混凝土的耐久性
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混凝土的耐久性指标及评定标准一、引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一,其性能对建筑的耐久性和安全性有着重要的影响。
因此,对混凝土的耐久性指标及评定标准进行研究和制定,对提高建筑工程的质量和安全性具有重要意义。
二、混凝土的耐久性指标1.强度指标混凝土的强度是衡量其耐久性的重要指标之一。
强度指标包括抗压强度和抗拉强度。
抗压强度是指混凝土在压力下的承载能力,抗拉强度是指混凝土在拉伸状态下的承载能力。
强度指标的评定标准根据不同的工程需求和使用环境而定。
2.耐久性指标混凝土的耐久性是指其长期使用后的性能表现。
耐久性指标包括抗渗透性、耐冻融性、耐腐蚀性和耐久性等。
它们的评定标准主要根据混凝土的使用环境和所需的使用寿命而定。
3.变形指标混凝土的变形是指受到外力作用后发生的形变。
变形指标包括抗裂性、变形能力和变形稳定性。
抗裂性是指混凝土在荷载下不产生裂缝或延迟出现裂缝的能力,变形能力是指混凝土在荷载下的变形能力,变形稳定性是指混凝土在长期使用后变形的稳定性。
三、混凝土的评定标准1.强度评定标准强度评定标准根据工程的设计要求和使用环境而定。
一般来说,建筑工程的混凝土强度要求为抗压强度不低于20MPa,而桥梁工程的混凝土强度要求为抗压强度不低于40MPa。
2.耐久性评定标准(1)抗渗透性评定标准抗渗透性评定主要包括水渗透试验和氯离子渗透试验。
水渗透试验可采用淋水试验或水压试验。
淋水试验主要用于评定混凝土的渗透性,水压试验主要用于评定混凝土的抗水压性能。
氯离子渗透试验用于评定混凝土的耐久性。
(2)耐冻融性评定标准耐冻融性评定主要通过冻融试验来进行。
冻融试验可采用不同的试验方法,如自然冻融试验和加速冻融试验。
冻融试验的评定标准主要是混凝土的抗冻融性能指标,如冻融循环次数和损失率等。
(3)耐腐蚀性评定标准耐腐蚀性评定主要通过浸泡试验来进行。
浸泡试验可采用不同的试验液体,如酸性水、碱性水和盐酸等。
耐腐蚀性的评定标准主要是混凝土的失重率和抗腐蚀性能指标。
混凝土的耐久性
混凝土的耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持
其良好使用性能和外观完整性的能力。
它是一个综合性概念,包含抗渗、抗冻、抗侵蚀、碳化、碱骨料反应及混凝土中的钢筋锈蚀等性能,这些性能均决定着混凝土经久耐用的程度,故称为耐久性。
(1)抗渗性。
混凝土的抗渗性直接影响到混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。
混凝土的抗渗性用抗渗等级表示,分P4、P6、P8、P10、P12共五个等级。
混凝土的抗渗性主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。
(2)抗冻性。
混凝土的抗冻性用抗冻等级表示,分F10、F15、F25、F50、F100、F150、F200、F250和F300共九个等级。
抗冻等级F50以上的混凝土简称抗冻混凝土。
(3)抗侵蚀性。
当混凝土所处环境中含有侵蚀性介质时,要求混凝土具有抗侵蚀能力。
侵蚀性介质包括软水、硫酸盐、镁盐、碳酸盐、一般酸、强碱、海水等。
(4)混凝土的碳化(中性化)。
混凝土的碳化是环境中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙和水。
碳化使混凝土的强度降低,消弱对混凝土的保护作用,可能导致钢筋锈蚀;碳化显著增加混凝土的强度降低。
混凝土材料耐久性标准一、前言混凝土是建筑中最常用的材料之一,也是最为重要的材料之一。
混凝土的耐久性直接影响着建筑的使用寿命和安全性。
