硫酸盐腐蚀环境下某工程结构耐久性设计
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盐渍土环境混凝土基础抗腐蚀措施发表时间:2018-03-21T13:59:23.513Z 来源:《防护工程》2017年第33期作者:成佃虎[导读] 盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。
摘要:通过对盐渍土地区混凝土腐蚀的机理分析, 指出了西部盐渍区富含的硫酸盐是造成混凝土物耐久性差的主要原因; 并详细阐述了国内外关于混凝土硫酸盐侵蚀影响因素的现状研究。
简要介绍了盐渍土环境中钢筋混凝土结构腐蚀失效原理,并综述了国内外近年来对盐渍土钢筋混凝土腐蚀机理研究的相关情况。
关键词:盐渍土;混凝土;抗腐蚀一、引言盐渍土是盐土和碱土以及各种盐化、碱化土壤的统称。
碱土含有较多量的交换性钠,又称钠质土,盐土是指土壤中易溶盐的含量达到0.5%以上的土类。
盐渍土广泛分布在我国东部沿海及西北盐湖地区,这类土壤中含有较高浓度的氯离子,以及一定量的硫酸根离子、镁离子等侵蚀性物种,因此对钢筋混凝土结构物常构成比较严重的腐蚀。
盐渍土地区的建筑物常常在远未到达设计寿命时就会出现表层混凝土粉化脱落及钢筋锈蚀等现象,给人们的生产生活造成巨大的损失。
盐渍土环境下多种侵蚀性介质对钢筋混凝土的腐蚀问题一直是广泛关注的热点之一,人们围绕混凝土损伤失效以及钢筋锈蚀过程展开了一系列的研究。
二、盐渍土对混凝土的腐蚀原因盐渍土含盐量及含盐种类有很大差别, 其腐蚀性也有差异。
氯盐主要腐蚀混凝土中的钢筋从而引起结构破坏; 硫酸盐主要是通过物理、化学作用破坏水泥水化产物, 使混凝土分化、脱落和丧失强度。
1 硫酸盐的化学腐蚀机理实际上硫酸盐侵蚀是一个比较复杂的过程。
硫酸盐侵蚀引起的危害性包括混凝土的整体开裂和膨胀以及水泥浆体的软化和分解。
不同的Ca、N a、K、M g 和Fe 的阳离子会产生不同的侵蚀机理和破坏原因, 如硫酸钠和硫酸镁的侵蚀机理就截然不同。
1) 硫酸钠侵蚀首先是Na2SO4和水泥水化产物Ca(OH)2的反应, 生成的石膏(CaSO 4·2H2O ) , 再与单硫型硫铝酸钙和含铝的胶体反应生成次生的钙矾石, 由于钙矾石具有膨胀性, 所以钙矾石膨胀破坏的特点是混凝土试件表面出现少数较粗大的裂缝。
建筑材料(高起专)阶段性作业11. 孔隙率增大,材料的_____降低。
(4分)(A) 密度(B) 表观密度(C) 憎水性(D) 抗冻性参考答案:B2. 材料在水中吸收水分的性质称为_____。
(4分)(A) 吸水性(B) 吸湿性(C) 耐水性(D) 渗透性参考答案:A3. 含水率为10%的湿砂220g,其中水的质量为_____。
(4分)(A) 19.8g(B) 22g(C) 20g(D) 20.2g参考答案:C4. 材料的孔隙率增大时,其性质保持不变的是_____。
(4分)(A) 表观密度(B) 堆积密度(C) 密度(D) 强度参考答案:C5. 普通混凝土标准试件经28d标准养护后测得抗压强度为22.6MPa,同时又测得同批混凝土水饱和后的抗压强度为21.5MPa,干燥状态测得抗压强度为24.5 MPa,该混凝土的软化系数为_____。
(4分)(A) 0.96(B) 0.92(C) 0.13(D) 0.88参考答案:D6. 材料的抗渗性指材料抵抗 _____渗透的性质。
(4分)(A) 水(B) 潮气(C) 压力水(D) 饱和水参考答案:C7. 有一块砖重2625g,其含水率为5%,该湿砖所含水量为_______。
(4分)(A) 131.25g(B) 129.76g(C) 130.34g(D) 125g参考答案:D8. 材料的耐水性指材料_____而不破坏,其强度也不显著降低的性质。
(4分)(A) 在水作用下(B) 在压力水作用下(C) 长期在饱和水作用下(D) 长期在湿气作用下参考答案:C9. 材料吸水后,将使材料的_____提高。
(4分)(A) 耐久性(B) 强度及导热系数(C) 密度(D) 表观密度和导热系数参考答案:D多选题10. 下列性质属于力学性质的有_____。
(4分)(A) 强度(B) 硬度(C) 弹性(D) 脆性参考答案:A,B,C,D11. 下列材料中,属于复合材料的是_____。
海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性技术措施分析随着社会发展的需求与技术的进步,使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境,在新环境的要求下,钢筋混凝土桥梁的防腐耐久性技术日趋重要。
然而处于海水环境中的钢筋混凝土桥梁结构,由于氯盐环境的影响导致结构内的钢筋极易锈蚀,进而大幅度降低了桥梁的使用寿命,对结构的安全也带来了危害。
据工业发达国家报道,钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内,使用寿命大幅缩短,结构大量返修,造成的损失往往能达到总投资的40%。
本文主要分析了海水环境下桥梁结构腐蚀的原因,并就海水环境下的桥梁结构防腐耐久性技术措施从结构形式、构造及材料选择等几个方面进行分析论述。
最后,针对北方海洋环境下桥梁的设计和施工,提出具体的提高桥梁抗腐蚀性的技术措施。
