论文部分内容阅读
【摘 要】混凝土结构耐久性研究已经成为当今社会非常重要的课题之一，充分考虑到研究混凝土结构耐久性的重要意义，本文针对混凝土结构耐久性问题进行了深入的研究，对影响混凝土结构耐久性的因素进行分析，并进一步提出了相应的措施，以期使混凝土耐久性得到有效的提高。
【关键词】混凝土结构；耐久性；分析研究
1 前言
预应力混凝土、钢筋混凝土、素混凝土由于其良好的耐久性、容易获取原材料、经济、施工简便等各方面的原因，成为了建筑工程中使用范围非常广泛的一种工程材料。近年来，不断发展的现代科学技术，混凝土结构的耐久性已经有了很大的研究成果。但是，因为影响混凝土耐久性的因素众多，同时又非常复杂，以及各种相互交叉作用，所以，混凝土耐久性破坏问题对人们仍然造成了很大的困扰。
通过对众多资料的研究我们发现，因为混凝土耐久性不足造成的工程结构的失效、拆除以及破坏等现象屡见不鲜，所以不得不进行加固和维护，这就带来了严重的经济损失，这并不是个别问题，而是全国普遍存在的问题，所以，政府职能部门、设计单位、工程界以及学术界等都必须对这个问题给予高度的重视。
2 影响因素分析
2.1 混凝土的碳化
氢氧化钙普遍存在于混凝土的水泥石中，它呈现碱性，为了使金属钢筋免于酸性介质的腐蚀，氢氧化钙在钢筋的表面会有一层碱性薄膜形成，具有“钝化”的保护作用。但是，有很多种酸性介质普遍存在于大气之中，它们和水经由各种裂隙或者孔道而向混凝土中渗入，从而这种碱性被中和了。比如，大气中的水和二氧化碳会化合成具有一定酸性的碳酸，虽然相对较弱，不过与氢氧化钙一样可以形成无碱性盐，即碳酸钙；因为工业污染而形成的酸雨等，这个过程就叫做“碳化”。这个指标可以进行钢筋混凝土结构的可靠度分析。
2.2 化学侵蚀
在周围的很多介质都直接或间接的和混凝土相接触，例如：土壤、水、空气等，这些介质中若容有碱、盐、酸类侵蚀物质，并向混凝土的内部浸入，可以发生化学反应或者物理反应，从而混凝土便会受到严重的腐蚀，不断地发生胀裂并进一步剥落，最终腐蚀钢筋，造成结构的失效。
2.3 冻融破坏
在低温状态下，水分向混凝土中浸入将会结冰膨胀，从而造成混凝土内部微观结构的损伤，冻融现象多次循环的发生，不断积累的损伤会导致混凝土发生剥落酥裂，最终使混凝土强度降低。在我国北方的一些潮湿地区，常常发生混凝土构件冻融破坏现象。
2.4 温湿度变化造成的影响
混凝土能够热胀冷缩，同时在干燥的环境下会由于失水收缩，在泡水浸润时会发生膨胀，各个不同的状态不断、反复的变化，尤其是骤然发生的状况下，混凝土内部体积和表明不协调的变化将会导致裂缝的产生，由于不均匀的胀缩而不断积累的损伤，将会造成混凝土内部组织破坏，从而使结构抗力大大减弱。
2.5 碱-骨料反应
混凝土中的水泥由于水化作用而有一些碱金属的释放，这些碱金属将会和骨料中的碱性成分经过化学反应产生碱活性物质，由于不断的吸水这种物质的体积会膨胀，从而造成混凝土内部结构的破坏，从而会有鸡爪形裂缝的产生，对混凝土结构造成严重影响，并影响使用，这就是所谓的碱-骨料反应。混凝土凝固数年之后将会发生这种反应，遍及混凝土的全体都可以发生碱-骨料反应，所以进行阻抗和修补都是非常困难的，甚至可以造成混凝土的完全破坏。
3 使混凝土结构耐久性得到提高的措施
3.1 进行高性能混凝土的配置
第一，对水灰比进行严格的控制，并使水泥用量得到保证。在坍落度满足要求的条件下，应使水灰比尽可能的降低，从而使硬化后由于多余水造成的空隙减少，最终使混凝土结构的抗渗性、密实性得到有效的提高，从而混凝土耐久性也得到了很大限度的提高。第二，掺外加剂。进行外加剂的添加可以改善孔结构，并使抗渗性得到提高，这就是其提高混凝土耐久性的机理。在实际中常常使用两种以上的外加剂，从而改善混凝土性能。第三，掺粉煤灰或矿渣。掺合料有良好的活性以及细度，从而可以对混凝土中的大孔进行填充，是混凝土孔隙率减低，使孔结构得到改善。第四，进行砂石材料的选择时，必须选择级配良好、粗细适宜的粗集料以及细集料，从而使混凝土密实性得到有效的提高。
