基于水工混凝土耐久性问题分析与探讨
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水工钢筋混凝土结构耐久性问题分析摘要:在土木工程结构发展过程中,钢筋和混凝土是一种重要的技术变革,二者的结合达到了充分利用,钢筋不仅能提高混凝土的抗弯曲、抗拉伸能力,而且能优化混凝土的韧性,在碱性环境下,水工钢筋混凝土能保证钢筋表面更加锐利,与外界隔离,特别能避免钢筋腐蚀。
在这种情况下,钢筋混凝土就成了建筑界最常用的结构形式。
关键词:水工钢筋混凝土结构;耐久性;研究前言在建筑物的建造过程中,最常用的是混凝土,而在长期的使用中,钢筋混凝土结构会出现耐久性问题。
钢筋混凝土结构在现阶段耐久性问题比较突出,分为北方冻裂、南方锈蚀。
据资料显示,因耐久性问题而产生的经济损失可达千亿元,带来安全问题,因此,对钢筋混凝土结构的耐久性应进行评价与分析。
对于水工钢筋混凝土的耐久性问题,我国很早就对钢筋混凝土进行了分析,设计出耐久性结构,以减少因水工钢筋混凝土耐久性引起的事故。
文章分析了建筑混凝土耐久性产生的原因,同时提出了耐久性设计。
1水工钢筋混凝土结构耐久性的重要性就耐久性而言,是指由于钢筋混凝土结构处于特殊环境中,内部结构在较长的时间内,由于自身的问题,会产生抗性,从而受到自然环境和化学腐蚀的影响。
当前的建筑工程施工中,钢筋混凝土已将钢筋的优点完美地结合在一起,它不仅成本经济,而且稳定,已成为建筑结构的重要形式,但钢筋混凝土结构由于受各种因素的影响,性能下降,此外,气候的影响,使我国沿海地区的钢筋混凝土结构受到氧化破坏,耐久性丧失,维修费用偏高,经济损失较大,为此,必须针对耐久性进行设计。
2影响水工钢筋混凝土结构耐久性的原因2.1钢筋混凝土水灰比由于水工钢筋混凝土的抗冻性,它更多的是内部结构、含水率、冻融时间、强度等因素引起的,其中内部孔洞结构影响最大。
确定水工钢筋混凝土结构有以下几个方面:水工钢筋混凝土水灰比、养护和添加剂。
在一定程度上,水灰比限制了钢筋混凝土的孔隙结构及其数量。
若增大水灰比,则随之增大饱和水开孔面积和孔径,当冻融时,则增加冻胀和渗透压力,使水工钢筋混凝土抗冻能力大大降低。
水工混凝土结构的耐久性问题摘要:本文主要从发生裂缝的机理分析入手,从耐久性的概念、导致耐久性失效的原因、耐久性设计的原则、规范对结构耐久性所提出的要求等方面进行阐述,分析了影响水工混凝土结构耐久性的因素探讨。
关键词:耐久性;失效;钢筋锈蚀;保护层;环境条件一、前言目前,我国大型混凝土及钢筋混凝土水闸、水坝都存在裂缝及渗漏病害、空蚀和冲刷磨损破坏、冻融破坏;、水质侵蚀、混凝土顺筋胀裂等耐久性问题。
这主要是由于没有按混凝土结构耐久性的要求正确选择原材料的品种,施工中不遵循规章,水灰比失控及振捣、养护欠妥导致的。
此外,混凝土结构的设计人员偏重于从结构的承载力角度考虑问题,缺乏对混凝土结构耐久性的充分认识,也是一个重要原因。
由于结构产生了裂缝而影响到工程的质量,分析裂缝产生原因及如何控制裂缝的形成和发展,对有效保证工程的耐久性、改善结构性能达到寿命使用年限有非常重要的意义。
二、混凝土结构耐久性的概述混凝土结构的耐久性是指结构在使用环境下,对物理的、化学的以及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀作用的抵抗能力。
耐久性好的混凝土结构暴露于使用环境时,具有保持原有形状、质量和适用性的能力。
结构的耐久性与与结构的使用寿命总是紧密联系的,结构的耐久性越好,则使用寿命越长。
大体积钢筋混凝土结构中,由于结构截面大、体积大,水泥用量多,水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩膨胀。
由此引起的温度应力导致钢筋混凝土产生裂缝。