一、海水环境下的桥梁结构腐蚀原因分析一般来讲,砼内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜,保护钢筋免受锈蚀。
而钢筋锈蚀往往也就开始于其表面钝化膜的破坏。
在海水环境下,它的破坏主要有以下原因导致:首先是供氧不足。
一般来讲,钢筋表面钝化膜要保持良好需要一定浓度的氧流量(一般为0. 2~0. 3mA/m2),而水下环境的氧流量一般很低,进而导致钝化膜的厚度逐渐减小直至完全消失,导致钢筋非常缓慢的腐蚀。
再有,海水环境下的桥梁结构由于经常与海水接触并处于潮湿环境中,因各种原材料挟进砼中的氯离子以及海水中的大量氯离子不断渗入到钢筋周围,当此氯离子含量达到某一临界值时,钢筋的钝化膜开始破坏,丧失对钢筋的保护作用,从而引起钢筋锈蚀,削弱其有效断面,并引起膨胀,进而破坏砼保护层,形成恶性循环,加速砼结构破坏,使桥梁使用寿命受到严重威胁。
因此,必须进行防腐蚀耐久性设计,保证砼结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。
二、桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计,应针对结构预定功能和所处的环境条件,选择合理的结构形式、构造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质砼;对处于浪溅区和水位变动区的桥梁下部结构,宜采用高性能砼,或同时采用特殊的防腐措施,同时宜采用焊接性能好的钢筋。
2021年一级建造师考试《建筑工程》模拟试题及答案(卷十一)一、单选题1、一般墙体大模板在常温条件下,混凝土强度最少要达到( )时即可拆模。
A.0.7N/mm2B.1.0N/mm2C.1.7N/mm2D.2.5N/mm2【答案】B【解析】一般墙体大模板在常温条件下,混凝土强度达到 1 N/mm2,即可拆除。
2、某现浇钢筋混凝土梁板跨度为8m,其模板设计时,起拱高度宜为( )。
A.5mmB.7mmC.18mmD.26mm【答案】C【解析】起拱高度为跨度的1/1000~3/1000;8m 起拱8mm~24mm。
3、跨度为8m,混凝土设计强度等级为C40 的钢筋混凝土简支梁,混凝土强度最少达到( )N/mm2时才能拆除底模。
A.28B.30C.32D.34【答案】B【解析】根据底模及支架拆除时的混凝土强度要求。
C40 的简支梁混凝土强度要不小于40×75%=30N/mm2。
4、某跨度8m 的混凝土楼板,设计强度等级C30,模板采用快拆支架体系,支架立杆间距2m,拆模时混凝土的最低强度是( )MPa。
A.15B.22.5C.25.5D.30【答案】A【解析】快拆支架体系的支架立杆间距不应大于2m。
拆模时应保留立杆并顶托支承楼板,拆模时的混凝土强度可取构件跨度为2m 按规定确定。
所以拆模时候混凝土强度等级为:30×50%=15MPa。
5、拆除跨度为7m 的现浇钢筋混凝土梁量的底模及支架时,其混凝土强度至少是混凝土设计抗压强度标准值的( )。
A.50%B.75%C.85%D.100%【答案】B【解析】混凝土梁的跨度为7m,小于等于8m,故混凝土强度至少是混凝土设计抗压强度标准值的75%。
6、受力钢筋代换应征得( )同意。
A.监理单位B.施工单位C.设计单位D.勘察单位【答案】C【解析】钢筋代换时,应征得设计单位同意。
7、先张法预应力施工中,预应力筋放张时,混凝土强度应符合设计要求,当设计无要求时,混凝土强度不应低于标准值的( )。
混凝土抗硫酸盐侵蚀研究作者摘要:本文介绍了混凝土硫酸盐侵蚀破坏的机理和分类以及混凝土硫酸盐侵蚀的影响因素。
主要综合说明了5种判断硫酸盐侵蚀混凝土的检验方法:快速法;膨胀法;干湿循环法I;干湿循环法II;氯离子渗透试验。
提出了4种改善方法:合理选择水泥及掺合料品种;提高混凝土密实性;采用高压蒸汽养护;增设必要的保护层。
Summary:This paper introduces the mechanism and classification of erosion of concrete sulfate and influence factors of concrete sulfate attack.5 methods for the inspection of sulfate attack concrete are described:Express method;Plavini;dry wet cycling method I;Dry wet cycling method II;Chloride ion penetration test.4 improvement methods are proposed:Reasonable selection of varieties of cement and admixture;Improve the density of concrete;High pressure steam curing;Add the necessary protective layer.关键词:硫酸盐侵蚀混凝土改善方法影响因素Key word: Sulfate attack Concrete Improvement method Influential factors一、研究背景自混凝土产生以来,就以其原材料来源广泛、强度高、可塑性好、成本低等优点被普遍应用在房建工程、桥梁工程、还有水利及其它工程中,随着社会的发展和科学技术的进步,环境污染也成为了人类面临的一大重要问题,在空气和水中都产生了大量的腐蚀性的物质,给混凝土结构的使用寿命带来了严峻的考验。
