东西部氯盐环境中混凝土的耐久性分析
- 格式:doc
- 大小:26.00 KB
- 文档页数:6
氯盐对混凝土结构耐久性的危害分析及对策文档资料可直接使用,可编辑,欢迎下载— 50年进展》的报告中指出:“ 当今世界 , 混凝土破坏的原因 , 按重要性递降顺序排列是 :钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境的物理化学作用 [2]。
在 2001年“ 土建结构工程的安全性与耐久性” 工程科技论坛上 , 有关专家也明确指出我国混凝土破坏的主要原因是“ 南锈北冻”。
我国从 70年代末开始大量建造混凝土路面道路和立交桥 , 80年代末开始建造高速公路。
在北方地区 , 为保证冬季交通畅行 , 向道路、桥梁及城市立交桥等撒除冰盐 , 大量使用的氯化钠 (NaCl 和氯化钙 (CaCl 2, 氯盐具有很强的腐蚀性 , 会造成金属结构、混凝土中钢筋、排水装置以及地下管线等加速腐蚀 , 使得氯离子渗入混凝土 , 引起钢筋锈蚀。
我国有超过 1万 km 的海岸线 , 大规模的基本建设集中于沿海地区 , 而海边的混凝土工程由于长期受氯离子侵蚀 , 混凝土中的钢筋锈蚀现象非常严重 , 已建的海港码头等工程多数都达不到设计寿命的要求。
因此使用防冰盐和海洋环境中的氯离子 , 是造成钢筋锈蚀的主要原因。
鉴于此 , 本文主要以氯离子对钢筋混凝土结构侵蚀破坏来进行分析 , 作为混凝土结构耐久性的一个重要部分。
氯盐对混凝土结构耐久性的危害分析及对策 Chlorine salt to concrete structure durable harm analysis and countermeasure 高永航解耀魁 (西安建筑科技大学土木工程学院 , 陕西西安 710055摘要 :钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最主要原因 , 而氯盐又是影响钢筋锈蚀的主要因素之一。
因此 , 本文以氯盐对钢筋混凝土结构腐蚀破坏为研究对象 , 指出了钢筋锈蚀的机理 , 钢筋锈蚀对结构性能的影响等 , 并对防氯盐侵蚀破坏提出了几点措施。
关键词 :钢筋混凝土结构 ; 氯盐 ; 耐久性 ; 钢筋锈蚀 ; 机理Abstract :Reinforcementcorrosion affects durability of concrete structures as most primary cause. And the chlorine saltalso affects one of steel bar corrosion primary factors. Therefore, the paper take the chlorine salt to the reinforced con -crete structure corrosion and destroy as the object of study, points out the steel bar corrosion the mechanism, Steel bar corrosion to structure performance influence and so on., and proposed several measures to against chlorine salt corrosion destruction.Key words :reinforced concrete structure; chloride salt; durability; reinforcement corrosion; mechanism中图分类号 :TU528.33;TU511.3+2文件标识码 :B 文章编号 :1003-8965(2021 01-0013-05水泥与混凝土 13图 1氯离子侵蚀钢筋锈蚀机理2.1氯离子侵蚀钢筋锈蚀机理已有的结果表明 , 混凝土空隙中是碱度很高的 Ca(OH2饱和溶液 , PH 值在 12.5左右。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展,基础设施建设日益增多,混凝土作为主要的建筑材料之一,其耐久性问题是影响工程质量和寿命的重要因素。
