浅谈混凝土结构的耐久性设计与施工
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混凝土结构耐久性设计与施工指南方案一、耐久性设计方案:1.根据混凝土结构的使用环境和要求,确定设计寿命和要求的耐久性指标,包括抗压强度、抗折强度、抗渗性等指标。
2.选用合适的混凝土配合比和材料,确保混凝土的强度等级和耐久性要求。
3.合理设计结构的构造和细部连接,提高结构的抗震、抗风、抗爆、抗冻融等特性。
4.考虑混凝土结构的维护性和修复性,通过合理的设计措施减少结构的维护工作和维修费用。
二、耐久性施工指南方案:1.材料选用:a.选择符合国家标准和设计要求的水泥、骨料和外加剂等建筑材料。
b.控制混凝土配合比中的水胶比,以提高混凝土的致密性和耐久性。
c.采用粉煤灰、矿渣粉等掺合料替代部分水泥,改善混凝土的耐久性。
d.严格控制混凝土搅拌的时间和搅拌质量,避免过度搅拌引起的气孔和缺陷。
2.浇筑施工:a.控制混凝土浇筑的温度和湿度,防止混凝土的早期干缩和开裂。
b.采取合适的振捣方式,保证混凝土的密实性和均匀性。
c.针对大型工程或高强度混凝土结构,可以采用自密实混凝土或外加剂的方式,提高混凝土的耐久性。
3.养护施工:a.及时对新浇筑的混凝土进行养护保湿,防止混凝土的早期干燥和裂缝的产生。
b.面积较大的混凝土结构可以采用覆盖保湿膜或使用喷水等方式进行养护。
c.严格控制混凝土结构的硬化时间,在混凝土强度达到设计要求之前,避免超荷载使用或施工。
4.结构维护:a.定期对混凝土结构进行巡视,及时发现并修复结构的损坏和缺陷。
b.预防性维护,对混凝土结构进行防水、防腐处理,延长结构的使用寿命。
综上所述,混凝土结构的耐久性设计与施工指南方案包括耐久性设计和耐久性施工两个方面。
耐久性设计方案要根据使用环境和要求确定耐久性指标,并选用合适的材料和构造。
耐久性施工指南方案要控制混凝土材料的选用、浇筑施工和养护施工的质量,以及定期维护结构。
通过遵循这些方案,可以提高混凝土结构的耐久性,延长结构的使用寿命。
混凝土结构耐久性设计原理及方法一、耐久性设计的基本概念混凝土结构的耐久性是指结构在使用寿命内,在各种环境和荷载作用下,依然能够保持满足使用功能和安全要求的能力。
耐久性设计就是在设计阶段,通过对混凝土结构的材料、结构和施工进行科学合理的考虑,使其在使用寿命内保持良好的耐久性。
二、混凝土结构耐久性的影响因素1. 环境因素:包括温度、湿度、气候、气体、水质等因素。
2. 材料因素:包括水泥、骨料、粉煤灰、矿粉等材料的选择和使用。
3. 结构因素:包括结构形式、尺寸、布置、构造和设计荷载等因素。
4. 施工因素:包括混凝土的浇筑、养护、质量控制等因素。
三、混凝土结构耐久性设计方法1. 材料选择:在选择水泥、骨料、粉煤灰、矿粉等材料时,应根据环境条件和结构要求,选择合适的材料。
例如,在高氯离子环境下,应选用低碱度水泥和低氯离子含量的骨料,以减少氯离子侵蚀。
2. 结构设计:在结构设计中,应根据结构形式、尺寸、布置、构造和设计荷载等因素,合理设计结构的各个部分。
例如,在混凝土桥梁的设计中,应根据桥梁所处的环境条件和使用要求,合理设置排水系统、防水层和防护层等。
3. 施工控制:在混凝土的浇筑、养护、质量控制等方面,应采取科学合理的措施,确保混凝土的质量和性能。
例如,在混凝土的浇筑前,应对模板进行充分的清洁和防腐处理,以减少混凝土表面的裂缝和腐蚀。
4. 养护措施:在混凝土结构的养护中,应根据环境条件和使用要求,采取适当的养护措施,延长混凝土的使用寿命。