强腐蚀环境下某给排水钢筋混凝土构筑物的结构设计摘要:本文通过对强硫酸盐腐蚀环境下,给水排水钢筋混凝土构筑物的结构设计过程分析。
提出该类环境下的结构设计方案,包括材料选用,基础处理,结构形式的选用和优化。
关键词:强腐蚀混凝土构筑物结构设计Abstract: This paper analyzes the structural design process of reinforced concrete water tank of water supply and sewerage in highly corrosive environment.Put forwad the scheme for structural design in this environment. Including material selection, ground treatment, selection and optimization of structural form.Keywords:highly corrosion concrete structure Structural design1.概述近年来,随着我国国民经济的不断发展,人民生活水准的提高,以及党和政府对环保事业的高度重视,全国各地进行了大量的给排水钢筋混凝土构筑物的建设。
笔者在某污水处理厂的结构设计过程中,经由工程地质勘查单位实验确定,该工程建设场地土硫酸根离子含量极高,对拟建混凝土构筑物形成了高强腐蚀。
因此在本工程设计中,根据现行规范和标准,通常为解决混凝土超长而采用的膨胀剂均不可使用,温度应力只能通过配筋来解决。
必须考虑并且场地土需进行特殊处理消除强腐蚀性。
构筑物的混凝土强度等级需有相应提高。
二.工程概况1.建设场地本工程位于辽宁省锦州市,该地区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,水平地震影响系数最大值为0.04。
场地类别为Ⅱ类,设计地震分组第二组,场地特征周期为0.40s,拟建工程设计使用年限为50年。
混凝土耐久性设计化学腐蚀环境7.1一般规定7.1.1化学腐蚀环境下混凝土结构的耐久性设计,应控制混凝土遭受化学腐蚀性物质长期侵蚀引起的损伤。
7.1.2化学腐蚀环境下混凝土结构的构造要求除应符合本章规定外,尚应符合本标准第3.5节的规定。
7.1.3化学腐蚀环境下混凝土结构的施工质量控制应按照本标准第3.6节的规定执行。
7.2环境作用等级Ⅰ水、土中化学腐蚀环境7.2.1水、土中的硫酸盐和酸类物质对混凝土结构构件的环境作用等级可按表7.2.1确定。
表7.2.1水、土中硫酸盐和酸类物质环境作用等级注:1表中与环境作用等级相应的硫酸根浓度,所对应的环境条件为非干旱高寒地区的干湿交替环境。
当无干湿交替(长期浸没于地表或地下水中)时,可按表中的等级降低一级,但不得低于Ⅴ-C级。
对于干早、高寒地区的环境条件可按本标准第7.2.3条确定。
2当混凝土结构件处于弱透水土体中时,土中硫酸根离子、水中镁离子、水中侵蚀性二氧化碳及水的pH值的作用等级可按相应的等级降低一级,但不低于Ⅴ-C级。
3高水压流动水条件下,应提高相应的环境作用等级。
4表中硫酸根等含量的测定方法应符合本标准附录E的规定。
7.2.2当有多种化学物质共同作用时,环境作用等级应按下列原则确定:1对含有较高浓度氯盐的地下水、土且不存在干湿交替作用时,可不单独考虑硫酸盐的作用;2当化学物质的腐蚀作用无叠加效应时,应取其中最高的环境作用等级;3当其中有两种及以上化学物质的作用等级相同且可能加重化学腐蚀时,其环境作用等级应再提高一级。
7.2.3部分接触含硫酸盐的水、土而部分暴露于大气中的混凝土结构构件,可按本标准表7.2.1确定环境作用等级。
当混凝土结构构件处于干旱、高寒地区,其环境作用等级应按表7.2.3确定。
表7.2.3干旱、高寒地区硫酸盐环境作用等级注:我国干旱区指干燥度系数大于2.0的地区,高寒地区指海拔3000m以上的地区。
Ⅱ大气污染腐蚀环境7.2.4大气污染环境对混凝土结构构件的作用等级可按表7.2.4确定。
水泥砂浆抗硫酸盐腐蚀的研究摘要:作为基础设施建设的重要基础材料的水泥混凝土,在研究及设计方向已不再单纯以强度为主要标志,而是向强度及耐久性方向综合发展。
硫酸盐侵蚀是混凝土耐久性的一个重要内容,在此背景下,本文提出以掺矿粉和氟石膏的超硫水泥砂浆为研究对象,与传统硅酸盐水泥进行试验对比研究,从抗蚀系数、膨胀率指标面上分析超硫水泥的抗硫酸盐侵蚀性能,以期开发出以掺入矿物掺合料为特征的高性能水泥体系。