尤其是在盐渍土环境下,混凝土材料易受腐蚀,耐久性问题更加突出。
因此,研究盐渍土环境下混凝土的耐久性,对于保障工程安全和延长使用寿命具有重要意义。
二、盐渍土环境对混凝土的影响盐渍土环境中,混凝土所面临的耐久性问题主要源于土壤中的盐分。
盐分可以渗透到混凝土内部,与混凝土中的物质发生化学反应,导致混凝土的性能下降。
具体影响表现在以下几个方面:1. 钢筋锈蚀:混凝土中的钢筋在盐渍土环境下易发生锈蚀,锈蚀产物体积膨胀,导致混凝土开裂,进一步影响混凝土的耐久性。
2. 混凝土碳化:盐分与空气中的二氧化碳反应,加速混凝土的碳化过程,使混凝土碱度降低,导致混凝土结构的性能降低。
3. 盐结晶压力:盐分在混凝土内部结晶时,会产生产物体积变化,形成结晶压力,导致混凝土开裂。
三、混凝土耐久性研究现状针对盐渍土环境下混凝土的耐久性问题,国内外学者进行了大量研究。
目前,提高混凝土耐久性的方法主要包括优化混凝土配合比、使用添加剂、改善施工工艺等。
其中,优化配合比是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
通过调整骨料、水泥、掺合料等材料的配比,可以改善混凝土的抗渗性、抗裂性等性能。
此外,使用添加剂如阻锈剂、引气剂等也可以提高混凝土的耐久性。
四、盐渍土环境下混凝土耐久性研究方法针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究,主要采用以下方法:1. 实验室模拟法:通过模拟盐渍土环境,对混凝土进行长期浸泡、干湿循环等试验,观察混凝土的耐久性变化。
2. 现场观测法:在盐渍土地区的实际工程中进行长期观测,记录混凝土的性能变化,分析其耐久性。
3. 理论分析法:通过建立数学模型、运用计算机模拟等方法,对混凝土在盐渍土环境下的耐久性进行理论分析。
五、研究展望未来,针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究,可以从以下几个方面进行深入探讨:1. 进一步研究盐渍土环境中混凝土耐久性的影响因素及作用机制,为提高混凝土耐久性提供理论依据。
氯腐蚀环境混凝土结构耐久性与寿命预测共3篇氯腐蚀环境混凝土结构耐久性与寿命预测1混凝土结构在氯腐蚀环境下的耐久性与寿命预测随着人口的增加和工业化的发展,建筑物和桥梁承受的重量和荷载越来越大,因此预测混凝土结构的寿命和检测其耐久性变得越来越重要。
对于混凝土结构而言,氯离子的腐蚀是一种特别严重的问题。
在本文中,我们将讨论氯腐蚀环境下混凝土结构的耐久性以及如何预测其寿命。
混凝土结构的耐久性与寿命预测混凝土结构中的钢筋提供了强度和支撑力,但是当氯离子进入混凝土中时,它们会腐蚀钢筋,导致钢筋锈蚀和损坏混凝土的结构强度。
因此,要确保混凝土结构在氯腐蚀环境下的长期使用,需要深入了解混凝土的耐久性和正确预测其寿命。
对于混凝土结构来说,耐久性可以通过测量氯离子的浓度来确定。
目前,在不断发展的领域中,已经研究出了多种方法来测试氯离子的浓度。
例如,氯离子浓度可以通过取混凝土样品并将其投入一定量的荧光染料溶液,然后通过观察荧光信号来测定。
还有其他的方法可以测定氯离子浓度,包括电化学测试和非破坏性测试等。
在预测混凝土结构的寿命时,需要考虑以下几个方面:1.混凝土材料本身的耐久性混凝土的耐久性取决于其物化特性和性能,比如强度、渗透性、钢筋和混凝土的附着强度等。