因此,制定混凝土材料耐久性标准是非常重要的。
二、耐久性指标混凝土的耐久性指标主要包括以下几个方面:1. 抗渗性能混凝土的抗渗性能是指混凝土在一定的水压力下不渗水或渗水量很小的能力。
混凝土的抗渗性能直接影响建筑的使用寿命和安全性。
2. 抗冻性能混凝土的抗冻性能是指混凝土在低温环境下不破裂或破裂程度很小的能力。
混凝土的抗冻性能直接影响着建筑在寒冷地区的使用寿命和安全性。
3. 抗碳化性能混凝土的抗碳化性能是指混凝土在二氧化碳和空气中长期作用下不受破坏或受破坏程度很小的能力。
混凝土的抗碳化性能直接影响着建筑在城市环境中的使用寿命和安全性。
4. 抗硫酸盐侵蚀性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能是指混凝土在硫酸盐侵蚀的环境下不受破坏或受破坏程度很小的能力。
混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能直接影响着建筑在含有硫酸盐的环境中的使用寿命和安全性。
5. 抗氯离子侵蚀性能混凝土的抗氯离子侵蚀性能是指混凝土在氯离子侵蚀的环境下不受破坏或受破坏程度很小的能力。
混凝土的抗氯离子侵蚀性能直接影响着建筑在海洋环境中的使用寿命和安全性。
三、耐久性标准为了保证混凝土的耐久性,需要制定相应的标准。
以下是混凝土材料耐久性标准的具体要求:1. 抗渗性能混凝土的抗渗性能应符合以下标准:(1)混凝土的渗透系数应小于1×10^-10 m/s。
(2)混凝土的抗渗性能应符合建筑设计要求。
2. 抗冻性能混凝土的抗冻性能应符合以下标准:(1)混凝土的强度损失率应小于5%。
(2)混凝土的表层裂缝宽度应小于0.2mm。
3. 抗碳化性能混凝土的抗碳化性能应符合以下标准:(1)混凝土的碳化深度应小于2mm。
(2)混凝土的表层裂缝宽度应小于0.2mm。
4. 抗硫酸盐侵蚀性能混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能应符合以下标准:(1)混凝土的强度损失率应小于5%。
混凝土耐久性的标准评估指标一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料,其具有良好的耐久性和强度。
然而,随着时间的推移和外在环境的影响,混凝土的性能会逐渐降低,这就需要对混凝土的耐久性进行评估。
本文将介绍混凝土耐久性的标准评估指标。
二、混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用中的抗侵蚀、抗裂、抗冻融、抗老化等能力。
混凝土的耐久性取决于多种因素,如材料的质量、施工工艺、使用环境等。
因此,对混凝土的耐久性进行评估需要考虑多个方面的因素。
三、混凝土耐久性的评估指标1. 抗压强度抗压强度是混凝土的基本力学性能之一,也是评估混凝土耐久性的重要指标。
混凝土的抗压强度越高,其耐久性就越好。
一般来说,混凝土的抗压强度应符合国家标准规定的强度等级。
2. 抗渗透性混凝土的渗透性是指混凝土对外部水分、气体等的渗透能力。
混凝土的渗透性越低,其耐久性就越好。
因此,评估混凝土的耐久性需要考虑其抗渗透性能。
3. 抗裂性混凝土的抗裂性是指混凝土在受力后不发生裂缝的能力。
混凝土的抗裂性能越好,其耐久性就越好。
评估混凝土的耐久性需要考虑其抗裂性能。
4. 抗冻融性混凝土在冬季遇到冰冻后,会出现体积膨胀和裂缝,严重影响混凝土的使用寿命。
因此,评估混凝土的耐久性需要考虑其抗冻融性能。
5. 耐化学性能混凝土在酸、碱、盐等化学物质的侵蚀下会发生变化,严重影响混凝土的使用寿命。
因此,评估混凝土的耐久性需要考虑其耐化学性能。
6. 耐久性指标的检测方法对于混凝土的耐久性指标,需要采用相应的检测方法进行检测。
例如,抗压强度可以采用压力试验机进行检测;抗渗透性可以采用水压试验机进行检测;抗裂性可以采用拉伸试验机进行检测等。