关键词:高性能水泥;耐久性;硫酸盐侵蚀Abstract: This paper presents the study to the ultra slag cement and fluorgypsum sulfur cement mortar, comparative study of traditional portland cement, ultra-sulfur cement resistance to sulfate corrosion coefficient, swelling index surface erosion performance in order to develop a high-performance cement system characterized by the incorporation of mineral admixtures.Key words: high-performance cement; durability; sulfate attack1 引言传统的硅酸盐水泥在生产过程中,不仅要消耗大量的资源和能源,而且会造成严重的环境污染。
要与不断扩大的工程发展规模相适应,最好大力开发以掺入矿物掺合料为特征的高性能水泥体系,以解决硅酸盐水泥生产中存在的资源、能源消耗高,有害气体排放量大以及耐久性差等问题。
2. 实验内容2.1制作水泥砂浆试件2.1.1实验原料实验材料为超硫水泥即硅酸盐水泥+矿粉+石膏配制的新型水泥,所用原料皆为正规厂家生产的合格产品。
混凝土中腐蚀性物质检测技术规程一、前言混凝土是建筑结构中重要的构件材料,但是长期暴露于潮湿、含盐、化学物质等环境中,容易发生腐蚀现象,导致结构失效、安全事故发生。
因此,对混凝土中腐蚀性物质的检测至关重要,本技术规程旨在提供全面的混凝土中腐蚀性物质检测技术规程,以帮助相关工作者开展相关工作。
二、检测对象混凝土中腐蚀性物质主要包括氯离子、硫酸盐、碳酸盐等。
检测对象包括混凝土、钢筋、钢结构等。
三、检测仪器1. 氯离子检测仪:采用离子选择性电极测定混凝土中氯离子浓度,常用的有P2133氯离子检测仪、WZS-3型氯离子检测仪等。
2. 硫酸盐检测仪:采用钼酸铵比色法测定混凝土中硫酸盐含量,常用的有SZ-1型硫酸盐检测仪、TSS-1型硫酸盐检测仪等。
3. 碳酸盐检测仪:采用滴定法测定混凝土中碳酸盐含量,常用的有TJS-1型碳酸盐检测仪、KJ-7型碳酸盐检测仪等。
四、检测方法1. 氯离子检测方法(1)取混凝土样品:在混凝土表面钻孔,深度一般为2-3cm,直径为5-10mm,取出样品。
(2)制备样品:将取出的混凝土样品破碎,筛选出0.1-0.5mm的颗粒。
(3)测定氯离子含量:按照氯离子检测仪的使用说明进行操作,记录测定结果。
2. 硫酸盐检测方法(1)取混凝土样品:在混凝土表面钻孔,深度一般为2-3cm,直径为5-10mm,取出样品。
(2)制备样品:将取出的混凝土样品破碎,筛选出0.1-0.5mm的颗粒。
(3)测定硫酸盐含量:按照硫酸盐检测仪的使用说明进行操作,记录测定结果。
3. 碳酸盐检测方法(1)取混凝土样品:在混凝土表面钻孔,深度一般为2-3cm,直径为5-10mm,取出样品。
(2)制备样品:将取出的混凝土样品破碎,筛选出0.1-0.5mm的颗粒。
(3)测定碳酸盐含量:按照碳酸盐检测仪的使用说明进行操作,记录测定结果。
五、检测标准1. 氯离子含量:按照《混凝土结构耐久性设计规范》(GB 50068-2018)规定,混凝土中氯离子含量不得超过0.4%。
混凝土结构耐久性环境区划与耐久性设计方法一、概述在建筑和土木工程领域,混凝土结构的耐久性是设计和施工中至关重要的考虑因素。
混凝土结构在恶劣的环境条件下,如湿度、化学侵蚀、冻融循环等,容易受到损害,从而影响其使用寿命和安全性能。
对混凝土结构进行耐久性设计和环境区划显得尤为重要。
环境区划是根据不同地区的自然环境条件,将混凝土结构所处的环境分为若干区域,以指导耐久性设计和施工。
这种方法有助于针对特定环境条件制定相应的防护措施,从而提高混凝土结构的耐久性和可靠性。
耐久性设计方法则是在环境区划的基础上,考虑混凝土结构的预期使用寿命、环境作用、材料性能等因素,进行合理的设计和施工,以确保结构在规定使用期内满足功能和安全要求。
本篇文章将重点探讨混凝土结构耐久性环境区划与耐久性设计方法的相关理论和技术,分析现有研究成果和实践经验,为混凝土结构的设计和施工提供有益的参考。
通过对耐久性环境区划和设计方法的深入研究,有望提高混凝土结构的耐久性和可靠性,延长其使用寿命,降低维护成本,为我国建筑和土木工程领域的发展做出贡献。
1. 混凝土结构耐久性的重要性混凝土作为建筑行业中广泛使用的主要材料,其结构的耐久性对于建筑的安全、稳定和长期使用至关重要。
混凝土结构耐久性是指结构在设计和预期的使用年限内,能够承受各种环境因素(如气候、化学物质、生物侵蚀等)的作用,保持其原有的功能、性能和外观。
它不仅关乎建筑本身的质量和安全,更与人们的生命财产安全紧密相连。
耐久性好的混凝土结构能够有效抵抗外界环境的侵蚀,降低维修和加固的频率,节约大量的维护成本。
同时,它也符合可持续发展的理念,通过延长建筑的使用寿命,减少因频繁更换或维修带来的资源浪费和环境污染。
在实际工程中,由于材料质量、施工质量、设计不当、使用环境等多种原因,混凝土结构的耐久性往往面临着严重的挑战。
例如,混凝土中的钢筋可能因锈蚀而导致结构强度降低环境中的化学物质可能对混凝土产生侵蚀作用,导致结构开裂或剥落。
给旭阳化工的建议防腐蚀混凝土是一种特殊的耐久性混凝土。