例如,在高温环境下,应采取适当的降温措施,以减少混凝土的收缩和开裂。
四、混凝土结构耐久性设计的实践应用1. 混凝土结构的抗渗性设计:在混凝土结构的设计中,应根据结构的使用要求和环境条件,合理设置防水层和防护层等,以保证混凝土结构的抗渗性能。
2. 混凝土结构的抗裂性设计:在混凝土结构的设计中,应根据结构的尺寸、布置和设计荷载等因素,合理设置加劲杆、钢筋和钢板等,以提高混凝土结构的抗裂性能。
混凝土结构的耐久性设计及应用一、前言混凝土结构是建筑工程中常用的结构形式之一,其具有耐久性好、构造灵活、性价比高等优点。
然而,在实际使用过程中,由于各种因素的影响,混凝土结构也会出现耐久性问题。
因此,进行混凝土结构的耐久性设计和应用,是保证其长期稳定运行的重要手段。
二、耐久性设计的基本要素1. 混凝土配合比的设计混凝土结构的耐久性设计的第一步是混凝土配合比的设计。
混凝土配合比的选取应根据该结构所处的环境、使用条件和耐久性要求等因素,选用适宜的水泥、矿物掺合料、骨料和掺合剂,保证混凝土强度、耐久性及其他性能指标的要求。
2. 钢筋防腐蚀措施的设计钢筋的防腐蚀是混凝土结构耐久性设计的重要环节。
常见的钢筋防腐蚀措施有钢筋保护层的设计、钢筋防锈涂料的涂刷、钢筋防腐蚀涂层的涂覆等。
3. 混凝土结构的排水设计混凝土结构的排水设计是保证其耐久性的重要手段。
混凝土结构在使用过程中,由于受潮、浸水、渗透、冻融等因素的影响,容易产生裂缝、脱落和酸碱侵蚀等问题。
因此,在混凝土结构的设计中,应采取合理的排水设计措施,保证其稳定运行。
4. 环境因素的考虑混凝土结构的环境因素也是其耐久性设计的重要考虑因素。
在不同的环境条件下,混凝土结构会受到不同程度的影响,因此,在混凝土结构的设计中,应充分考虑其所处的环境条件,采取相应的防护措施,保证其长期稳定运行。
三、耐久性设计的应用实例以混凝土桥梁的耐久性设计为例,具体介绍耐久性设计的应用实例。
1. 混凝土配合比的设计混凝土桥梁的配合比设计应考虑到其所处的环境和使用条件。
在海滨、工业区等容易受到腐蚀性气体或有害物质侵蚀的地区,应选用高强度、高耐久性的混凝土配合比。
同时,应选用适当的矿物掺合料、骨料和掺合剂,提高混凝土的耐久性和抗渗性能。
2. 钢筋防腐蚀措施的设计混凝土桥梁中的钢筋是易受腐蚀的部分,因此,钢筋防腐蚀措施的设计是保证桥梁耐久性的重要环节。
常见的钢筋防腐蚀措施有钢筋保护层的设计、钢筋防锈涂料的涂刷、钢筋防腐蚀涂层的涂覆等。
浅谈混凝土结构的耐久性混凝土结构是现代建筑中最为常见的结构之一,其成本低廉、施工简单、强度高等特点使其成为建筑领域中广受欢迎的结构类型。
然而,随着使用年限的增加和环境的变化,混凝土结构的耐久性问题也越来越受到人们的关注。
本文将从混凝土结构的耐久性原理、耐久性问题及其影响因素等方面展开探讨,以期为混凝土结构设计及维护提供一定的参考。
一、混凝土结构的耐久性原理混凝土是一种水泥、砂子、碎石和水按一定比例拌合而成的人造建筑材料。
混凝土结构的耐久性,主要由混凝土的性能以及结构本身的设计和施工质量所决定。
1. 混凝土的性能混凝土是一种具有很好机械强度和耐久性的材料,它的强度来自于水泥基质中的水化产物及填充物的相互作用。
混凝土的水化反应,可以产生新的固结物(硅酸钙),从而使得材料的性能发生变化,得到机械强度和耐久性的提高。
当混凝土的水化反应和干燥过程完成后,新产生的硅酸钙就会向混凝土的微孔和毛孔中填充,这样就会使混凝土结构具有很好的耐久性。