裂缝产生的主要原因:一是由外荷载引起的裂缝:二是由结构的实际工作状态和计算假设模型的差异引起的结构次应力裂缝;三是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形应力裂缝。
当变形受到约束时便产生应力。
应力超过混凝土抗拉强度时就产生裂缝。
混凝土是工程中用量最多的建筑材料,也是最主要的结构材料钢筋混凝土结构,已成为界上应用最为广泛的结构形式。
在人们的传统观念中总是认为钢筋混凝土结构是由最为耐久的混凝土材料浇筑而成,有混凝土保护层钢筋也不会发生锈蚀。
水工结构混凝土耐久性控制探析对于混凝土施工而言,经常因出现结构裂缝而影响工程整体质量,弱化耐久性,控制混凝土耐久性对于改善水工结构性能、延长使用寿命等有重要意义。
有鉴于此,本文就对水工结构混凝土耐久性控制的重要性与策略进行探讨,以保证工程质量。
标签:水工结构;混凝土;耐久性;控制混凝土耐久性指的是在长期使用混凝土的过程中对内部病害以及外部侵蚀、破坏力等的能力,即安全使用性能,和工程使用寿命有直接关联,是水工结构在使用期限里保持正常功能的能力。
下面主要就从控制水工结构混凝土耐久性的重要性着手,探讨几点控制策略。
一、水工结构混凝土耐久性控制的重要性水工结构的使用环境较为特殊,通常是在流动水或静水作用下工作,被水冲刷、渗入、侵蚀、冰冻等,使得水工结构工作环境比其他结构更复杂、更严酷,混凝土耐久性问题也更加突出。
水工结构混凝土耐久性的主要影响因素体现在内外两方面,内部因素指的是混凝土强度、结构缺陷、渗透性以及原材料品种、用量、骨料活性等,外部因素指的是环境温度、湿度以及侵蚀性介质、二氧化碳含量等。
水工结构混凝土耐久性不好是内外部因素共同作用的结果。
在水工结构中,混凝土是使用最多的材料,但传统观念认为钢筋混凝土是用最耐久的材料浇筑而成,尽管钢筋容易被腐蚀,但混凝土是其保护层,于是对钢筋混凝土结构耐久性有很高的期望,忽视对耐久性的控制。
在资源能源短缺的形势下,要求设计出安全、耐久的水工结构,所以加强混凝土耐久性控制,延长水工结构使用寿命,这是非常重要的任务。
二、水工结构混凝土耐久性控制的策略建议(一)优选混凝土的原材料为控制水工结构混凝土耐久性,优选原材料,加强检测原材料的质量,这至关重要。
而骨料在水工结构混凝土中占据的比例约80%,混凝土的耐久性尤为关键,所以必须优选混凝土骨料。
就拿灰岩骨料混凝土来说,通常具备线胀系数较低以及单位用水量、胶凝材料用量都较少、综合抗裂性能较强、耐久性较好等优点,如果条件允许,基本上都选用灰岩骨料。
水工结构论文:影响水工混凝土结构耐久性的因素探析1、引言在进行水中项目施工中,大多数工程所采用的都是混凝土结构,因为混凝土结构的耐久性较强,更有利于稳定整个工程的项目。
但是在进行混凝土结构的制作的过程中,会受到很多因素的影响,比如材料、人员等,一旦混凝土的结构耐久性发生了变化和影响,这必然会降低整个工程的项目。
因此,必须加强水环境工程中混凝土结构耐久性的影响性分析,及时的控制可能会存在的风险,以提高混凝土结构耐久性,保证工程的质量。
2 、水工混凝土结构耐久性的基本阐述混凝土耐久性从字面意识解释即是混凝土可以承受的时间,简言之就是混凝土结构长期在自然环境、外部环境等的作用之下,所能够保证的寿命。
一般施工人员都会对其有一个时间估算,保证项目建成后不会因为耐久力的问题花大资金去修复,同时,其也能够满足外观性、功能性以及安全性等要求。
耐久性实际上属于对混凝土的一类指标测定,其包括抗腐蚀性、抗冻性等等,尤其是跨海跨河工程,混凝土直接与水接触,环境较为复杂,很可能会因为物理或者化学的因素影响到混凝土的耐久性。
因此,必须要采用合理方式,控制水工混凝土结构耐久性,提高工程项目的质量。
3、影响水工混凝土结构耐久性的几点因素3.1、原材料质量混凝土原材料的质量会直接影响到水工混凝土结构的耐久性。
有些工人在挑选原材料时,面对市场上五花八门的材料,挑选不合理,最终应用到混凝土结构的制作过程中,影响了混凝土结构的抗冻性、抗渗性等耐久性功能。