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046-2008标准4.8.6规定“采用掺入抗硫酸盐的外加剂…,其性能满足防腐蚀要求时,可用于…基础…,并可不做表面防护”;针对工程腐蚀介质浓度,如强腐蚀介质,前提是“满足防腐蚀要求”,所以,不是所有的‘抗硫酸盐的外加剂’都能满足这一強腐蚀条件下防腐蚀要求的。
所以:1、CM型混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂(CM型抗硫酸盐类侵蚀防腐剂)在强或超腐蚀等级条件下,有近二十年的试验和工程使用成果;2、有《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046-2008国家标准主编专家的肯定:“掺入CM型抗硫酸盐类侵蚀防腐剂时,其表面可不再涂刷涂层防护”;3、设计采用了CM型抗硫酸盐类侵蚀防腐剂,并要求了掺量的防腐措施。
CM型抗硫酸盐类侵蚀防腐剂(CM型混凝土防腐剂)适应新拌混凝土与腐蚀性水土接触的混凝土结构抵抗硫酸盐、氯盐等强或超强腐蚀的工程,提高防腐蚀混凝土耐久性质量。
对于与水土接触的基础部位,CM型混凝土防腐剂的掺量按水泥质量分数计(替代水泥、密实剂、防水剂、膨胀剂)为10~12%(强腐蚀等级,约为胶凝材料的6.5%)。
对于超长结构的补尝收缩混凝土,与水土接触部位(标高地面以下部位),不太长结构CM型混凝土防腐剂的掺量为水泥质量的10~12%;超长结构混凝土后浇带或加强带CM型混凝土防腐剂掺量为水泥质量的14%。
超长结构,标高地面以上部位可采用膨胀剂或抗裂剂;若出现地面上下交界部位,在采用10~12%CM型混凝土防腐剂时,同时还可采用膨胀剂或抗裂剂,其掺量应不超过3%(混凝土后浇带或加强带);因膨胀剂或抗裂剂的物质不利于抗硫酸盐等腐蚀,所以不应在强腐蚀等级条件下的基础混凝土中使用。
《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》JC/T 1011-2006、《抗硫酸盐硅酸盐水泥》GB 748-2005国家标准第一起草人:岳云德教授级高工2013年4月20日CM型混凝土防腐剂的防腐蚀混凝土的价格和性能比较1. 原材料和配合比为了保证防腐蚀混凝土强度和耐久性质量,工作性能,原材料要求: P·O 42.5 水泥(或42.5等级的通用硅酸盐水泥)、钧牌CM型混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂(CM型混凝土防腐剂)、I或Ⅱ级粉煤灰、S75或S95级矿粉、减水剂、中砂、碎石、自来水。
建筑结构耐久性分析与改进措施建筑结构的耐久性是指建筑物在使用寿命内保持强度、刚度和稳定性的能力。
耐久性分析是建筑工程中非常重要的一项工作,可以帮助工程师确定建筑结构的使用寿命和维修周期,并提出改进措施以延长建筑物的寿命。
耐久性分析的目标是评估建筑结构所面临的现实环境条件和荷载,以确定结构的耐久性,并识别可能导致结构性能下降的因素。
以下是一些常见的耐久性分析方法和改进措施:1.环境影响分析:分析建筑物所处的环境条件,包括气候、地区盐分、水质等因素,以确定是否会对结构产生不良影响。
例如,在海洋或潮湿环境中,建筑结构容易受到侵蚀和腐蚀,设计中可以采用抗腐蚀材料和防水措施。
2.力学分析:通过对结构荷载和应力的分析,确定结构的强度和稳定性。
在设计和施工过程中,应遵循相应的建筑规范和标准,确保结构具有足够的强度储备和刚度。
3.材料选用:选择合适的结构材料,以确保结构在长期使用中不受破坏。
在规划和设计阶段,应充分考虑材料的性能、耐久性和经济性。
例如,对于框架结构,可以使用耐久性好的钢材,而对于地基和基础结构,可以选择抗渗透性好的混凝土。
4.防水措施:建筑结构的防水性能对于保障其耐久性非常重要。
在施工过程中,应严格按照设计要求进行防水施工,采用合适的防水材料,并确保施工质量。
此外,定期进行防水层的检查和维修,及时处理可能存在的漏水问题。
5.维护和保养:定期对建筑结构进行检查和维护,及时修复破损和腐蚀的部位,防止进一步的损坏。
同时,保持结构的清洁和干燥,避免积水和湿度对结构的危害。
6.抗震设计:结构的抗震性能是确保建筑物耐久性的重要因素之一、在设计阶段,应采用抗震设计原则和方法,确保结构具有足够的抗震能力,能够在地震发生时保持结构的完整性和稳定性。
7.合理使用:建筑使用者在长期使用建筑物时,应合理利用和维护建筑结构,避免过度荷载和错误使用导致的结构破坏。
总之,建筑结构的耐久性分析和改进措施是建筑工程中至关重要的一环。
混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准一、概述硫酸盐侵蚀是混凝土中常见的一种侵蚀形式,其会导致混凝土表面的钙化反应失控,破坏混凝土的结构,降低混凝土的强度,影响混凝土的使用寿命。
因此,为了提高混凝土的耐久性和使用寿命,需要对混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级进行标准化。
二、标准混凝土抗硫酸盐侵蚀等级分为5个等级:0级、1级、2级、3级、4级。
1. 0级:不具备任何抗硫酸盐侵蚀能力,不能用于任何硫酸盐侵蚀性环境中。
2. 1级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应比较平稳,混凝土表面没有明显的腐蚀现象,混凝土的强度基本能够保持稳定。