当使用高质量的混凝土材料时,可以期望其寿命将比低质量的混凝土寿命更长。
2.混凝土结构在环境中的暴露时间混凝土结构的暴露时间与其寿命直接相关。
当混凝土结构在覆盖不良或没有适当的涂层保护的情况下暴露于氯腐蚀的环境中时,钢筋的腐蚀速度会加快,通常情况下,混凝土结构的寿命也会相应缩短。
3.混凝土结构的设计和施工条件混凝土结构的设计和施工条件也会影响其寿命。
例如,混凝土结构的裂缝会加速钢筋的腐蚀。
此外,不当的施工工艺也可能导致结构的质量问题,从而影响结构的耐久性。
结论混凝土结构在氯腐蚀环境下的寿命预测是一项复杂的任务。
混凝土结构的耐久性和寿命预测需要考虑多个因素,比如材料的品质、环境暴露时间以及设计和施工条件。
混凝土中氯盐对混凝土性能的影响混凝土是一种常用的建筑材料,它由水泥、砂、石等材料组成,可以制成各种形状的构件,具有很好的抗压强度和耐久性。
然而,在实际使用过程中,混凝土往往会受到各种外界因素的影响,其中之一就是氯盐的影响。
氯盐是一种常见的环境因素,它可以通过混凝土表面的渗透、空气中的沉积、海水的浸泡等方式进入混凝土中,对混凝土性能产生不同程度的影响。
氯盐对混凝土强度的影响氯盐的存在会影响混凝土的强度,主要表现为降低混凝土的抗压强度和抗拉强度。
这是因为氯离子与混凝土中的水泥反应,形成氯化钙等物质,导致水泥石胶凝胶体的体积膨胀,从而使混凝土内部的微观结构发生变化。
此外,氯盐还可以促进混凝土中的氧化反应,引起钢筋锈蚀,从而降低混凝土的抗拉强度。
氯盐对混凝土耐久性的影响混凝土的耐久性是指其在特定的环境下,经过一定时间的使用后,仍能保持其性能和功能的能力。
氯盐的存在会显著降低混凝土的耐久性,主要表现为以下几个方面:1. 促进混凝土中的钢筋锈蚀。
氯盐进入混凝土中后,会与钢筋表面的氧化铁发生反应,形成氯化铁,从而加速钢筋的锈蚀速度,最终导致混凝土的破坏。
2. 降低混凝土的抵抗碳化能力。
氯盐与混凝土中的碳酸盐反应,形成氯化钙等物质,从而降低混凝土的抵抗碳化的能力,导致混凝土表面的钙化层被破坏,从而加速混凝土的老化。
3. 影响混凝土中的膨胀性能。
氯盐进入混凝土中后,会与水泥石胶凝胶体中的钾离子、钠离子等离子体发生反应,形成氯化钾、氯化钠等物质,从而增加混凝土的膨胀性能,导致混凝土的龟裂和开裂。
氯盐对混凝土防水性的影响混凝土的防水性能是指其在特定的环境下,能够有效地防止水的渗透和漏水。
氯盐的存在会影响混凝土的防水性能,主要表现为以下几个方面:1. 加速混凝土中孔隙的扩张。
氯盐进入混凝土中后,会与水泥石胶凝胶体中的钾离子、钠离子等离子体发生反应,形成氯化钾、氯化钠等物质,从而加速混凝土中孔隙的扩张,导致混凝土的渗透性能变差。
氯盐侵蚀下钢筋混凝土结构的耐久性评估与修复方案钢筋混凝土结构在长期使用过程中,可能会受到氯盐的侵蚀而导致耐久性下降。
因此,对于氯盐侵蚀下的钢筋混凝土结构进行耐久性评估,并制定相应的修复方案,对于保护结构的正常使用和延长使用寿命具有重要意义。
一、氯盐侵蚀下钢筋混凝土结构的耐久性评估1. 检测氯离子含量:可以通过采集结构的混凝土样品,使用离子色谱仪等实验室设备检测氯离子的含量。
根据检测结果,评估结构的氯盐侵蚀状况和严重程度。
2. 测定钢筋锈蚀情况:通过对结构中的钢筋进行检测,了解钢筋的锈蚀程度、钢筋锈蚀面积和深度等参数,评估结构的钢筋腐蚀状况。
3. 评估混凝土质量:通过对混凝土的抗压强度、渗透性和孔隙结构等性能的检测,了解混凝土的质量状况,评估结构的耐久性。
4. 结构损伤的评估:对于受氯盐侵蚀的结构,通过检测其裂缝、脱落、开裂等损伤情况,评估结构的稳定性和耐久性。
二、修复方案1. 针对氯盐侵蚀引起的钢筋锈蚀:对于轻度锈蚀的钢筋,可采用刮除锈蚀层、喷涂防锈涂料等方法进行修复;对于严重锈蚀的钢筋,应采用钢板套筒、碳纤维加固等技术手段进行钢筋的修复。
2. 针对混凝土质量下降:对于混凝土质量下降的结构,可以采用渗透充填修复、碳纤维增强等方法来提高混凝土的力学性能和防水性能。