2. 结构设计和施工质量混凝土结构的稳定性和耐久性,同样受到结构设计和施工质量的影响,良好的结构设计和正确的施工方法能够有效地提高混凝土结构的耐久性,避免在使用过程中出现重大的问题。
二、混凝土结构的耐久性问题混凝土结构在使用过程中,可能会遭受许多不同的破坏,这些破坏可能会来自于环境因素(如空气、水分、化学物质),也可能是因为结构设计、施工和维护不当等因素而引起。
下面将介绍一些混凝土结构常见的耐久性问题。
1. 碱骨料反应混凝土中如果使用了碱性骨料,则可能会发生碱骨料反应。
这种反应的本质是水泥和碱性骨料中的硅酸钠或硅酸钾发生反应,形成高亚硅酸钠或亚硅酸钾,加剧了混凝土中的膨胀和开裂。
该反应是反应较慢的化学反应,通常在25年以后才明显发现。
2. 混凝土的劣化混凝土在长期使用过程当中,可能由于渗水、热胀冷缩及各种机械载荷等原因而导致其表面的损坏。
当这种表面损坏不加以修缮时,混凝土的劣化可能会不断加剧,最终导致混凝土结构完全失效。
混凝土结构的耐久性设计简介混凝土作为一种常见的建筑材料,应用广泛。
但随着使用时间的增长,混凝土结构可能会出现一些问题,例如裂缝、腐蚀等,这些问题会对混凝土结构的使用寿命、安全性和功能性等带来严重的影响。
为了确保混凝土结构的耐久性,需要在设计和施工过程中考虑到各种因素,并采取合适的措施对混凝土结构进行保护和维护。
设计目标混凝土结构的耐久性设计主要是为了保障混凝土结构在使用寿命内能够满足功能上的要求,同时尽可能降低维护费用和延长使用寿命。
在进行耐久性设计时,需要考虑以下几个方面:1. 主要功能需求混凝土结构的主要功能需求是基础和承载结构的稳定性、方便的使用、持久的寿命、安全性和防火性等。
耐久性设计的目标是使混凝土结构在满足这些功能要求的同时,尽可能地提高其耐久性。
2. 环境影响因素环境因素对混凝土结构的耐久性影响非常大。
例如,气候、土壤、水分、潮湿、化学物质和重载等都会对混凝土结构的耐久性造成不同程度的影响。
耐久性设计需要考虑这些因素并采取相应的措施。
3. 混凝土材料和结构类型混凝土材料和结构类型也会对混凝土结构的耐久性产生影响。
例如,基于不同混凝土强度等级、使用性质和工法的选择,耐久性设计也会不同。
常见的耐久性设计包括结构防水、防震、防腐、防火等。
设计方法混凝土结构的耐久性设计需要在设计、施工和维护的各个阶段进行综合考虑。
其中,设计和施工阶段是保证混凝土结构耐久性的关键。
1. 设计阶段在设计阶段,需要进行以下方面的考虑:1.1 设计目标确定混凝土结构的功能要求、使用场景、使用年限和使用环境等。
1.2 混凝土材料的选择在设计过程中,需要根据耐久性要求,选择适当的混凝土材料、配合比和掺合料。
例如,采用抗渗混凝土、高强混凝土、高硅酸盐水泥等可以提高混凝土耐久性。
1.3 结构形式的选择根据设计目标、使用要求和实际情况,选择合适的混凝土结构形式。
例如,为减少混凝土结构对震动的敏感度,可以采用耐震设计的结构形式。
混凝土结构耐久性设计与施工指南混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式,具有良好的耐久性和承载能力。
然而,由于外界环境和施工过程中的一些因素,混凝土结构存在着一定的耐久性问题。
因此,混凝土结构的耐久性设计和施工非常重要。
本文将从耐久性设计和施工两个方面提供一些指南和建议。
首先,混凝土结构的耐久性设计是确保结构在设计寿命内具备良好的承载能力和耐久性的关键。
耐久性设计的目标是保护混凝土结构免受各种外界侵蚀和损害,并延长结构的使用寿命。