3. 2级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应有一定的失控现象,混凝土表面有轻微的腐蚀现象,混凝土的强度有所下降。
4. 3级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应明显失控,混凝土表面有明显的腐蚀现象,混凝土的强度明显下降。
5. 4级:在硫酸盐侵蚀性环境中,混凝土的钙化反应完全失控,混凝土表面有严重的腐蚀现象,混凝土的强度几乎失去了使用价值。
三、判定方法判定混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级一般采用以下两种方法:1. 长期浸泡法:将混凝土试件放入硫酸盐溶液中浸泡一定时间后,观察混凝土表面的腐蚀程度,根据腐蚀程度判定混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级。
2. 加速试验法:将混凝土试件放入硫酸盐溶液中浸泡一定时间后,进行力学性能测试,根据测试结果判定混凝土的抗硫酸盐侵蚀等级。
四、应用范围混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准适用于以下场合:1. 各类硫酸盐侵蚀性环境中的混凝土结构设计、施工和验收。
2. 混凝土抗硫酸盐侵蚀性能评估和检测。
3. 混凝土抗硫酸盐侵蚀材料的研发和应用。
五、结论混凝土抗硫酸盐侵蚀等级标准的制定,是为了提高混凝土的耐久性和使用寿命,对于混凝土结构的设计、施工和验收具有重要的意义。
在实际应用中,应根据不同的硫酸盐侵蚀性环境和混凝土结构的使用要求,选择相应的抗硫酸盐侵蚀等级,以保证混凝土的结构安全和使用寿命。
桩基础防腐设计浅析【摘要】结合山东焦化集团180m2、320m2烧结机工程实例,分析桩基础在氯盐和硫酸盐腐蚀环境下的防护设计。
【关键词】腐蚀机理干湿交替防腐措施1 前言山东焦化集团180m2、320m2烧结机工程由中冶北方工程技术有限公司设计、天津二十冶建设有限公司施工,工程地点位于山东省滨州市北海新区临港产业园区,设计使用年限为50年。
根据山东正元建设工程有限责任公司提供的《山东焦化北海冶金节能新工艺示范工程(烧结项目)岩土工程勘察报告》(以下简称《地勘报告》),场地内地下水中so42-含量为2871mg/l,对混凝土结构具有中等腐蚀性,cl-含量为18325mg/l,对钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水时具弱腐蚀性、在干湿交替状态下具强腐蚀性;场地土中so42-含量为1184mg/kg,对混凝土结构具弱腐蚀性,cl-含量为10866mg/kg,对钢筋混凝土结构中的钢筋具强腐蚀性。
因此,必须对混凝土结构的腐蚀机理及其防护方法进行研究,充分考虑地下混凝土结构可能发生的腐蚀问题,以保证其安全可靠、长期耐用。
2 腐蚀机理钢筋的腐蚀有很多原因,在本工程中cl-对钢筋的腐蚀是主要原因。
cl-进入混凝土后对钢筋主要有四个方面的腐蚀作用:(1)破坏钝化膜。
cl-进入混凝土并到达钢筋表面后,吸附于局部钝化膜处时,可使该处的ph值迅速下降,从而钝化膜遭到破坏。
(2)形成“腐蚀电池”。
cl-破坏钝化膜后使钢筋表面露出了铁基体,与未被破坏的钝化膜之间构成电位差,形成铁基体为阳极、钝化膜为阴极的“腐蚀电池”。
(3)阳极去极化作用。
cl-与fe2+相遇生成fecl2,从而加速阳极反应过程(fe-2e=fe2+),这个过程称为阳极的去极化作用;而fecl2在向混凝土内扩散时遇到oh-立即生成fe(oh)2沉淀,又进一步生成铁锈。
由此可以看出,cl-只参与了反应过程,并没有被“消耗”掉,也就是说进入混凝土中的cl-会循环往复地起破坏作用。
混凝土结构中的耐久性设计与应用混凝土结构是现代建筑中应用最广泛的结构类型之一。
它具有承重能力强、耐久性好、施工方便等优点,适用于各种建筑类型,如房屋、桥梁、隧道等。
然而,由于混凝土结构长期受到外界环境的侵蚀,如化学腐蚀、气候变化、地震等,可能导致其耐久性下降,进而影响其安全性和使用寿命。
因此,混凝土结构的耐久性设计与应用至关重要。
一、耐久性设计1.环境评估环境评估是混凝土结构耐久性设计的第一步。
通过评估结构所处的环境,如大气气候、土壤、水质等,确定结构所受到的环境影响,以便进行后续的设计和施工。
2.混凝土配合比设计混凝土配合比设计是混凝土结构耐久性设计的核心。
配合比的设计需要考虑到混凝土所受到的外界环境因素,如氯离子、硫酸盐、碱性物质等,同时还需要考虑混凝土的强度、耐久性、可加工性等因素,以达到最佳的耐久性设计。
3.钢筋防腐蚀设计在混凝土结构中,钢筋是主要的受力部件之一。
然而,钢筋容易受到环境因素的影响,如氯离子、氧化、电化学反应等,导致钢筋的腐蚀,进而影响混凝土结构的耐久性。
因此,在设计中需要考虑钢筋的防腐蚀,如采用不锈钢钢筋、采用复合材料包覆钢筋等方式。
4.结构防水设计混凝土结构中的防水设计也是耐久性设计的重要部分。
在设计中需要考虑结构的渗透性,如采用防水材料、加强结构的密封性等方式,以防止结构受到水分和湿气的侵蚀。
5.结构防震设计地震是混凝土结构耐久性设计中需要考虑的重要因素之一。
在设计中需要考虑结构的抗震性能,如采用加强构造、加固节点等方式,以保证结构在地震中的稳定性和安全性。