因此必须严格把控混凝土制作的质量,其次还要根据工作环境、施工条件等严格的选择骨料、外加剂等原材料,保证好原材料的质量。
3.2、构造设计问题施工混凝土结构的制作设计问题会直接关乎到混凝土的耐久性,例如对混凝土结构的形体尺寸设计、架构设计等。
在设计的过程中为了避免出现问题,应该根据水利工程的实际情况,比如地基实际可承受的能力,荷载分布的情况,减少裂缝的产生等,通过合理的设计架构进一步提升水工结构混凝土的性能,设计钢筋厚度,提升结构耐久性。
如何提高水利工程混凝土耐久性为了确保我国水利工程建设的安全运行,对水工建筑物的耐久性探讨刻不容缓。
水工混凝土的耐久性是保证水工建筑物安全运行的根本,但是由于其所处的恶劣环境,水工混凝土受到物理和化学两方面的各种因素的影响,因此,在水工建筑物的施工过程中,就要从工程设计、材料优选、改善施工工艺等多个方面提高水工混凝土的耐久性。
1、水工混凝土耐久性及其重要性1.1水工混凝土的特点水工建筑物,即长期在静水或动水作用的条件下工作的建筑物,如大坝、溢洪道、导流隧洞等。
由于,此类建筑物(或建筑物的一部分)额外承受环境水带来的各种作用,为了保证建筑物的正常使而采用的混凝土,即水工混凝土。
由于恶劣的环境因素,相比于一般的混凝土,水工混凝土至少存在 5 个方面的特点:①骨料粒径较大。
骨料的1/3粒径一般都为为150mm,约是普通混凝土的4倍。
②混凝土的强度等级较低。
③胶凝材料用量较少。
由于水化热问题严重,水工混凝土的胶凝材料一般≤200kg/m3,而普通混凝土的用量都在300kg/m3以上。
④长期处于饱水状态。
水工建筑物一般受环境水的影响很大,又由于体积大,即使不直接接触水的部位内部水分也难以扩散蒸发。
⑤要求寿命长。
水工建筑物通常对耐久性要求较高,这是来自于水工建筑物本身的要求。
1.2水工混凝土耐久性的重要性水工混凝土的耐久性,即建筑物在设计年限内(大型水工混凝土建筑物100年左右,小型水工混凝土建筑物50年左右)能够安全运作不需要大修。
根据《水工混凝土施工规范》SDJ207-82 总则:"水工混凝土应根据其所处部位的工作条件,分别满足抗压、抗渗、抗冻、抗裂(抗拉)、抗冲耐磨、抗风化和抗侵蚀等有关耐久性方面的设计要求。
"建国以来,我国兴建了众多水利水电工程,但是大多以强度设计为主,很多工程的耐久性并没有达标,特别是上世纪50年代以前兴建的大量混凝土坝,不到30 年就因为耐久性失效而危及大坝的安全运行。
水工混凝土耐久性影响因素与提升措施水工混凝土耐久性影响因素与提升措施水工混凝土是一种特殊的混凝土材料,主要用于水电工程、堤防、港口和码头等水利工程中的建筑结构。
它具有强度高、耐水性好、抗冻性强等特点,但随着使用时间的增加,其耐久性也将逐渐下降,从而影响结构的安全性和使用寿命。
因此,研究水工混凝土的耐久性影响因素和提升措施具有重要的意义。
一、水工混凝土耐久性的影响因素水工混凝土的耐久性受到许多因素的影响,主要包括以下几个方面:1.原材料水泥、骨料和沙子是水工混凝土的主要原材料。
如果使用劣质材料或掺杂有害杂质,可能会影响混凝土的强度和抗渗性能,并缩短混凝土的使用寿命。
2.水灰比水灰比是混凝土强度和耐久性的重要参数之一。
如果水灰比过高,将导致混凝土的抗渗性能变差,并降低混凝土的耐久性。
3.砂率和石料粒径砂率和石料粒径的组合将影响混凝土的流动性和强度,同时也会影响混凝土的耐久性。
4.配合比混凝土的配合比是关键因素,它将直接影响混凝土的强度和耐久性。
如果配合比不合理,将使混凝土易开裂、易碳化,从而降低混凝土的耐久性。
5.施工工艺混凝土施工的过程中,如果工艺不正确或不严格执行标准,会对混凝土的强度和抗渗性能产生负面影响,从而缩短混凝土的使用寿命。
6.外部环境混凝土结构在外部环境中长时间受到水、气、阳光、化学物质等作用,也会影响混凝土的强度和耐久性。
例如,混凝土长时间曝露在潮湿环境中会容易引发混凝土胶凝材料的溶解,短时间曝露在高温环境中则会导致混凝土的开裂。