以下是一些耐久性设计的指南:1.根据结构和环境要求选择合适的混凝土等级和配合比。
混凝土等级和配合比的选择应考虑到结构所受到的荷载、环境因素和设计寿命等因素。
2.对于混凝土结构暴露在潮湿、盐腐蚀或酸碱环境下的情况,应采取防护措施,如使用耐腐蚀混凝土或涂层材料等。
3.针对结构的设计寿命,应进行耐久性评估和检验。
耐久性评估可以通过模拟结构使用环境和加载条件,预测结构的使用寿命。
耐久性检验可以通过定期检查结构的状态和性能,及时发现和修复潜在的问题。
其次,混凝土结构的施工过程也对结构的耐久性有着重要影响。
以下是一些施工指南:1.预防混凝土表面裂缝的发生。
在施工过程中,应采取适当的措施,如控制混凝土的收缩、使用适当的振捣技术以及对混凝土表面进行湿养护等,以减少混凝土表面裂缝的发生。
2.控制混凝土的浇筑温度。
混凝土浇筑时的温度过高会导致混凝土快速干燥和收缩,从而增加混凝土表面裂缝的风险。
因此,应采取降温等措施来控制混凝土的浇筑温度。
3.保证混凝土的充分密实。
混凝土密实度的不足会导致混凝土内部空隙过多,从而减少混凝土的耐久性。
因此,在浇筑和振捣过程中,应采取措施保证混凝土的充分密实。
4.合理处理混凝土的缺陷。
在施工过程中,可能会出现一些混凝土的缺陷,如气孔、空洞和裂缝等。
这些缺陷会降低混凝土的耐久性。
因此,应及时发现和修复这些缺陷。
综上所述,混凝土结构的耐久性设计和施工是确保结构具有较长使用寿命和良好性能的关键。
混凝土结构的耐久性设计与施工一、前言混凝土结构是现代建筑工程中广泛应用的一种结构形式,其使用寿命和耐久性是工程质量的重要指标之一。
为了确保混凝土结构的使用寿命和耐久性,需要在设计和施工过程中考虑一系列因素,并采取相应措施进行保护和维护。
本文将从混凝土结构的耐久性设计和施工两个方面进行探讨,介绍混凝土结构的耐久性设计和施工中需要注意的一些关键点和具体措施,以期为工程师和施工人员提供一些有益的参考。
二、混凝土结构的耐久性设计1.设计原则混凝土结构的耐久性设计应遵循以下原则:(1)确定结构设计寿命。
根据混凝土结构的使用环境、使用寿命要求、建筑物的使用功能和建筑物的预计使用年限等因素,确定混凝土结构的设计寿命,并在设计中充分考虑结构的耐久性。
(2)选用适当的材料。
在设计中选用适当的混凝土材料和配合比,以保证混凝土的强度、耐久性和抗渗性等性能,同时要考虑材料的可靠性和耐久性。
(3)采用合理的结构形式和构造方式。
在设计中采用合理的结构形式和构造方式,以提高结构的耐久性和抗震性能,并充分考虑结构的使用环境和使用条件等因素。
(4)采用合适的防护措施。
在设计中采用适当的防护措施,如防水、防腐、防火等,以保证混凝土结构的耐久性和安全性。
2.设计要点混凝土结构的耐久性设计应注意以下要点:(1)考虑结构的使用环境和使用条件。
在设计中要充分考虑结构的使用环境和使用条件,如气候、水质、土壤、地基状况等因素,以确定混凝土结构的设计要求和防护措施。
(2)确定混凝土的强度等级和配合比。
在设计中要根据混凝土结构的使用要求和使用环境,确定混凝土的强度等级和配合比,以保证混凝土的强度、耐久性和抗渗性等性能。
(3)设计合理的结构形式和构造方式。
在设计中应采用合理的结构形式和构造方式,以提高结构的耐久性和抗震性能,并充分考虑结构的使用环境和使用条件等因素。
(4)采用适当的防护措施。
在设计中应采用适当的防护措施,如防水、防腐、防火等,以保证混凝土结构的耐久性和安全性。
建筑工程混凝土结构耐久性设计要点解析建筑工程混凝土结构的耐久性设计是一个非常重要的方面,它直接关系到建筑的使用寿命和安全性。