3. 结构加固处理:针对结构的损伤情况,可采取增加剪切钢板、加固轴力箍筋、增加外加剪力墙等措施来提高结构的抗震性能和稳定性。
4. 防护措施:对于已经修复的结构,应加强防护措施,如加装防护层、使用抗氯离子渗透剂等,以减少氯盐的侵蚀。
5. 监测与维护:修复完成后,应定期对修复后的结构进行监测,并进行必要的维护工作,以确保修复效果的持久性和结构的安全性。
三、注意事项1. 在制定修复方案时,应根据结构的具体情况,结合实际情况制定相应的修复方案,并与专业技术人员进行充分的讨论和评估。
2. 在施工过程中,应严格按照修复方案执行,并注意施工质量和进度控制。
混凝土耐久性研究——西北地区盐渍土环境下的混凝土摘要:在现代的工程建设中,包括房屋,道路,桥梁等建筑物的修建,都少不了一种材料,那就是混凝土,它凭借自身所具有的良好特性,成为了现代工程建筑最为重要的建筑材料之一,广泛运用于工程建设之中。
但是由于所处的环境差异,受到各种外界和自身因素的影响,不同地方使用的混凝土的耐久性都有所不同。
因此,对于混凝土耐久性的研究变得十分必要,对于现代工程建设的发展具有重要意义。
本文将以我国西北部内陆地区盐渍土环境下的混凝土结构为背景,主要论述在上述特定环境下影响混凝土耐久性的因素和作用机理,并且提出相应合理的技术措施,以保障复杂环境下的结构耐久性。
关键词:混凝土,耐久性,盐渍土等正文:混凝土,简称为“砼(tóng)”,是当代最主要的土木工程材料之一。
它是由胶凝材料,颗粒状集料(也称为骨料),水,以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制,经均匀搅拌,密实成型,养护施工中的混凝土硬化而成的一种人工石材。
混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大。
同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽等特点。
这些特点使其使用范围十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热工程等,混凝土也是重要的材料。
混凝土的耐久性是指它暴露在使用环境下抵抗各种物理和化学作用破坏,长期保持强度和外观完整性的能力。
它是一个综合性的概念,包括的内容很多,如抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱集料反应、抗氯离子渗透等方面,这些性能决定了混凝土的耐久性。
长期以来,人们认为混凝土材料是一种耐久性良好的材料,且与金属材料、木材比较,混凝土不生锈、不腐朽。
而随着近些年工程应用中出现的问题和形势发展,人们开始意识到混凝土材料的耐久性应受到高度重视。
一、影响因素及作用机理首先,针对我国西北地区的特殊环境来分析影响混凝土耐久性的因素。
我国西北部属于内陆地区,纬度较高,气候寒冷,气温变化明显,空气干燥,风沙大,这些气候因素对混凝土的影响很大。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会和经济的不断发展,基础建设的范围不断拓展,尤其在沿海、干旱、高盐碱地区等特殊环境下,建筑和交通设施面临着各种挑战,特别是混凝土耐久性的问题显得尤为重要。
盐渍土环境中,土壤含有较高浓度的盐分,会直接或间接地影响混凝土结构的耐久性。
因此,对盐渍土环境下混凝土耐久性的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、盐渍土环境对混凝土耐久性的影响1. 氯盐侵蚀盐渍土中的氯盐是一种常见的影响因素。
氯盐可以通过渗透进入混凝土内部,引起钢筋的锈蚀和混凝土的劣化。
随着氯离子浓度的增加,混凝土的电阻率会降低,钢筋的锈蚀速度加快,从而影响混凝土的耐久性。