3.2 钢筋混凝土防腐
根据钢筋腐蚀主要的机理进行钢筋的防腐蚀设计，可以使用高性能防腐钢筋、表面涂层、阴极保护、环氧涂层钢筋、阻锈剂等。
进行混凝土拌合时，放入硝酸钙充当阳极阻锈剂，从而达到使氯离子造成的阳极反应得到有效的降低。使用阻锈剂必须要有限度，同时并没有足够成熟的环氧涂层技术，进行施工过程中，部分涂层损伤会造成腐蚀，并会加速腐蚀，严重时还会发生断裂，所以必须进一步研究该技术。所谓阴极保护技术即将导电涂料涂抹在混凝土表面，并连接直流电源的正极，从而使新的电位差得到形成，原钢筋骨架变成阴极从而使钢筋的锈蚀得到有效的抑制。不仅如此，还可以通过反向电流的施加使钢筋间的电位差得到消除。初期进行阴极保护技术需要较高的成本投入，表面涂层法属于非常有效的一种方法，即在钢筋混凝土表明进行防护材料涂层的设置，例如过氯乙烯涂料、环氧树脂砂浆等。对于很多重要工程结构，若不便维修则可以使用高性能防腐钢筋，以长远的角度看，这是最为经济合理的措施。
4 总结
为了使混凝土结构耐久性得到有效的提高，必须对其足够的重视，从各个方面入手使混凝土耐久性得到提高，同时对各个环节都要高度关注，从而使混凝土结构耐久性得到保证。不仅如此，除了使研究混凝土耐久性的过程得到加强，同时对于混凝土属于脆性材料这个事实不能忽视，与传统的混凝土不同，现代混凝土无论是微观、细观还是宏观都发生了很大的变化，这就提出了更高的要求，必须对施工以及后处理养护等过程都给予高度的重视，同时材料的评价、设计、性能、结构以及组成，又要求我们必须清晰的把握对混凝土性能的预测。
参考文献
[1]韦豪，范军.浅谈混凝土结构耐久性[J].山西建筑，2009（7）
[2]陈川.混凝土结构耐久性的修复性评估方法分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011（31）
[3]黄煜镔，钱觉时，汪宏涛.混凝土结构耐久性预估研究进展[J].材料导报，2010（11）
[4]周翠玲，刘经强.混凝土结构耐久性的研究现状与进展[J].山东农业大学学报（自然科学版），2010（3）
【关键词】混凝土结构；耐久性；分析研究
1 前言
预应力混凝土、钢筋混凝土、素混凝土由于其良好的耐久性、容易获取原材料、经济、施工简便等各方面的原因，成为了建筑工程中使用范围非常广泛的一种工程材料。近年来，不断发展的现代科学技术，混凝土结构的耐久性已经有了很大的研究成果。但是，因为影响混凝土耐久性的因素众多，同时又非常复杂，以及各种相互交叉作用，所以，混凝土耐久性破坏问题对人们仍然造成了很大的困扰。
通过对众多资料的研究我们发现，因为混凝土耐久性不足造成的工程结构的失效、拆除以及破坏等现象屡见不鲜，所以不得不进行加固和维护，这就带来了严重的经济损失，这并不是个别问题，而是全国普遍存在的问题，所以，政府职能部门、设计单位、工程界以及学术界等都必须对这个问题给予高度的重视。
2 影响因素分析
2.1 混凝土的碳化
氢氧化钙普遍存在于混凝土的水泥石中，它呈现碱性，为了使金属钢筋免于酸性介质的腐蚀，氢氧化钙在钢筋的表面会有一层碱性薄膜形成，具有“钝化”的保护作用。但是，有很多种酸性介质普遍存在于大气之中，它们和水经由各种裂隙或者孔道而向混凝土中渗入，从而这种碱性被中和了。比如，大气中的水和二氧化碳会化合成具有一定酸性的碳酸，虽然相对较弱，不过与氢氧化钙一样可以形成无碱性盐，即碳酸钙；因为工业污染而形成的酸雨等，这个过程就叫做“碳化”。这个指标可以进行钢筋混凝土结构的可靠度分析。
2.2 化学侵蚀
在周围的很多介质都直接或间接的和混凝土相接触，例如：土壤、水、空气等，这些介质中若容有碱、盐、酸类侵蚀物质，并向混凝土的内部浸入，可以发生化学反应或者物理反应，从而混凝土便会受到严重的腐蚀，不断地发生胀裂并进一步剥落，最终腐蚀钢筋，造成结构的失效。
2.3 冻融破坏