混凝土结构的耐久性是指在设计寿命内,结构能够持续满足使用和环境的要求而不失去力学性能、功能性能、外观和使用价值的能力。
本文将从混凝土材料、设计原则、施工过程及养护四个方面解析建筑工程混凝土结构耐久性设计的要点。
一、混凝土材料混凝土的材料是影响耐久性的重要因素之一,因此,材料的选择应按照设计要求来确定。
混凝土中使用的砂浆、水泥、骨料应符合规范的标准。
在选择材料时,需要重点考虑其抗压强度等物理力学性质、耐腐蚀性能、耐久性等指标,精细砂和特种水泥等新型材料可以被使用以改善混凝土的物理性质。
二、设计原则1. 防水设计防水设计是混凝土结构的必要部分,要保证混凝土结构在使用过程中能够实现防水功能,需要从对材料选芯、加强防水层施工、防水层检查维护等方面考虑。
2. 抗裂设计混凝土结构在使用过程中可能会因各种原因产生裂缝,因此,设置合理的抗裂措施可以延长混凝土结构的寿命。
要想确保抗裂效果,需要注重混凝土的附加性、预应力、结构形式等方面的设计而切不可忽视。
3. 防腐设计混凝土结构受到环境影响较大,容易发生腐蚀,以致减少结构强度、使用寿命等。
要想延长混凝土结构的使用寿命,需要考虑防止腐蚀的设计措施,特别是在使用化学氧化物、酸雨等物质环境下更是如此。
三、施工过程混凝土结构的施工过程也影响到建筑的耐久性。
严格控制施工质量是保障混凝土结构耐久性的重要保证之一。
主要包括以下关键要素:1. 混凝土配合比设计。
要保证混凝土质量满足规范的要求,必须严格按照配合比进行施工。
2. 管理泥浆泵和布衣工作的施工过程。
针对施工过程,需要严格控制混凝土的流动性,避免泵送过程中产生拥堵等问题。
3. 控制混凝土的密实性。
每个砌体单元的施工过程中,应该确保其在具有足够浓稠度的同时具有良好的密实性。
四、养护混凝土结构在施工完之后的养护环节,是一个非常重要的步骤。
混凝土的耐久性设计与施工一、引言混凝土在现代建筑中广泛使用,其耐久性对于建筑物的使用寿命和安全性至关重要。
本文将探讨如何进行混凝土的耐久性设计与施工,以确保建筑结构的长久稳定和安全可靠。
二、混凝土的耐久性设计原则为了保证混凝土的耐久性,以下原则应当得到遵守:1. 合理的配合比设计:配合比应根据混凝土的用途、环境条件和预期寿命来确定。
适当的水灰比、矿物掺合料、化学掺合料的使用能够提高混凝土的抗渗性和耐久性。
2. 选择合适的材料:选择质量可靠的水泥、骨料和掺合料,以确保混凝土的强度和耐久性。
根据混凝土暴露环境的特点,选择相应的防护剂和防腐剂。
3. 施工质量控制:严格按照工艺要求进行施工,确保混凝土的浇筑、振捣和养护等各个环节都达到标准要求。
合理控制施工过程中的水灰比、施工温度和湿度,避免过早脱模。
三、混凝土的耐久性设计与施工方法1. 考虑混凝土的暴露环境:根据混凝土所处的环境条件,如气候、湿度、盐分等,选择合适的配合比和材料。
例如,在高氯离子含量的地区,应采用高抗渗强度的混凝土。
2. 增加混凝土的密实性:通过增加振捣强度和时间,确保混凝土的密实性。
可使用高频振动器和自密实混凝土,提高混凝土的耐久性。
3. 控制混凝土的温度和湿度:在施工过程中,应根据混凝土的配合比和环境条件,合理调节施工温度和湿度。
适当的低温养护和保湿措施有助于提高混凝土的强度和耐久性。
4. 使用掺合料和化学掺合料:适量的矿物掺合料(如矿渣粉、粉煤灰)和化学掺合料(如减水剂、外加剂)的使用能够改善混凝土的性能,提高耐久性。
但需要注意选择掺合料时要符合国家标准要求。