四、结论评估混凝土的耐久性需要考虑多个指标,包括抗压强度、抗渗透性、抗裂性、抗冻融性、耐化学性能等。
这些指标可以通过相应的检测方法进行检测。
混凝土的耐久性评估对于建筑结构的安全和使用寿命具有重要意义。
混凝土材料耐久性标准一、前言混凝土是一种常用的建筑材料,广泛应用于建筑结构、道路、桥梁等领域。
然而,由于混凝土受到环境和使用条件的影响,其耐久性也存在一定的问题。
因此,为了保证混凝土的使用寿命和安全性,需要制定相应的耐久性标准,对混凝土进行质量控制和检验。
二、混凝土材料的耐久性指标混凝土的耐久性是指混凝土在特定的环境和使用条件下,保持其结构完整性和使用性能的能力。
混凝土的耐久性指标包括以下几个方面:1.强度混凝土的强度是评价其耐久性的重要指标之一。
强度越高,混凝土的耐久性也越好。
混凝土的强度可以通过压缩强度、抗拉强度、抗弯强度等指标来评价。
2.抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土在受到水压力或水渗透时,保持不渗水的能力。
混凝土的抗渗性可以通过水泥浆渗透试验、氯离子渗透试验等指标来评价。
3.耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用过程中,不受环境和使用条件的影响,保持其结构完整性和使用性能的能力。
混凝土的耐久性可以通过耐久性试验来评价,如冻融试验、碳化试验、氯盐雾试验等。
4.耐久性设计寿命混凝土的耐久性设计寿命是指混凝土在设计使用寿命内,不失去其使用功能和安全性的能力。
混凝土的耐久性设计寿命可以通过设计寿命和使用条件来确定。
三、混凝土材料耐久性标准的制定混凝土材料耐久性标准的制定应该参考以下几个方面:1.环境和使用条件混凝土材料的使用环境和使用条件对其耐久性有重要影响。
应根据混凝土的使用环境和使用条件,制定相应的耐久性标准。
2.混凝土强度等级混凝土的强度等级对其耐久性也有一定的影响。
应根据混凝土的强度等级,制定相应的耐久性标准。
3.耐久性试验耐久性试验是评价混凝土耐久性的重要手段。
应根据耐久性试验结果,制定相应的耐久性标准。
4.国家或行业标准应参考国家或行业标准,制定符合国家或行业标准的混凝土材料耐久性标准。
四、混凝土材料耐久性标准的具体要求根据以上几个方面,混凝土材料耐久性标准应具备以下具体要求:1.耐久性设计寿命应根据混凝土的使用环境和使用条件,确定混凝土的耐久性设计寿命。
混凝土耐久性试验方法
混凝土耐久性试验方法包括以下几种常见的方法:
1. 压缩强度试验:通过在混凝土试块上施加压力,测定混凝土的抗压强度。
常用的试验方法有标准立方体试块试验和标准圆柱试块试验。
2. 抗拉强度试验:通过引拉混凝土试块,测定混凝土的抗拉强度。
常用的试验方法有直接拉伸试验和剪切试验。
3. 抗冻融试验:通过在混凝土试块上进行冻融循环,观察混凝土的融化后的性能变化,评估混凝土的抗冻融性能。
4. 密实度试验:通过测量混凝土的密实度,评估混凝土的抗渗透性能。
常用的试验方法有振动试验、湿密度试验和试块压实试验等。
5. 干缩试验:通过测量混凝土试块的干缩量,评估混凝土干缩性能的试验方法。
6. 硬度试验:通过测量混凝土的硬度,评估混凝土的耐磨性和耐磨性能。
这些试验方法可以根据具体需求和标准进行选择和执行,以评估混凝土的耐久性能。
混凝土的优点与缺点混凝土是一种常见的建筑材料,被广泛应用于各种工程项目中。
它具有许多优点和一些缺点,本文将对混凝土的优缺点进行分析。
一、混凝土的优点1. 强度高:混凝土具有较高的抗压强度,能够承受较大的荷载,因此广泛用于各种建筑结构中,如桥梁、大楼等。
2. 耐久性好:混凝土的耐久性表现在多个方面。
首先,它可以抵抗化学物质的腐蚀,不受环境污染的影响。
其次,混凝土的密度高,能够有效阻止水分和气体渗透,减少内部结构的腐蚀和损坏。