2. 硫酸盐侵蚀除了氯盐外,盐渍土中的硫酸盐也会对混凝土造成侵蚀。
硫酸盐与混凝土中的水泥水化产物反应生成膨胀性物质,导致混凝土内部结构破坏,降低其耐久性。
3. 冻融循环作用在盐渍土环境中,由于盐分的结晶和融化过程,混凝土会经历冻融循环作用。
这种作用会使得混凝土内部产生微裂缝,进而降低其结构完整性和耐久性。
三、混凝土耐久性研究方法及进展1. 实验研究实验研究是混凝土耐久性研究的主要手段。
研究者们通过模拟盐渍土环境中的氯盐、硫酸盐等侵蚀因素,研究混凝土在不同条件下的耐久性能。
此外,利用先进的检测技术对混凝土内部的微观结构进行观察和分析,从而了解其性能退化的过程和机理。
2. 理论分析除了实验研究外,理论分析也是混凝土耐久性研究的重要手段。
通过建立数学模型和仿真分析,可以预测混凝土在盐渍土环境中的耐久性能,为工程实践提供理论依据。
四、提高混凝土耐久性的措施1. 优化混凝土配合比设计通过优化混凝土的配合比设计,可以提高其抗氯盐、抗硫酸盐等侵蚀的能力。
例如,增加水泥的掺量、使用优质骨料等措施可以提高混凝土的密实性和抗渗性。
2. 添加外加剂在混凝土中添加一些外加剂可以有效地提高其耐久性。
例如,添加引气剂可以改善混凝土的抗冻性能;添加阻锈剂可以防止钢筋的锈蚀等。
盐渍地区混凝土耐久性研究概况综述陈庆敏武汉理工大学土建学院摘要本文介绍了盐渍土的结构特征及化学成分,也介绍了国内西部及沿海盐渍区,钢筋混凝土材料腐蚀机理的分析过程。
同时对盐渍地区混凝土腐蚀的几种类型和抗腐方法,方案进行了介绍和评述,也介绍了不同矿物质超细粉对硫酸盐腐蚀的抑制作用,并利用质量损失等指标对砂浆试件干湿循环试验进行分析,还介绍了盐渍地区混凝土腐蚀破坏的主要因素及国内已有盐渍地区混凝土抗腐蚀性的部分研究成果。
为我国西部和沿海建设奠定了技术基础。
关键词盐渍地区;混凝土;耐久性;国内混凝土抗腐蚀研究一概述建国以来,我国水利,电力,交通,港口,铁道,工业与民用建筑及市政等部门兴建了大量混凝土工程,这些工程在国民经济建设中发挥了巨大的作用。
现在我国又处在西部开发与建设之中,加之近几年大量的巨资工程在这些地区的投入使用。
随着运行时间的增加,混凝土工程的腐蚀破坏问题日益突出,这一问题不仅影响到正常的生产,甚至危及到工程的安全运行。
近几年来混凝土腐蚀破坏的调查总结报告表明:混凝土腐蚀破坏在我国盐渍土主要分布的地区,该地区为地势较低的平原或盆地,如新疆的南疆.北疆及土哈一带,青海中西部、甘肃、宁夏、内蒙及青藏高原的低洼地区,沿海地区及华北下原、大同盆地、松辽平原等。
这些大型混凝土的工程一般运行年限都非常的短,更甚上亿的工程运行一两年就停止运行。
如西宁曹家堡飞机场于1996年建并运行,经过4年的时间,机场跑道老化、腐蚀、干裂十分严重,已影响了飞机的正常起飞和降落。
跑道混凝土出现腐蚀、起砂,道面龟裂。
另外西宁东郊硝湾330千伏变电所位于青海平安县内,所址上部近20m地层中大多沉积有棕红,棕褐色粘性土,地层中含混较多的石硝碎块和小颗粒。
含有大量的易容盐。
该变电所于1996年建成投入使用,2002年6月扩建投入运营了2号主变。
占地88亩,投资一亿多元,在全部建成投入运行不到一年的时间里,变电所内几乎所有的已建建筑物基础,室内外地坪,道路灯产生了严重的变形,沉降,裂缝和扭曲,直接危机变电所的运行。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言盐渍土因其独特的物理化学性质,在全世界广泛分布,特别是对于某些沿海地区及干旱地带,盐渍土的环境影响更是突出。
对于建设工程而言,盐渍土环境对混凝土结构的耐久性构成了严峻的挑战。
因此,研究盐渍土环境下混凝土的耐久性,对于保障工程结构的长期安全性和稳定性具有重要意义。
本文将详细探讨盐渍土环境下混凝土耐久性的研究现状、方法及结果。