5. 加强混凝土的防护措施:根据混凝土的暴露环境,选择适当的防护措施。
例如,在海滨地区应采用防腐剂和防腐涂料,保护混凝土结构免受氯离子侵害。
四、混凝土的耐久性检测与维护1. 施工过程中的检测:在混凝土浇筑和养护过程中,应进行逐层振实度测试和取样检测。
检测结果应符合设计要求,并及时进行调整。
混凝土耐久性设计与施工指南最新版一、混凝土结构的基本要求1.1 强度要求在设计混凝土结构时,首先要考虑的是其强度要求。
混凝土的强度等级有很多,如C15、C20、C25等,这些等级分别代表着不同的抗压强度。
在选择混凝土强度等级时,要根据建筑物的使用功能、荷载大小、地震烈度等因素综合考虑。
一般来说,住宅建筑和低层商业建筑选用C20或C25等级的混凝土;高层建筑和重要工程则需要选用更高等级的混凝土。
1.2 耐久性要求混凝土结构的耐久性是指其在长期使用过程中能够保持原有性能的能力。
这包括对环境因素(如温度、湿度、风化等)的抵抗能力以及对结构本身的疲劳损伤的抵抗能力。
为了提高混凝土结构的耐久性,需要从材料的选择、配合比的设计、施工工艺的控制等方面进行综合考虑。
二、混凝土材料的选择2.1 水泥的选择水泥是混凝土的主要成分之一,其质量直接影响到混凝土的强度和耐久性。
在选择水泥时,要根据混凝土设计的强度等级、施工条件(如温度、湿度等)以及水泥生产企业的生产能力和质量控制水平等因素综合考虑。
一般来说,选用普通硅酸盐水泥作为混凝土的主要胶结材料是比较合适的。
2.2 骨料的选择骨料是混凝土的另一个重要组成部分,其质量也直接影响到混凝土的强度和耐久性。
在选择骨料时,要根据建筑物的使用功能、荷载大小、地形地貌等因素综合考虑。
一般来说,选用粒径适中、级配良好的碎石作为混凝土的主要骨料是比较合适的。
还可以根据需要掺入一定量的活性骨料(如粉煤灰、矿渣等),以提高混凝土的强度和耐久性。
三、混凝土配合比的设计3.1 水胶比的控制水胶比是指水泥与水的质量比,是影响混凝土强度的重要参数。
在设计混凝土配合比时,要根据水泥品种、骨料性质、气候条件等因素合理控制水胶比。
一般来说,采用较低的水胶比可以提高混凝土的抗压强度,但同时也会增加混凝土的收缩变形和裂缝产生的可能性;采用较高的水胶比则可以降低混凝土的收缩变形和裂缝产生的可能性,但同时也会降低混凝土的抗压强度。
浅谈混凝土结构的耐久性设计与施工
[摘要] 由于影响混凝土结构耐久性的因素很多,应根据结构设计使用年限和环境类别对结构混凝土提出相应的限制和要求。
同时还要对影响混凝土结构耐久性的因素进行分析,从而在设计和施工中保证达到构筑物的耐久性。
[关键词] 混凝土结构;耐久性;影响因素;设计施工
[Abstract] Since the durability of concrete structures affected by many factors, should be based on structural design life and the environment category for Structural Concrete propose appropriate restrictions and requirements. But also affect the durability of concrete structure factors were analyzed, resulting in the design and construction of structures to ensure the durability of reach.