7.设计参数混凝土的结构设计参数也是影响混凝土耐久性的因素之一。
如果设计参数不合理,将导致混凝土结构的受力不平衡,可能会出现裂缝和变形,从而降低混凝土的耐久性。
二、水工混凝土耐久性提升措施为了提高水工混凝土的耐久性,应采取以下提升措施:1.合理选材应优先选择优质材料,不使用劣质材料或掺杂有害杂质的原材料,并在实际操作中进行检查和测试。
2.控制水灰比控制水灰比是提高混凝土耐久性的有效途径。
水工混凝土结构耐久性的影响因素与对策探讨一、基础设计与施工1.地下水位和土壤条件:地下水位的变化和土壤条件的不利影响可能导致水工混凝土结构的侵蚀和沉降。
对策包括选择合适的基础设计和施工方法,采取防水和防渗措施,如使用防渗膜和固结基础等。
2.施工质量:不良的施工质量会导致水泥浆体的不均匀性、气孔和裂缝的形成,进而影响结构的强度和耐久性。
对策包括加强监督和质量控制,合理选择施工方法和材料,严格执行施工规程。
二、材料的选择与质量控制1. 水泥品种:水泥的种类和质量直接影响混凝土的强度和耐久性。
对策包括选择适合的水泥品种,如pozzolan水泥、硫铝酸盐水泥等,根据工程要求控制其质量。
2.骨料:不合格的骨料可能导致混凝土的开裂和腐蚀。
对策包括选择适合的骨料类型和规格,进行严格筛选和质量检测,确保其符合要求。
3.外加剂:外加剂的使用可以改善混凝土的工作性能和耐久性。
对策包括正确选择外加剂类型和剂量,进行质量控制和测试。
三、环境因素与防护措施1.温度和湿度变化:温度和湿度变化会导致混凝土膨胀和收缩,进而引起裂缝的形成。
对策包括采取隔热和抗渗措施,如使用绝热层和密封层,选择合适的混凝土配合比等。
2.侵蚀和腐蚀:水的侵蚀和化学物质的腐蚀是水工混凝土结构耐久性的主要问题。
对策包括增加混凝土表面的保护层、使用抗蚀材料、进行防渗和防腐措施等。
3.水质:水质的不同对水工混凝土结构的耐久性有很大影响。
对策包括选择适合的混凝土配合比、增加抗渗和防污染措施,处理和控制水质等。
综上所述,水工混凝土结构耐久性的影响因素和对策主要包括基础设计与施工、材料的选择与质量控制、环境因素与防护措施等。
在工程实践中,需要充分考虑这些因素,采取有效的对策,以确保水工混凝土结构的长期使用和维护。
水工结构混凝土耐久性设计的分析随着我国经济建设的快速发展,科学技术不断进步,特别是随着我国城市化进程的快速推进,对大坝、水闸、堤防、隧道、渡槽等基础设置建设就显得非常重要,尤其是这些建筑靠近水源,混凝土的使用量极大,这就需要水工结构混凝土进行建设。
同时由于水工结构的特殊性,运用先进的技术措施进行混凝土施工能够达到事半功倍的效果,能够有效的提升工程品质,加强水工建筑的强度,保障建筑的使用安全性。
因此研究水工结构混凝土耐久性十分重要,通过耐久性设计的分析能够为我国未来的水工工程发展添砖加瓦,更好地提升我国建筑行业的整体水平。
标签:水工结构;混凝土;耐久性设计随着我国建筑行业的不断发展,相关建造技术的不断进步,在建筑中通过运用新技术能够有效地加快建筑水工工程的建设效率,可以有效提高建筑工程的质量。
通过使用新的建筑材料、新的机械设备、新的建造理念及技术为我国的建筑工程行业的进步添砖加瓦,其中高品质水工结构混凝土的运用更是为加固建筑水工工程的稳定性起到了很好的促进作用。
因此,在施工时运用高品质、高耐久性的水工混凝土,从而保障了水工工程的有效开展[1],未来水工混凝土技术必将会得到大力的发展和运用。
1、分析水工结构混凝土耐久性的概念及意义水工混凝土需要具备大体积、离水近,需要较高的抗腐蚀性的特点,多用于大型的水面、水底及水上建筑,水工混凝土的耐久性是影响建筑成本,使用安全性的最主要指标之一。
提高水工结构混凝土的耐久性一方面能够增加其工作年限,从而为建筑行业创造更多的经济利益,另一方面增加建筑的使用安全性,特别是对水利工程、城建工程这类建筑而言,混凝土的耐久性就显得尤为重要。
如果水工结构混凝土的耐久性不行,那么对该建筑的后期维护费用就会增加,为国家和社会带来不必要的支出。