二、盐渍土环境对混凝土的影响盐渍土环境中的混凝土结构常常面临多种腐蚀因素的共同作用,如氯盐侵蚀、硫酸盐侵蚀等。
这些侵蚀作用会导致混凝土的保护层开裂、剥落,进而影响其耐久性。
此外,盐渍土的含盐量、pH值、土壤类型等因素也会对混凝土的耐久性产生不同程度的影响。
三、混凝土耐久性研究方法为了研究盐渍土环境下混凝土的耐久性,学者们采用了多种研究方法。
主要包括实验室模拟试验、现场试验以及理论分析。
1. 实验室模拟试验:通过在实验室中模拟盐渍土环境,对混凝土进行加速腐蚀试验,观察其耐久性能的变化。
这种方法可以控制环境因素,便于观察和分析。
2. 现场试验:在盐渍土环境中的实际工程中进行长期观测,记录混凝土结构的耐久性能变化。
这种方法可以更真实地反映混凝土在自然环境中的耐久性能。
3. 理论分析:通过建立数学模型,对混凝土在盐渍土环境中的耐久性能进行预测和分析。
这种方法可以为我们提供更深入的理解和理论支持。
四、研究结果及分析通过上述研究,我们得到了以下结论:1. 实验室模拟试验表明,盐渍土环境中的混凝土在氯盐和硫酸盐的共同作用下,其耐久性能会受到严重影响。
混凝土的保护层容易出现开裂和剥落现象。
2. 现场试验结果表明,混凝土结构在盐渍土环境中的耐久性能受多种因素影响,包括土壤的含盐量、pH值、土壤类型等。
这些因素都会影响混凝土的腐蚀速度和程度。
3. 理论分析表明,通过建立合适的数学模型,我们可以预测和分析混凝土在盐渍土环境中的耐久性能。
这为工程设计和维护提供了重要的理论依据。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快,混凝土作为主要的建筑材料之一,其应用范围越来越广泛。
然而,在特定的地质环境如盐渍土地区,混凝土结构的耐久性问题日益突出。
盐渍土因其特殊的盐分含量和化学性质,对混凝土结构产生了严重的侵蚀作用,导致混凝土结构性能下降,甚至出现破坏。
因此,研究盐渍土环境下混凝土的耐久性具有重要的理论价值和实际应用意义。
二、盐渍土的基本性质盐渍土是指土壤中含盐量较高的地区,其形成与地理、气候、地质等多种因素有关。
盐渍土中的盐分主要以氯化物、硫酸盐等形式存在,这些盐分对混凝土结构具有腐蚀作用。
盐渍土的基本性质包括其含盐量、盐分种类、水分含量等,这些性质对混凝土结构的耐久性产生重要影响。
三、混凝土在盐渍土环境下的耐久性问题混凝土在盐渍土环境下的耐久性问题主要表现为混凝土表面的开裂、剥落、钢筋锈蚀等现象。
这些问题的产生主要是由于盐渍土中的盐分对混凝土的腐蚀作用。
具体来说,盐分通过渗透、扩散等方式进入混凝土内部,与混凝土中的物质发生化学反应,导致混凝土的性能下降。
此外,盐分的结晶作用也会对混凝土结构产生破坏。
四、混凝土耐久性研究方法为了研究混凝土在盐渍土环境下的耐久性,学者们采用了多种研究方法。
首先,通过实验室模拟盐渍土环境,对混凝土进行加速腐蚀试验,以了解混凝土在盐渍土环境下的耐久性能。
其次,通过现场调查和实地监测,了解实际工程中混凝土结构的耐久性能。
此外,还通过理论分析和数值模拟等方法,深入探讨混凝土在盐渍土环境下的破坏机理和耐久性规律。
五、提高混凝土耐久性的措施针对盐渍土环境下混凝土的耐久性问题,学者们提出了多种措施。
首先,优化混凝土配合比设计,提高混凝土的抗渗性能和抗裂性能。
其次,采用添加阻锈剂等措施,防止钢筋锈蚀。
此外,通过表面涂层等措施,提高混凝土表面的抗腐蚀性能。
同时,加强混凝土的维护和修复工作,及时发现和处理混凝土结构的耐久性问题。
六、研究展望虽然学者们对盐渍土环境下混凝土的耐久性进行了大量研究,但仍存在许多问题需要进一步探讨。
东西部氯盐环境中混凝土的耐久性分析摘要:混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下对抗各种破坏因素的作用以及长期保持强度和外观完整性的能力。