[Key words] concrete structure; durability; influencing factors; design and construction
混凝土结构是以混凝土为主制作的结构。
包括苏混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。
其在工程建设中有着其他材料无法代替的重要地位。
混凝土结构的耐久性不够是大多数混凝土结构破坏的主要原因。
混凝土结构的功能要求
所有建筑结构在设计时必须符合技术先进、经济合理、安全适用的要求。
建筑结构的功能要求主要有下列三方面:
(1)结构的安全性结构的安全性是指结构在规定的使用期限内,能承受在正常施工和正常使用过程中可能出现的各种作用。
其中包括荷载的作用、变形的作用、温度的作用等;在偶然事件(如地震、爆炸等)发生及发生后,允许有局部严重破坏,但不引起倒塌。
(2)结构的适用性结构的适用性是指结构在正常使用时,能够满足预定的使用要求,如结构的变形不能太大,裂缝宽度不能太大等。
(3)结构的耐久性结构的耐久性是指结构在正常维护下,材料性能虽然随时间变化,但结构仍能满足设计的预定的功能要求。
例如,在使用期限内结构材料的腐蚀必须在一定的限度内。
结构设计和施工能达到上述三方面的要求,就认为该结构是可靠的。
结构的可靠性就是指结构在预定的时间内,在正常设计、正常施工和正常使用条件下,能达到安全、适用和耐久等三方面的功能要求。
耐久性是保证混凝土结构可靠性的重要因素,同时也是建筑的设计和施工中面临的一个重要课题。
影响混凝土结构耐久性的因素
影响混凝土结构耐久性的因素主要有:温湿度变化、混凝土的碱集料反应和碳化、化学侵蚀和冻融破坏等。
(1)温湿度变化的影响混凝土会热胀冷缩,同样也会在干燥失水时收缩而在泡水浸润后膨胀。
这种作用的交替进行,特别在骤然发生时(如夏季阳光暴晒下的混凝土受骤雨的冲刷),会因混凝土表层及内部体积变化不协调而产生裂缝。
这些因膨胀不均而引起的损伤日积月累,导致混凝土内部组织的破坏,最终会削弱结构抗力。
(2)混凝土的碱集料反应混凝土集料中的某些活性矿物质与混凝土微孔中碱性溶液产生化学反应。
产生的碱、硅酸盐凝胶,吸水膨胀,体积增大,从而导致混凝土的剥落、开裂、强度降低、甚至破坏,而目前尚未有有效的修补方法,故被形象称为混凝土的“癌症”。
(3)混凝土的碳化混凝土中水泥石含有氢氧化钙而呈碱性,其在钢筋表面形成碱性薄膜而保护了金属钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到“钝化”保护作用。
但大气中存在的酸性介质与水通过各种孔道、裂缝而渗入混凝土,可以中和这种碱性。
混凝土碳化的速度十分缓慢,并且与混凝土的质量、环境条件等因素有关。
几十年的时间碳化深度才达到钢筋的表面,从而消除钢筋表面的钝化膜—脱钝,使钢筋的锈蚀成为可能。
(4)化学侵蚀水可以渗入混凝土内部,当其中溶入有害化学物质时,即对混凝土的耐久性造成影响更大。
酸性物质对水泥水化物的侵蚀作用最大,酸性侵蚀的混凝土呈土黄色,水泥剥落,骨料外露。
此外,浓碱溶液渗入结晶使混凝土被胀裂和剥落;硫酸盐溶液渗入后与水泥发生化学反应,体积膨胀同样会造成混凝土破坏。
(5)冻融破坏混凝土的抗冻性与其孔结构密切相关,混凝土孔隙率和孔径分布,决定了孔溶液的冰点和结冰量。
结冰的孔溶液量越多,混凝土内部所受到的静水压力越大,混凝土遭受的冻害越严重。
混凝土水化结硬后,内部有很多毛细孔。
低温时水分因结冰产生体积膨胀,引起混凝土内部结构破坏。
反复冻融多次,就会使混凝土的损伤累积达到一定程度而引起结构破坏。