在低温状态下，水分向混凝土中浸入将会结冰膨胀，从而造成混凝土内部微观结构的损伤，冻融现象多次循环的发生，不断积累的损伤会导致混凝土发生剥落酥裂，最终使混凝土强度降低。在我国北方的一些潮湿地区，常常发生混凝土构件冻融破坏现象。
2.4 温湿度变化造成的影响
混凝土能够热胀冷缩，同时在干燥的环境下会由于失水收缩，在泡水浸润时会发生膨胀，各个不同的状态不断、反复的变化，尤其是骤然发生的状况下，混凝土内部体积和表明不协调的变化将会导致裂缝的产生，由于不均匀的胀缩而不断积累的损伤，将会造成混凝土内部组织破坏，从而使结构抗力大大减弱。
2.5 碱-骨料反应
混凝土中的水泥由于水化作用而有一些碱金属的释放，这些碱金属将会和骨料中的碱性成分经过化学反应产生碱活性物质，由于不断的吸水这种物质的体积会膨胀，从而造成混凝土内部结构的破坏，从而会有鸡爪形裂缝的产生，对混凝土结构造成严重影响，并影响使用，这就是所谓的碱-骨料反应。混凝土凝固数年之后将会发生这种反应，遍及混凝土的全体都可以发生碱-骨料反应，所以进行阻抗和修补都是非常困难的，甚至可以造成混凝土的完全破坏。
3 使混凝土结构耐久性得到提高的措施
3.1 进行高性能混凝土的配置
第一，对水灰比进行严格的控制，并使水泥用量得到保证。在坍落度满足要求的条件下，应使水灰比尽可能的降低，从而使硬化后由于多余水造成的空隙减少，最终使混凝土结构的抗渗性、密实性得到有效的提高，从而混凝土耐久性也得到了很大限度的提高。第二，掺外加剂。进行外加剂的添加可以改善孔结构，并使抗渗性得到提高，这就是其提高混凝土耐久性的机理。在实际中常常使用两种以上的外加剂，从而改善混凝土性能。第三，掺粉煤灰或矿渣。掺合料有良好的活性以及细度，从而可以对混凝土中的大孔进行填充，是混凝土孔隙率减低，使孔结构得到改善。第四，进行砂石材料的选择时，必须选择级配良好、粗细适宜的粗集料以及细集料，从而使混凝土密实性得到有效的提高。
3.2 钢筋混凝土防腐
根据钢筋腐蚀主要的机理进行钢筋的防腐蚀设计，可以使用高性能防腐钢筋、表面涂层、阴极保护、环氧涂层钢筋、阻锈剂等。
进行混凝土拌合时，放入硝酸钙充当阳极阻锈剂，从而达到使氯离子造成的阳极反应得到有效的降低。使用阻锈剂必须要有限度，同时并没有足够成熟的环氧涂层技术，进行施工过程中，部分涂层损伤会造成腐蚀，并会加速腐蚀，严重时还会发生断裂，所以必须进一步研究该技术。所谓阴极保护技术即将导电涂料涂抹在混凝土表面，并连接直流电源的正极，从而使新的电位差得到形成，原钢筋骨架变成阴极从而使钢筋的锈蚀得到有效的抑制。不仅如此，还可以通过反向电流的施加使钢筋间的电位差得到消除。初期进行阴极保护技术需要较高的成本投入，表面涂层法属于非常有效的一种方法，即在钢筋混凝土表明进行防护材料涂层的设置，例如过氯乙烯涂料、环氧树脂砂浆等。对于很多重要工程结构，若不便维修则可以使用高性能防腐钢筋，以长远的角度看，这是最为经济合理的措施。
4 总结
为了使混凝土结构耐久性得到有效的提高，必须对其足够的重视，从各个方面入手使混凝土耐久性得到提高，同时对各个环节都要高度关注，从而使混凝土结构耐久性得到保证。不仅如此，除了使研究混凝土耐久性的过程得到加强，同时对于混凝土属于脆性材料这个事实不能忽视，与传统的混凝土不同，现代混凝土无论是微观、细观还是宏观都发生了很大的变化，这就提出了更高的要求，必须对施工以及后处理养护等过程都给予高度的重视，同时材料的评价、设计、性能、结构以及组成，又要求我们必须清晰的把握对混凝土性能的预测。
参考文献
[1]韦豪，范军.浅谈混凝土结构耐久性[J].山西建筑，2009（7）
[2]陈川.混凝土结构耐久性的修复性评估方法分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011（31）
[3]黄煜镔，钱觉时，汪宏涛.混凝土结构耐久性预估研究进展[J].材料导报，2010（11）
[4]周翠玲，刘经强.混凝土结构耐久性的研究现状与进展[J].山东农业大学学报（自然科学版），2010（3）