影响混凝土耐久性的因素有很多,由于东西部氯盐浓度和气候环境的不同,混凝土的破坏程度也不尽相同。
本文旨在通过比较东部海洋环境和西部盐湖环境的不同,分析混凝土在各自环境中的耐久性。
关键词:混凝土;耐久性分析;东部海洋;西部盐湖
随着我国工程建设规模的不断扩大,混凝土自问世以来,已逐渐成为在土木工程中用途最广的一种建筑材料。
与其他建筑材料相比,混凝土最突出的特点就是经久耐用。
然而在我国东西部不同的氯盐环境下,混凝土的耐久性又呈现出了不同的特点。
1 混凝土的耐久性
(一)耐久性的概念
混凝土的耐久性主要包括二个方面,一是抵抗外部环境作用以保证正常使用的能力;二是如何长期保持良好的使用性能和外观稳定性以维持其结构的安全。
根据相关试验的研究与分析和对一些工程事故的调查研究表明,影响混凝土耐久性失效的原因大致可以分为以下几类:渗透,冻融,碱—集料反应,钢筋的腐蚀,混凝土的碳化以及化学侵蚀等。
(二)破坏耐久性的机理分析
1.渗透
混凝土渗透性能的好坏主要是看液体通过混凝土时的流畅性。
液体进入混凝土内部后,混凝土会对液体的渗透产生抵抗,也就是混凝土的抗渗性。
由于水和有害液体的渗入会对混凝土的耐久性造成破坏,因此混凝土阻碍液体流入的能力越好,其耐久性就越强,使用寿命也就越长。
为了提高混凝土的抗渗性,我们可以采用高性能的混凝土。
通过掺合料和掺加外加剂,提高混凝土的稳定性和适用性。
这种拌合料不仅便于浇筑密实,而且在凝结过程中体积变得稳定,不易形成微细裂缝,抗渗性也有显著的提高。
2.冻融
针对混凝土的冻融破坏,国内外已经展开了大量的调查研究。
在我国北方地区,混凝土冻融破坏的现象很是普遍。
混凝土凝固之后,内部的孔隙中遗留了一些通过孔隙进入的水和硬化后残存的游离水。
当气温下降时,孔隙中遗留的水分就会结冰,体积随之膨胀,从而破坏了混凝土的内部结构。
如果毛细孔所承受的膨胀压力和渗透压力超过了混凝土的强度后,混凝土的孔壁结构就遭到了破坏,混凝土就会开裂。
经过反复的冻融循环后,每一次冻融造成的破坏不断积累,断开的裂缝就会不断延伸以至相互贯通,最终造成混凝土的强度下降。
如此说来,在冻融破坏的过程中,混凝土内部的孔隙起着重要的作用。
因此,我们应该选择质地坚硬致密且含泥量达标的砂、石骨料,改善骨料的粒径级配,尽量选择粒径较大的粗骨料,以减小孔隙率,提高混凝土的耐久性。
此外,我们还可以通过添加减水剂
或引气剂来减小空隙率,缓冲孔隙中的水分冻融时产生的破坏,提高混凝土的密实度。
3.碱—集料反应
碱—集料反应可以分为两种反应:一种是碱—硅反应,一种是碱—碳酸盐反应。
前者是非石英质系结构不稳定的硅矿物中的活性硅和水泥中的碱在高碱性的环境下发生的反应。
后者是孔隙溶液中的碱离子与集料中的白云石发生的反应。
一般情况下,混凝土在浇注成型后的两、三年或更长的时间里,其中的碱和集料中的活性成分会发生膨胀反应,该反应会引起混凝土的开裂和微结构变化,导致混凝土失去强度、弹性和耐久性,从而严重影响建筑的安全性。
值得注意的是,到目前为止,在实际的工程操作中还没有一种切实可行的措施可以抑制碱—碳酸盐反应,因此这种反应又被称为混凝土的“癌症”。
4.钢筋的腐蚀
早在2001年,梅塔教授就发表了“钢筋腐蚀是破坏钢筋混凝土结构的主要原因”的重要观点,国内外的大量实践也证明了这一观点,百分之八十出现耐久性问题的工程都是由钢筋腐蚀引起的。
从环境的角度而言,腐蚀确实是影响影响钢筋混凝土耐久性的主要因素之一,对于海洋工程来说甚至可以说是关键因素。
在钢筋混凝土结构中,钢筋腐蚀主要表现为电化学腐蚀。
氢氧化铁的体积在电化学腐蚀反应中会膨胀,当这种膨胀超过了混凝土的极限时,混凝土就会被胀裂。
裸露在外的钢筋在与空气的接触中加速腐蚀,最终加
快对混凝土的破坏。
要解决这个问题,我们除了在施工阶段选择优良的材料外,还要注意对混凝土构件进行适时的养护。