同时,水工结构混凝土的耐久性不足也会极大的增加其使用的安全性,特别是水利水电工程、道路、桥梁、铁路等国家基础设施,如果其使用的混凝土耐久性不足就会增加其使用风险,一旦维护的不及时就会造成极大的公共安全事故,对我国的和谐发展十分不利。
水工混凝土结构耐久性影响因素分析及控制摘要:建筑工程的施工质量和使用过程中的稳定性受到水工混凝土结构耐久性的直接影响,施工作业中对耐久性造成影响的因素得到了极大的关注,通过具体施工,对耐久性因素进行有效控制,使水工混凝土结构的耐久性和质量提升,成为了目前建筑行业发展中需要解决的问题之一。
关键词:水工;混凝土;结构耐久性;影响因素;控制混凝土耐久性指的是混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性,从而维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。
混凝土结构耐久性是指在预定作用和预期的维护与使用条件下,结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。
由于认识不足,技术人员在建设过程中往往凭借工程经验,缺乏提高砼耐久性的理论研究和完善措施。
因此,提高水工混凝土工程耐久性、增加其使用寿命成为了工程技术人员的研究重点,其直接影响项目的经济效益。
混凝土结构具有较好的整体性、耐久性、可塑性,在防洪度汛、工农业用水、水力发电、航运养殖、环保旅游等方面被广泛应用。
但水利水电混凝土工程多位于江河之上、大山峡谷之中,混凝土构成材料在复杂的环境下出现了一系列的物理、化学现象,影响到其结构耐久性。
1 影响耐久性的主要因素不少建筑施工,往往较为重视的是水工混凝土结构和其承受力及安全性,对于结构耐久性予以忽视。
不少水工混凝土结构存在着耐久性能较差的问题,使维修成本增加,对水工混凝土结构的正常使用功能造成影响,工程使用年限缩短,增加不必要的资源浪费和经济损失。
因此,针对影响水工混凝土结构耐久性的因素,应先进行分析和研究。
1.1 施工环境在确定的环境作用和规定的使用和维修条件下,水工混凝土结构保持其安全性和适用性的能力表现为其耐久性。
造成影响的因素之一便是施工环境,主要包括混凝土碳化、渗透、化学侵蚀、冻融破坏等都属于对耐久性能造成不利影响的环境作用。
因此,水工混凝土结构形式、原材料、构造等方面必须严格根据施工环境的实际情况进行合理选择,对混凝土施工质量进行严格控制。
水工混凝土结构耐久性的影响因素与对策探讨水工混凝土结构耐久性的影响因素与对策探讨【摘要】水工混凝土结构不同于其他材料,诸多的因素都会影响水工混凝土耐久性,其研究是一项复杂工程。
基于其特殊性,对于其相关性的分析必须根据水工混凝土的结构特点或者其所处的环境进行研究。
对于其耐久性的防护必须经过长久的观测,科学的计算,结合实践经验给出结论,为水工混凝土结构的设计、施工以及后期的维护等提供依据。
【关键词】水工混凝土;结构耐久性;环境因素;对策探讨Abstract: the hydraulic concrete structure is different from other material, many factors will affect the durability of hydraulic concrete, its research is a complicated engineering. Based on its particularity, for its correlation analysis must be based on hydraulic concrete structure, or their environment was studied. For its durability protection must pass through the long-term observation