(6)机械和生物作用反复的机械作用(磨损、冲刷等)会削弱混凝土结构,天长日久以后会因损伤累积而影响抗力。
其余如冲撞、碰击等也会影响混凝土结构,生物的腐蚀作用也不能忽视。
苔藓及攀附生物对结构混凝土的损伤常见于城市排污工程及海洋工程。
3.在设计和施工中对耐久性的考虑
(1)混凝土结构设计中对耐久性的考虑结构设计包含方案和结构分析两个内容。
我国《建筑结构可靠度设计统一标准》对设计使用年限进行了分类,混凝土具有足够的耐久性能是混凝土结构满足设计使用年限的保证。
混凝土结构耐久性设计也应在结构整体方案设计时给予全面考虑。
混凝土结构耐久性降低往往在多种因素作用下导致开裂,使保护层变薄,进而使钢筋锈蚀。
构件初始裂缝、应力水平、变形量等将影响耐久性起始条件。
从耐久性考虑应通过结构选型、结构布置将处于不利条件下结构分体系、构件、构件某部分的裂缝宽、应力水平、变形量定性的加以控制。
(2)施工过程中对混凝土结构耐久性的考虑施工是保证混凝土质量的关键,很多结构耐久性低下并造成结构损伤的现象都是由于施工造成的缺陷引起的。
因此,通过加强对混凝土施工质量的控制,严格按照有关技术规程要求组织施工,提高施工作业水平,以满足结构耐久性要求。
主要措施有:
严把材料质量关,尽量使用高性能混凝土高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,它以耐久性作为设计的主要指标,重点保证混凝土的耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等特点,可以用来建造严酷环境中的结构。
加强施工工艺管理,提高混凝土的密实性高密实性是耐久性控制的主要指标,高性能混凝土由于流动性很高,易于流平和密实,一般不需要强力振捣,但对于普通混凝土,加强振捣,合理布点,是提高密实性的关键措施。
由于漏振或振捣不密实而引起的混凝土缺陷已被大量工程实践证明。
加强混凝土制备、运输等环节的控制,提高模板的密封性,防止漏浆是提高密实性、达到提高混凝土耐久性目标的措施。
加强早期养护,防止裂缝的产生早期保水养护不足对混凝土的强度发展和耐久性均有不利影响,无论普通混凝土还是高性能混凝土早期的水养护对其性能至关重要,尤其是掺入大量细掺料的高性能混凝土更需要尽早保水养护,否则会增加不可逆的自干燥收缩,引起开裂,影响强度和耐久性。
同时还应注意养护方法,对不同水泥品种、外加剂、掺料、龄期的混凝土,合理的选用潮湿养护、水养护和养护剂养护,以取得良好的养护效果。
确保施工混凝土保护层最小厚度施工中如何保证混凝土的厚度,是一个复杂而细致的问题。
施工组织设计时,应根据具体的结构形式和构件的特点,拿出具体方案,施工中加强监督和管理。
分部工程验收时也应加强这一方面的检测。
结语
混凝土结构的设计寿命要求一般为40至50年,有的要求上百年。
而现实中,处于腐蚀环境中的混凝土远远达不到设计寿命要求,有的在15-20年就出现了钢
筋锈蚀破坏,甚至不足五年就开始修复。
此方面的花费是惊人的,已经是一个重大经济问题。
因此,提高混凝土结构耐久性的意义是不言而喻的。
提高混凝土结构耐久性,主要是通过仔细设计和施工,从而最大限度地提高混凝土本身的耐久性。
参考文献:
GB50204-2002,混凝土结构工程施工质量验收规范
CECS01:2004,混凝土结构耐久性设计及施工指南
金伟良、赵羽习《混凝土结构耐久性》(M)科学出版社.2002.
李田、刘西拉《混凝土结构耐久性分析与设计》(M)科学出版社.1999.
张誉等编著《混凝土结构耐久性概论》上海科学技术出版社.2003.。