防止过早的拆模,保持混凝土构件所处环境的干燥。
对于在特殊条件和特殊季节下的施工,有关人员也应该因地制宜,针对具体环境采取相应措施。
5.混凝土的碳化
混凝土的碳化主要是指混凝土中的氢氧化钙与进入混凝土中的二氧化碳和二氧化硫、硫化氢等酸性气体发生化学反应的过程。
简言之,碳化就是混凝土的中性化过程。
虽然碳化过程可以使混凝土的体积缩小,结构变得更加密实,但是随着碳化的加深,混凝土的酸碱值不断降低至八到九之间,当碳化层的厚度深及钢筋表面时,钢筋由于失去碱性环境的保护而开始生锈,从而引发混凝土出现裂缝,粘结力也会随之下降,严重的还会导致钢筋保护层的脱落。
6.化学侵蚀
当混凝土处在有侵蚀介质作用的环境中时,发生的一系列物理和化学反应会对混凝土的结构造成侵蚀,其中最普遍的一种形式就是硫酸盐侵蚀。
硫酸盐侵蚀系属膨胀性侵蚀,在侵蚀初期,新生成的盐结晶体不断增长,使混凝土中的缝隙缩小,强度提高。
但是到了后期,大量膨胀物在孔结构中的不断增长使孔结构被破坏,混凝土也就遭到了破坏。
2 东西氯盐环境中的混凝土差异
由于东西部氯盐浓度的不同,混凝土的耐久性在这两种不同的
环境中所受的破坏程度也不尽相同。
北方沿海地区的混凝土破坏主要是冻融破坏和钢筋锈蚀,在东南沿海地区则以钢筋锈蚀为主。
而在西部盐湖地区就不存在冻融破坏的问题,混凝土的耐久性需要面对的是盐湖卤水的化学侵蚀和钢筋腐蚀。
(一)东部沿海地区
据陈蔚凡报道,在天津滨海地区的盐渍土环境中,混凝土结构的腐蚀很严重,一般在使用七、八年后就需要大面积的整修。
例如在1978年投入使用的天津大港发电厂,它的箱型就是钢筋混凝土结构,在使用八年后就发现被严重腐蚀,不得不重新选择厂址。
在东部沿海地区,耐久性出现问题的码头等海洋工程主要都是由钢筋腐蚀引起的。
早在1976年建成的连云港杂货码头在使用四年后就出现钢筋腐蚀,1979年建成的天津港客运码头在使用不到十年的时间里,前承台面板就有出现了一半左右的钢筋腐蚀现象。
(二)西部盐湖地区
在西部盐湖卤水干湿交替环境的影响下,普通混凝土在使用两、三年后就会被严重侵蚀,一般的钢筋混凝土结构在使用了三到五年后也会出现开裂现象。
以青海省格尔木钾镁厂为例,该厂以察尔汗盐湖卤水为原料,生产硫酸镁和硫酸钾,厂房内的钢筋混凝土大梁就因钢筋锈蚀而冒出锈水。
而在青海盐湖钾肥的一个厂区里,由于对被腐蚀的钢筋混凝土结构进行了不恰当的粘钢加固,导致钢板和混凝土梁被腐蚀的更加严重,钢筋截面甚至出现锈断。
调查表明,在西部盐湖地区,被钢筋锈蚀而破坏的混凝土结构
主要是在地上三十厘米高度的范围内。
在以盐湖卤水为原料进行生产的化工企业中,为了防止办公楼和车间的混凝土结构被腐蚀,施工方会就对其采用环氧玻璃钢或是环氧漆涂层的防护措施。
但是由于西部阳光强烈,紫外线辐射严重,建筑内部的混凝土结构还是受到了腐蚀。
3 总结
近年来,我国的工程建设规模日益宏达,每年的工程投入资金就高达两万亿元,其所需的维修费用更是惊人。
为了保持我国经济更好更快的发展,提高混凝土使用的耐久性便成为了基础设施建设亟待解决的问题。
目前,相关部门和研究所已经开始重视这个问题,相信在不久的将来,高性能的混凝土就会在各类工程中投入使用。
参考文献
[1]余红发,刘连新,曹敬党,陈浩宇,翁智财.《东西部氯盐环境中混凝土的耐久性和服役寿命》[a].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2005,(2)
[2]蒲建国.《混凝土的耐久性分析》[b].中国建材科技,2011(4)
[3]侯鹏飞.《谈混凝土的耐久性》[a].山西建筑,2012(3)
[4]余红发,孙伟,屈武,等.盐湖地区的环境条件与混凝土和钢筋混凝土结构的耐久性[j].工业建筑,2003,33(3)
[5]欧阳幼玲,陈迅捷,张燕驰.腐蚀环境中海工混凝土抗氯离子侵蚀性[j].水利水运工程学报,2003(1)。