and scientific calculation, combined with practical experience, the results are given for hydraulic concrete structure design, construction, and provides the reference for the maintenance of late.Key words: hydraulic concrete; Structure durability; Environmental factors; countermeasures.中图分类号 TU71文献标识码A混凝土结构耐久性问题主要是指由于在混凝土结构的使用设计年限内,虽然在正常的运行年限内,但是混凝土结构表面造成了破裂或者侵蚀,影响了结构的正常使用。
浅谈水工混凝土耐久性本文对水工商品混凝土耐久性进行了研究及探讨,并提出了商品混凝土耐久性的影响因素及对策。
1 水工商品混凝土耐久性水工商品混凝土耐久性是指水工建筑物在使用环境下,对物理的、化学的以及其他使结构材料性能恶化的各种侵蚀作用的抵抗能力。
水工商品混凝土耐久性主要为抗腐蚀、抗冻、抗渗等几个方面。
2 导致水工混凝耐久性失效的原因导致水工商品混凝土耐久性失效的原因主要有以下几个方面:商品混凝土的低强度风化;碱――骨料反应;渗漏溶蚀;冻融破坏;水质侵蚀;冲刷磨损和空蚀;商品混凝土的碳化与钢筋锈蚀;由荷载、温度、收缩等原因产生的裂缝以及止水失效等引起渗漏病害的加剧。
实际问题中,往往存在多个因素的共同作用。
2.1 风化水利工程中,大部分建筑物处于室外,由于风化作用使得强度明显下降,以至于商品混凝土结构在经过一定时间后,强度不能满足结构性能要求。
2.2 碱――骨料反应商品混凝土碱――骨料反应是指商品混凝土微孔中来自水泥、外加剂等的可溶性碱溶液和骨料中某些活性组分之间的反应。
2.3 渗漏水土商品混凝土结构在水压力的条件下,出现裂缝、贯穿性通道等,破坏结构形式、降低了水利工程的使用寿命。
2.4 冻融在寒冷地区,由于低温时商品混凝土孔隙中水的反复冻结融化,使得商品混凝土内部破坏。
在我国北方地区较常见。
2.5 水侵蚀水工商品混凝土与各种水体接触,其中受污染的水体中有破坏商品混凝土机构的有害物质,尤其是酸性水体破坏作用较大。
2.6 冲刷磨损处于高速水流特别是挟沙水流作用下的商品混凝土结构和构件,会产生冲刷磨损,或者由于结构表面不平整,在商品混凝土表面形成真空,产生空蚀破坏,致使商品混凝土被剥落。
2.7 碳化商品混凝土保护层的碳化导致商品混凝土表面强度降低、耐久性被破坏。
2.8 其它因为商品混凝土的抗拉强度较低,在荷载的作用下,一般的受弯构件都是带裂缝工作的;湿度的变化也会使商品混凝土产生裂缝,尤其是大体积商品混凝土;商品混凝土由于养护不当引起的收缩裂缝等都会导致商品混凝土结构的耐久性降低。
水工混凝土结构耐久性的探讨1、引言现阶段,随着混凝土在工程方面的广泛应用,混凝土结构耐久性成为人们关注的重点。
混凝土结构耐久性和其使用寿命之间存在一定的关系,可以理解为在设计使用期限内混凝土结构保持正常功能的一种能力,这种能力涵盖了结构安全性和结构适用性以及结构的其他功能。
目前而言,我国对于水工混凝土结构的耐久性能研究还比较少,本文对有关水工混凝土结构耐久性进行分析和研究,不足之处,敬请指正。
2、混凝土结构耐久性概述混凝土结构耐久性,具体而言是指结构在一定的使用环境中,对于物理、化学以及其他导致结构材料的性能产生各种不利的影响的抵抗能力。
耐久性能好的混凝土结构长时间暴露在使用环境中,具备一定的维持原本形状、使用质量的能力。
换言之,耐久性和使用寿命有重要关系,耐久性好,则使用寿命长。
对永久性水工建筑物进行设计时,结构耐久性是要保证的重要功能,水工混凝土结构设计过程中结构在正常使用条件下,会随着时间的推移达到预定的功能。
正常而言,水工混凝土结构使用寿命要超过五十年。