此外,混凝土还能够抵抗火灾和自然灾害,如地震等。
3. 施工方便:混凝土的施工相对简便,只需要进行合适的浇筑、平整和养护等步骤即可。
此外,混凝土可以灵活地进行铺筑,可以适应各种形状和结构的需求。
4. 可塑性强:混凝土在混合过程中可以采用不同的配比和添加剂来满足各种性能要求。
这使得混凝土具有良好的可塑性,能够根据需要进行形状的调整和加工。
5. 环保性好:混凝土的主要原材料是水泥、骨料和矿渣等,在生产过程中能够有效地利用废弃物和回收材料,降低对环境的影响。
此外,混凝土本身也是可回收利用的材料,可以减少资源的浪费和环境的破坏。
二、混凝土的缺点1. 重量大:由于混凝土的密度较高,所以其重量相对较大。
这在一些对重量敏感的建筑项目中可能会造成一定的限制和困扰。
2. 成本较高:相比其他建筑材料,如砖块、木材等,混凝土的成本较高。
这主要是因为混凝土生产过程中需要投入较多的能源和人力资源,而且原材料的采集和加工也具有一定的成本。
3. 难以修复:一旦混凝土结构出现损坏,修复起来较为困难。
尤其是在一些特殊形状或高强度的混凝土结构中,修复常常需要大量的时间和成本。
4. 与环境不适应:尽管混凝土在一定程度上具有耐久性和抗腐蚀能力,但是在一些特殊环境下,如酸碱腐蚀、高温或极寒气候等条件下,混凝土可能会出现一定程度的损坏和脆性。
综上所述,混凝土作为一种建筑材料,具有许多优点和一些缺点。
它的强度高、耐久性好、施工方便、可塑性强和环保性好等优点,使其在各种工程项目中得到广泛应用。
混凝土的耐久性指标及评定标准一、前言混凝土作为建筑结构中最常用的材料之一,其耐久性是评价建筑物质量的重要指标之一。
在建筑物的使用寿命中,混凝土的耐久性直接影响其结构的安全性和经济性。
因此,制定可靠的混凝土耐久性指标及评定标准,对于保障建筑物质量、延长使用寿命具有重要的意义。
二、混凝土的耐久性指标1. 强度指标混凝土的强度是衡量其耐久性的重要指标之一。
常见的混凝土强度指标包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
其中,抗压强度是混凝土强度指标中最重要的一项,其大小直接影响混凝土的承载能力和使用寿命。
2. 密实性指标混凝土的密实性是指混凝土内部的孔隙率和孔隙分布情况。
若混凝土中存在大量的孔隙,会导致混凝土的强度降低、耐久性下降。
因此,制定合理的密实性指标对于保障混凝土的耐久性具有重要的作用。
3. 耐久性指标混凝土在长期使用过程中,容易受到外界环境的影响而导致其耐久性降低。
常见的混凝土耐久性指标包括耐水性、耐久性、耐磨性、耐冻融性等。
4. 稳定性指标混凝土的稳定性是指其在使用过程中保持稳定的能力。
若混凝土出现变形、开裂等情况,会导致其承载能力下降、使用寿命缩短。
因此,制定合理的稳定性指标对于保障混凝土的耐久性具有重要的作用。
三、混凝土耐久性评定标准1. 抗压强度混凝土的抗压强度是其强度指标中最重要的一项。
根据不同的强度要求,混凝土的抗压强度评定标准也有所不同。
在我国,根据不同的用途和工程要求,混凝土的抗压强度评定标准分为以下几类:(1)混凝土强度等级:根据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)的规定,混凝土按照其28天龄期的抗压强度大小,分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等不同等级。
(2)特殊混凝土强度等级:根据不同的用途和工程要求,混凝土的抗压强度评定标准也有所不同。
例如,在水利水电工程中,对混凝土的强度和抗渗性要求较高,因此需要采用特殊的混凝土强度等级,如C70、C80、C90等。