二、耐久性应用1.施工过程控制在混凝土结构的施工过程中,需要严格控制混凝土的配比、浇筑温度、养护时间等因素。
同时,还需要严格控制施工的环境条件,如温度、湿度等,以确保混凝土结构的质量和耐久性。
2.防腐蚀处理混凝土结构中的钢筋容易受到腐蚀,因此需要采取一系列的防腐蚀措施。
如采用防腐蚀涂料、采用不锈钢钢筋、采用复合材料包覆钢筋等方式,以延长混凝土结构的使用寿命。
浅析混凝土抗硫酸盐腐蚀的研究摘要:混凝土中硫酸盐腐蚀的测试方法,混凝土硫酸盐腐蚀的机理、影响因素以及混凝土抗硫酸盐腐蚀的发展状况和现状。
关键词:混凝土,硫酸盐,腐蚀,测试方法An analysis on the corrosion resistance of concrete to the sulfatecontentAbstract: The measuring method of the sulfate content in concrete corrosion, the mechanization and influencing factor of sulfate content in concrete, and the development status and the present situation about the corrosion resistance of the sulfate content in concrete.Key words: concrete, sulfate, corrosion, test method前言:我国及世界各地钢筋混凝土结构因硫酸盐腐蚀而破坏的事例屡见报道,近年来世界上很多地区都遭受硫酸盐型酸雨的侵蚀,硫酸盐侵蚀现象也经常发生[1]。
我国西北、西南和沿海地区,因为其地域原因,海水、地下水和土壤中含有大量的硫酸盐。
这些地区的建筑工程、海工及水工混凝土常会因硫酸盐腐蚀使混凝土结构失效破坏,造成了人力和财力资源的极大浪费,在工程中也暴露了很多的问题,因此混凝土的硫酸盐腐蚀问题受到广泛的关注。
1.国内外发展状况自1824年Aspdin取得波特兰水泥专利后水泥混凝土便随之诞生。
由于水泥混凝土造价低、能耗少、造型方便、坚固耐用等特点目前已成为世界上最大的人造材料。
近几年我国耗费在混凝土结构上的费用每年都在2000亿元以上口。
但是,随着混凝土的大量使用,混凝土材料的耐久性问题日益严重。
硫酸盐腐蚀环境下某工程结构耐久性设计
[摘要]介绍了硫酸盐对混凝土的腐蚀原因及掺加粉煤灰后提高混凝土耐腐蚀性能的作用机理,结合某具体工程,给出了硫酸盐腐蚀环境下结构耐久性设计的主要内容、材料选择及施工注意事项。
[关键词] 硫酸盐腐蚀,耐久性设计,粉煤灰混凝土
[abstract] introduces to the concrete sulfate causes of corrosion and fly ash concrete by adding increased corrosion resistance mechanism of action, and combined with a specific project is given in the sulfate corrosive environment the main content of the durability design, material selection and construction points for attention.
[keywords] sulfate corrosion, durability design, fly ash concrete
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
1引言
某严寒地区地下工程结构设计使用年限50年,筏板基础,现浇钢筋混凝土地下室。
构件截面较大,外墙约0.9米,顶板0.6米,底板1.0米,结构埋深8米。
地下室防水等级为一级,混凝土抗渗等级P8。
地下最高水位室外地坪下约4米,地表为盐渍土,局部有硫酸盐富集,周围土壤中富含硫酸钠、硫酸镁等成分。
所处环境类别为硫酸盐化学侵蚀环境,地下室周围土中硫酸根含量约2200~3400mg/kg。
本工程处于较严重化学腐蚀环境下,混凝土抗渗要求较高,且为大体积混凝土,应对耐久性设计进行详细考虑。
当前防止硫酸盐腐蚀的工程做法及混凝土配比等耐久性设计方案较多,故设计人员与业主、施工单位进行了协商合作,以期确定本地区适用的经济合理的工程方案。
2硫酸盐腐蚀及粉煤灰作用机理
硫酸盐对混凝土结构的侵蚀主要分为:化学机制损伤和物理机制损伤。
化学机制损伤:硫酸根离子溶液进入混凝土构件,与水泥石中的固态水化铝酸钙进行化学反应生成水化硫铝酸钙晶体。
水化硫铝酸钙晶体产生膨胀而引起混凝土结构的破坏。
物理机制损伤主要是硫酸盐离子溶液经由混凝土构件中的微孔及裂缝渗入到混凝土构件内部,水分蒸发后溶液过饱和导致析出结晶,此时相应引起结晶应力,应力超过混凝土的抗拉应力后便导致混凝土开裂,引起混凝土表面层剥落。
掺加适量的粉煤灰的好处是改善混凝土拌和料的粘聚性和保水性、流动性,同时由于二次水化作用,混凝土的密实度会较大幅度的提高,使水泥石的微观结构向良好方向发展。
二次反应的另外一个好处是可大大降低水泥石中易受腐