然而数据调查发现,由于材料问题而导致结构失效从而引发安全事故频频发生,水工混凝土耐久性成为人们关注的重点。
3、水工混凝土结构耐久性失效原因分析总结分析发现,导致水工混凝土结构耐久性失效的原因有两种,包括内因和外因。
其中内因是指结构在运行过程中由于材料物理、化学、力学等性能变化而产生问题,包括混凝土强度、保护层厚度、结构缺陷、水泥标号、骨料活性等;外因是指附近环境产生的影响,具体包括环境温度、湿度、二氧化碳含量、侵蚀性介质等。
实际上,耐久性差一般是内因和外因结合在一起产生的结果,当然结构缺陷、设计不当、施工不良以及维修不当也是重要原因。
具体而言,耐久性失效原因包括以下几个方面:3.1 混凝土低强度风化水利工程中大多数混凝土结构在较长一段时间内都是室外环境,混凝土因为风化作用而造成强度下降,甚至会影响到后期使用性能。
3.2 碱-骨料反应碱-骨料反应是由于混凝土微孔中水泥等可溶性碱溶液和骨料之间发生的一种反应,而导致界面上生成一种体积膨胀的晶体,从而造成混凝土的体积变大,甚至会产生胀裂破坏的情况。
水工钢筋混凝土结构耐久性问题分析摘要:水工钢筋混凝土结构耐久性正受到越来越多的重视,然而由于水工建筑物所处环境复杂,而我国又是一个地域辽阔的国家,各地环境又有很大差别,因此,混凝土工程的耐久性问题得到根本解决尚需时日。
通过对钢筋混凝土结构耐久性的影响因素分析可知,在工程实践中,应在材料的选择、科学合理的混凝土施工方案、施工进度的合理安排、合理的施工技术等几个方面予以高度重视,进而较大程度地提升混凝土的耐久性,从而取得显著的经济、社会效益。
关键词:水工混凝土结构;耐久性;影响因素;防治措施钢筋混凝土结构的耐久性是指结构在指定的工作环境中,正常使用和维护条件下,随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。
耐久性是工程结构中除安全性和适用性之外能够保证结构可靠度的重要指标,在工程设计中越来越受到重视。
1混凝土结构耐久性对工程的重要意义混凝土结构具有较好的整体性、耐久性、可塑性,在防洪度汛、工农业用水、水力发电、航运养殖、环保旅游等方面被广泛应用。
但水利水电混凝土工程多位于江河之上、大山峡谷之中,混凝土构成材料在复杂的环境下出现了一系列的物理、化学现象,影响到其结构耐久性。
此外,许多混凝土构造物由于各种原因达不到预定的使用年限,混凝土耐久性降低。
因此,如何有效提高混凝土耐久性,延长其使用寿命,减少补强加固费用是建筑行业节约工程造价的关键。
2影响水工混凝土耐久性的因素2.1设计因素部分设计文件没有针对混凝土所处环境和混凝土设计年限提出相应的配合比要求,也没有进行相关配合比论证,没有对水泥标准稠度用量、骨料级配和粒型、外加剂和水泥适应性及材料质量均质性等提出具体要求。
同时,一些水工混凝土构件细部构造及几何形状等优化不够,容易产生应力集中等不利影响。
还有一些水工混凝土建筑物在设计时未充分考虑无荷载情况下混凝土体积收缩的情况,使混凝土结构出现不协调变形而产生多余内力的现象等。
2.2施工因素施工水平的高低是影响混凝土耐久性的重要原因之一。
水利工程中混凝土耐久性研究在水利工程中,混凝土结构是最常见的建筑材料之一。
无论是水坝、水库、闸门、还是水电站,混凝土的应用都非常广泛。
然而,混凝土在长期使用中,常常会受到诸多的环境因素的影响,导致混凝土的耐久性下降,甚至出现开裂、脱落等现象,这严重威胁着水利工程的安全和稳定运行。
因此,混凝土耐久性的研究一直是水利工程领域研究的热点之一。
一、混凝土的耐久性问题混凝土在长期使用中,会受到多种环境因素的影响,如水分、氧气、二氧化碳、盐渍等,这些环境因素会导致混凝土的力学性能和物理性能逐渐下降,从而影响混凝土的使用寿命和安全性。
首先,水分是混凝土耐久性受到影响的主要因素之一。
混凝土是由水泥、砂、碎石和水等材料混合而成的,水分是混凝土中最重要的组成部分之一。
因此,任何水分对混凝土都有影响。