钢筋混凝土耐久性定义及现状关键信息项:1、钢筋混凝土耐久性的定义2、钢筋混凝土耐久性的影响因素3、目前钢筋混凝土耐久性的研究现状4、提高钢筋混凝土耐久性的措施5、钢筋混凝土耐久性在不同环境下的表现11 钢筋混凝土耐久性的定义钢筋混凝土耐久性是指钢筋混凝土结构在预定的使用年限内,在正常维护条件下,抵抗各种环境因素的作用,保持其预定的安全性、适用性和外观完整性的能力。
耐久性设计的目的是确保结构在其设计使用年限内,能够满足预定的功能要求,而不需要进行大规模的维修或重建。
111 耐久性涵盖的方面耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱骨料反应性以及钢筋的锈蚀等多个方面。
这些性能的综合表现决定了钢筋混凝土结构的使用寿命。
12 钢筋混凝土耐久性的影响因素影响钢筋混凝土耐久性的因素众多,主要包括以下几个方面:121 材料因素混凝土的原材料质量和配合比直接影响其耐久性。
例如,水泥的品种和强度等级、骨料的种类和级配、水灰比的大小等。
低质量的原材料和不合理的配合比会导致混凝土内部结构疏松,孔隙率增大,从而降低其抗渗性和抗侵蚀性。
122 环境因素环境条件对钢筋混凝土耐久性的影响至关重要。
例如,在潮湿、寒冷的环境中,混凝土容易遭受冻融破坏;在沿海地区,混凝土结构会受到海水侵蚀和氯离子渗透的影响;在工业环境中,混凝土可能会受到化学物质的侵蚀。
123 施工因素施工质量对钢筋混凝土耐久性有着重要影响。
施工过程中的振捣不密实、养护不当、模板拆除过早等问题都会导致混凝土内部出现裂缝和孔隙,从而降低其耐久性。
124 设计因素结构的设计不合理也会影响钢筋混凝土的耐久性。
例如,结构的配筋不足、保护层厚度不够、构件的截面尺寸过小等都会加速钢筋的锈蚀和混凝土的劣化。
13 目前钢筋混凝土耐久性的研究现状近年来,随着钢筋混凝土结构在工程中的广泛应用,对其耐久性的研究也越来越受到重视。
国内外学者在以下几个方面取得了一定的研究成果:131 耐久性评估方法的研究建立了多种耐久性评估模型和方法,如基于概率的评估方法、基于经验的评估方法和基于性能的评估方法等。
混凝土标准耐久性要求一、引言混凝土是建筑工程中最常用的材料之一,其耐久性是其重要的性能指标之一。
本文将详细介绍混凝土的标准耐久性要求。
二、混凝土耐久性的定义混凝土耐久性是指混凝土在不同环境条件下的长期性能,包括抵抗环境侵蚀、耐久性、耐磨性、耐压性、耐冻融性等指标。
三、混凝土标准耐久性要求1. 抗压强度混凝土的抗压强度是指在规定试验条件下,混凝土试件在受力作用下产生的单位面积的抗压应力。
混凝土标准耐久性要求其抗压强度不低于规定的标准值,且在长期使用中不低于其设计强度。
2. 抗渗性混凝土的抗渗性是指混凝土在不同环境条件下的抗渗能力,包括水密性、渗透性等指标。
混凝土标准耐久性要求其抗渗性能符合标准规定,如水泥混凝土防水标准等。
3. 抗冻融性混凝土的抗冻融性是指混凝土在冻融循环下不发生破坏的能力。
混凝土标准耐久性要求其抗冻融性能符合标准规定,如水泥混凝土耐冻融标准等。
4. 耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用过程中不受外界环境因素(如氧化、腐蚀等)的影响,保持其原有的性能。
混凝土标准耐久性要求其耐久性符合标准规定,如水泥混凝土耐久标准等。
5. 耐磨性混凝土的耐磨性是指混凝土在使用过程中不易受到磨损。
混凝土标准耐久性要求其耐磨性符合标准规定,如水泥混凝土耐磨标准等。
6. 抗腐蚀性混凝土的抗腐蚀性是指混凝土在接触腐蚀性介质时不易发生破坏。
混凝土标准耐久性要求其抗腐蚀性符合标准规定,如水泥混凝土抗硫酸盐腐蚀标准等。
四、混凝土标准耐久性要求的实现方法1. 优化配合比通过优化混凝土的配合比,可以提高混凝土的抗压强度、抗渗性、抗冻融性、耐久性、耐磨性和抗腐蚀性等性能。
2. 选用优质材料选择优质的水泥、细集料、粗集料、掺合料等材料,可以提高混凝土的强度和耐久性。
