在各种侵蚀性液体和气体中,抵抗侵蚀的能力;混凝土的耐热性,指混凝土在高温作用下,内部结构不遭受破坏,强度不显著丧失,具有一定化学稳定性的性能;碱骨料反应,碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的,即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料,在混凝土浇筑后就会逐渐反应,在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候,工程便开始出现裂缝。
混凝土的抗冻性是指混凝土在饱水状态下,经受多次抵抗冻融循环作用,能保持强度和外观性的能力。在寒冷地区,尤其是在接触水又受冻的环境下的混凝土,要求具有较高的抗冻性能。三是抗侵蚀性。混凝土暴露在有化学物质的环境和介质中,有可能遭受化学侵蚀而破坏。一般的化学侵蚀有水泥浆体组分的浸出、硫酸盐侵蚀、氯化物侵蚀、碳化等。四是碱集料反应。某些含有活性组分的骨料与水泥水化析出的KOH和NaOH相互作用,对混凝土产生破坏性膨胀,是影响混凝土耐久性最主要的因素之一。
2混凝土结构耐久性问题的分析
混凝土耐久性问题,是指结构在所使用的环境下,由于内部原因或外部原因引起结构的长期演变,最终使混凝土丧失使用能力。即所为的耐久性失效,耐久性失效的原因很多,有抗冻失效,碱-集料反应失效,化学腐蚀失效,钢筋锈蚀造成结构破坏等。下面作具体分析。
2.1混凝土冻融破坏
混凝土冻融破坏是指混凝土在饱水或潮湿的状态下,由于环境中温度的正负变化,导致混凝土内部松弛产生疲劳应力,反复的冻融循环造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。
混凝土发生冻融破坏后,破坏作用不断积累,裂缝不断扩大和深入,由外向里,直至混凝土破坏,而其现象就是从表层开始向内逐层剥落。当经过反复多次的冻融循环以后,损伤逐步积累不断扩大,发展成互相连通的裂缝,使混凝土的强度逐步降低,最终严重影响了结构的长期使用。