蚀的氢氧化钙含量。
因此掺加粉煤灰后有利于提高混凝土的抗渗性、抗硫酸盐腐蚀性。
同时由于粉煤灰比表面积较大,吸附离子的能力得到加强,可吸附水泥中的碱离子,与其发生化学反应而消耗其数量。
3硫酸盐腐蚀环境下的耐久性设计
根据本工程的使用要求和环境作用类别,混凝土结构耐久性设计主要解决的问题包括:混凝土原材料品质、配合比参数限值以及耐久性指标要求;结构耐久性要求的构造措施(包括钢筋的混凝土保护层厚度);与结构耐久性有关的主要施工控制要求。
对于处于严重腐蚀环境中的混凝土结构,除了对结构进行定期常规检测外,还应对结构的环境条件、混凝土的性能以及耐久性状况进行跟踪调查和检测。
混凝土的性能包括强度、碳化深度、电通量等。
耐久性状况包括混凝土中硫酸盐浓度及侵入深度、混凝土中钢筋锈蚀程度等状况。
本工程水泥选用普通硅酸盐水泥,矿物掺和料的品种为一级粉煤灰。
粉煤灰的技术要求应满足表1规定。
表1粉煤灰的技术要求
序号项目技术要求备注
C50以下混凝土
按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)检验
按《水泥原料中氯的化学分析方法》(JC/T420)检验
按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)检验
按《水泥化学分析方法》(GB/T176)检验
按《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB/T 1596)检验
按《水泥化学分析方法》(GB/T176)检验
1 细度,% ≤20
2 Cl-含量,% 不宜大于0.02
3 需水量比,% ≤105
4 烧失量,% ≤5.0
5 含水率,% ≤1.0(对干排灰)
6 SO3含量,% ≤3
7 CaO含量,% ≤10(对于硫酸盐侵蚀环境)
粉煤灰的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定,并应符合国家标准中粉煤灰应用的有关条文。
一般情况下,掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%,混凝土的水胶比不宜大于0.45。
混凝土中宜适量掺加能提高混凝土耐久性能的外加剂,宜选用多功能复合外加剂。
配制混凝土的骨料级配应良好,以减小空隙率,利于水胶比降低,保证使用效果。
粉煤灰混凝土的抗冻性较普通混凝土有所降低,特别是采用劣质粉煤灰时。
严寒地区的混凝土应采用优质粉煤灰,应掺加引气使含气量达到要求的数值。
本工程硫酸盐侵蚀环境下混凝土的胶凝材料的组成还应满足表2的规定,胶凝材料的抗蚀系数应不小于0.8。
表2 硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求
水泥品种水泥熟料中的C3A含量,% 粉煤灰或矿渣粉的掺量,% 最小胶凝材料用量,kg/m3
普通硅酸盐水泥≤8≥25 330
构造措施方面:
本工程地下室外墙采用复合卷材防水层与外界水分进行有效隔离。
外墙外部保护层取50mm。
对于局部独立基础等与土壤直接接触的构件,则参照工业建筑物防腐蚀规范的要求,采取在基础外部刷环氧沥青漆2遍,以阻止硫酸盐的腐蚀。
在易积水的地下室顶板部位,则采用结构找坡3%,使其顶面具有良好排水条件,防止雨后积水增加对顶板混凝土的腐蚀。
基槽回填则改用透水性较小的粘土,也可有效防止硫酸盐对混凝土结构的腐蚀作用。
4施工过程中注意的问题
施工前,应根据设计和施工要求开展混凝土配合比试验,并根据施工环境、使用环境条件,制定质量控制与质量保证措施。
本工程设计中则明确应进行混凝土试浇筑,验证并完善混凝土的施工工艺。
混凝土浇筑完成后,应采取防护措施,保证混凝土在浇筑后7天之内不受流动水直接冲刷。
新浇钢筋混凝土4周内一般不宜与盐渍土等环境直接接触。
混凝土拆模后,应采取有效措施继续对混凝土进行保湿养护。
掺有粉煤灰掺和料的防渗混凝土结构,应适当延长养护时间至不少于14天。
局部有硫酸盐富集时应局部挖除污染土层换填级配砂石或C10混凝土。
本工程为大体积混凝土结构。
应控制大体积混凝土水化热升温和混凝土结构物内外温差。
要优化配合比,采用低热水泥,掺加粉煤灰及外加剂后可提高混凝土的品质,降低水化热。
5结语
最终确定的混凝土等级为C35,选用普通硅酸盐水泥,掺和料主要为粉煤灰,掺加适量引气剂,控制引气率在3~5%左右。
本工程在施工前做了抗硫酸盐耐腐蚀实验,对混凝土配合比设计进行了验证。
本工程的耐久性设计,均为成熟常用的材料和施工方法,并未选用其它额外措施,经济适用性较好,技术可行,为业主取得了较好的经济效益。
参考文献:
[1] 刘秉京.混凝土结构耐久性设计[M],北京:人民交通出版社,2007.
资料分享
[2] 混凝土质量专业委员会,高强与高性能混凝土专业委员会.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M],北京:化学工业出版社,2004.
[3] 铁道科学研究院铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定[M],北京:中国铁道出版社,2005.
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。