3. 加强养护措施加强混凝土的养护措施,如保持湿润、避免受到外界因素的影响等,可以提高混凝土的耐久性和抗渗性等性能。
4. 引入新技术引入新技术,如添加剂、改良剂等,可以提高混凝土的性能,如提高混凝土的抗渗性、抗冻融性等。
混凝土耐久性
主要内容耐久性概念
研究的必要性
耐久性现状
研究内容
提高耐久性的措施
耐久性-经久耐用
结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量资金加固处理,保持其安全、使用功能和外观要求的能力
世界性课题,土木工程领域的关注重点
研究的必要性
土建基础设施工程主要用混凝土建造
基本建设三个阶段:
第一阶段大规模新建阶段
第二阶段大规模新建与维修改造并重
第三阶段维修改造阶段
发达国家进入第三阶段
统计表明,目前我国处于第二阶段。
混凝土结构耐久性不足的问题,要比安全性不足更为严重,更迫切需要解决
耐久性研究对新建结构及维修改造都极为重要
国外耐久性现状
美国
1998年美国土木工程学会报告:美国现有29%以上的桥梁和1/3以上的道路老化,有2100个水坝不安全,估计需有1.3万亿美元改善其安全状态。
到20世纪末美国共有桥梁约100万座,超过1/4有缺陷。
美国每年用于基础设施修复的费用约为这些基础设施总资产的10%。
国外耐久性现状
英国,据统计有1/3的桥梁需要修复;1996年英国的损失也超过了6亿英镑。
加拿大,为修复其劣化损坏的全部基础设施工程估计需耗费5000亿美元。
日本, 每年用于房屋结构维修的费用达400亿日元。
我国耐久性现状
我国现在面临的耐久
性问题是发达国家早
在二、三十年以前曾
经遇到过的
宁波北仑港码头混凝
土梁― 建成后11年
就出现大规模开裂现
象。
图1 宁波北仑港码头混凝土梁-建成后11年
图2国内外耐久性病害的工程图片
混凝土结构耐久性研究四层次
环境层次
大气环境
海洋环境
土壤环境
工业环境
材料层次
钢筋锈蚀
碱-集料反应
水化产物-化学侵蚀、碳化、火灾损坏、体积稳定性孔结构-抗渗性、氯离子渗透、抗冻性
混凝土结构耐久性研究四层次构件层次
混凝土锈胀开裂模型
粘结性能衰减模型
构件承载力变化模型
结构层次
耐久性设计
耐久性评估
钢筋锈蚀
钢筋在混凝土的高碱性环境中,能在表面形成氧化的钝化膜,隔绝水分、氧气与金属的接触,不会锈蚀。
通过氯离子渗透和碳化作用使钝化膜破坏,钢筋发生锈蚀。
氯离子从混凝土表面扩散到钢筋表面并累积到临界浓度,钝化膜破坏。
混凝土碳化发展到钢筋表面位置,钝化膜破坏。
氯盐引起锈蚀远比碳化锈蚀严重。
钢筋锈蚀(Cl-)
Cl-通过保护层渗透到钢筋表面,破坏钝化膜,使钢筋由钝化态转为活化态.
图3钝化膜破坏示意图
影响钢筋锈蚀的主要因素
氯离子临界浓度
使钢筋脱钝时的浓度,与混凝土密实性(水胶比)、混凝土湿度(饱水程度)等有关。
混凝土的电阻
与混凝土湿度、混凝土密实性等有关。
氧气与水分的补充程度
与混凝土密实性、混凝土饱水程度有关。
表1相对湿度对钢筋锈蚀速率的影响(微米/年)
相对湿度碳化引起锈蚀氯离子引起锈蚀
50%09
70%036
80%161
90%1298
95%50122
99%233
基于材料劣化模型的计算方法
RILEM-130 委员会报告
《混凝土结构耐久性设计》1996
DuraCrete
《混凝土耐久性设计指南》2000
ACI Life-365 Computer Program 2000
日本土木学会标准示范书2002
迄今只有钢筋的碳化锈蚀和氯离子锈蚀的劣化模型可勉强供工程应用参考
混凝土的碱–骨料反应
自身化学腐蚀,混凝土使用了含有活性矿物成分的砂石骨料,遇水后与混凝土中的碱发生化学反应,形成某种胶凝体,体积膨胀,可使混凝土发生胀裂破坏。
碱–骨料反应条件:
有潜在活性的骨料
有足够的含碱量
有足够的水分
混凝土的冻融破坏
混凝土中的毛细孔隙水受冻后膨胀,会产生很大压力,造成混凝土损伤、开裂并剥落.
反复冻融使毛细孔隙内的饱水程度不断累积,并达到“临界饱和度”,这时的混凝土就会很快冻坏.防止混凝土冻融破坏的最有效手段是加入化学引气剂.
盐冻情况下,盐能促使混凝土饱水,还能使水泥浆体在受冻时产生很高的渗透压力和水压力,使混凝土面层起皮剥落或坑蚀.
混凝土的化学腐蚀
硫酸盐能与水泥水化产物中的氢氧化钙和水化铝酸三钙起作用,分别生成硫酸钙和钙矾石,均造成体积膨胀,使混凝土开裂破坏.
硫酸盐在混凝土毛细孔隙水中的浓度不断增加并过度饱和而结晶时,还会产生非常大的压力,使混凝土破坏.
硅酸盐水泥混凝土的抗酸能力差,当接触的水呈酸性(pH值小于6.5)时就会出现问题.
混凝土和钢筋的种种劣化过程,都需要有水的参与或以水作为媒介.
为阻止水、氧气、二氧化碳等气体和盐、酸等有害分子或离子侵入混凝土内部,最根本的措施就是:
-增加混凝土自身的密实性和抗裂性
-增加钢筋的混凝土保护层厚度,延缓有害物质到达钢筋位置的时间
结构耐久性不足的主要原因
工程设计的耐久性标准过低
工程施工进度的不适当追求
缺乏正常检测与维修
构件强度设计的安全设置水准过低
几十年来,水泥性能、混凝土养护和环境条件的巨大改变
Tab.2 我国现行规范(80年代颁布)与国
外比较
日本规范规定的更高(最低相当于C35,100年寿命为C45 )
配筋混凝土我国美国英国最低强度等级
C15C25C30(C25)碳化锈蚀露天雨淋环境下保护层厚度
板2cm 梁3cm 3.8cm (d<16)5.1cm (d>16)
C35, 3.5cm 干湿交替下C40,4cm 严重冻融仅水工规范
要求
要求引气
要求引气
工程施工进度的不适当追求
养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低,使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩少
1天养护与7天养护,可使碳化引起锈蚀年限缩减为原来的1/4
抢工省略必要检验工序,使钢筋位置出现偏差
钢筋的保护层厚度如在施工中缩减一半,出现锈蚀年限将缩减为原来的1/4
保护层厚度的5~10mm施工允差,甚至能使钢筋锈蚀的年限发生成倍差别
结构各种施工、连接缝和防水层是影响耐久性的薄弱环节,其质量在快速施工中最不易保证。
图4 养护条件对不同水灰比混凝土空气渗透性的影响
提高混凝土耐久性的措施基础防护
增大密实度
加大保护层厚度
使用外加剂
使用矿物掺合料
附加措施
钢筋涂层防护
耐蚀钢筋
电化学保护法
牺牲阳极
外加电流保护法
混凝土表层涂层防护
钢筋表面涂层与耐腐蚀钢筋
环氧树脂涂层钢筋
最广泛的工程应用
防钢筋锈蚀的有效措施之一
耐蚀钢筋
日本-合金钢钢筋
美国,加拿大与欧洲-不锈钢钢筋
造价相对较高
近年来发展的新兴材料-纤维塑料筋等惰性材料品种:碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维
优良特性:耐腐蚀、重量轻、强度高、无磁性
表3 国际上混凝土耐久性修复的目的和方法目的定义方法
防止介质入侵减少或防止有害介质入侵
注入表面涂层填充裂缝
湿度控制在规定的范围内调整或保持混凝土的湿度亲水性注入表面涂层
混凝土修复修复旧混凝土的结构单元以符合原来规定
的形状和功能
砂浆、改性混凝土
覆盖物或涂层
结构加固增加或恢复混凝土结构单元的承载力粘结钢筋或钢板填充裂缝或空隙
物理化学抵抗力增加遭受物理、化学介质侵蚀的抵抗力覆盖物或涂层
注入
压力灌浆
渗透加固技术
在铁路工程应用。