当温度变化或结构遭受压力时,混凝土会开裂,从而让水分渗透进混凝土中。
水分进入混凝土中后,会导致混凝土的强度下降,从而影响水利工程的使用寿命和安全性。
其次,氧气也是影响混凝土耐久性的因素之一。
氧气可以促进混凝土中的钢筋锈蚀,从而影响混凝土的力学性能和物理性能。
钢筋锈蚀会使得混凝土结构变得脆弱,导致混凝土出现开裂、破裂等现象,进而威胁水利工程的安全。
另外,二氧化碳的存在也会对混凝土的耐久性产生负面影响。
二氧化碳会促进混凝土结构中的钙化反应,加速混凝土的老化速度。
此外,二氧化碳也会引起碳化、腐蚀等现象,使混凝土结构逐渐失去稳定性和结构特性。
最后,盐渍是导致混凝土耐久性下降的另一个关键因素。
许多水利工程建筑都是在海拔较高的地区建造的,而这些地区的地下水中含有大量的盐分,因此,混凝土结构会受到盐渍腐蚀的影响。
盐分可以塑造混凝土的孔隙结构,导致混凝土的强度逐渐下降,同时也会促进混凝土结构中的钢筋腐蚀和开裂等现象。
二、如何提高混凝土的耐久性?为了提高混凝土的耐久性,目前有以下几种方法:1、选用高品质混凝土材料。
在水利工程中,混凝土的品质对于保证工程的安全和可靠性至关重要。
2021水工混凝土结构耐久性的影响因素和控制方式范文 摘要: 近年来,我国的水利事业发展非常快,各种水利工程项目的实施创造了巨大的经济与社会效益。
但是,水工建筑物施工时常常面临着混凝土结构耐久性不足的难题,如果要有效避免水工建筑物中的这一问题,需从耐久性的影响因素出发,采取有效的控制策略,提高混凝土结构的质量。
基于此,本文.重点探析了水工混凝土结构耐久性的影响因素,针对这些因素提出了有针对性的控制方式. 关键词: 水工建筑物;混凝土结构; 耐久性; 1.混凝土结构耐久性概述 耐久性是混凝土结构中的一项关键指标,是指当混凝土结构处于特定的使用环境下时,结构本身对于物理、化学等各种不利因素的抵御能力。
如果混凝土结构的耐久性较好,即使混凝土结构长期处于特定的使用环境下,依旧可以维持其良好的性能和使用质量。
因此,在实际的设计施工过程中,工程人员要严格根据质量要求,来加强耐久性设计。
混凝土结构耐久性要求如表1所示。
2.影响耐久性的主要因素 2.1、施工环境 水工建筑物施工建设的过程中,由于混凝土施工作业是在一定的施工环境下开展的,再加上混凝土施工中对于温度、湿度等都有着严格的要求,这就使得施工环境会对混凝土的耐久性产生或多或少的影响。
混凝土材料中含有大量毛细孔,空气中的二氧化碳与混凝土内部的游离氢氧化钠反应以后会生成碳酸钙,混凝土的碱性有所降低,一旦碳化超过了混凝土保护层,混凝土疏松脱落将会引起钢筋锈蚀,混凝土耐久性大大降低。
水工混凝土结构较为特殊,所处地区气候条件存在一定差异,干、湿、冷的交替,使得混凝土结构表面和内部所含水分的冻结和融合交替出现,混凝土裂缝产生以后也就难以维持其原有的耐久性。
水工建筑物的环境条件复杂,侵蚀介质会直接作用于混凝土结构,引起一系列的化学反应,进而导致混凝土耐久性不足。
表1混凝土结构耐久性要求 2.2、构造设计和结构 混凝土结构耐久性同样会受到构造设计和结构的影响,在混凝土结构施工过程中,工程企业必须要对混凝土结构的形态尺寸、结构形式与构造等加以科学设计,通过这些设计来消除设计对混凝土耐久性指标的不利影响。
水工结构混凝土耐久性设计要点探讨摘要:对于混凝土结构而言,混凝土的耐久性对结构的使用年限及正常使用性能都有非常重要的影响,具有良好的耐久性是水工混凝土结构可以保证长期安全有效的重要因素。
随着混凝土在水工结构中的应用越来越广泛,人们对这种结构的强度、耐久性等指标也提出了更高的要求。
本文首先详细分析阐述了影响水工结构混凝土耐久性的主要因素,在此基础上从多个方面提出了提高水工结构混凝土耐久性的措施。
关键词:水工结构;混凝土;耐久性;设计要点一、引言就混凝土结构的耐久性是指在特定的使用环境下,混凝土结构构件在规定的使用年限范围内保证其安全性和适用性的能力。
为了抵抗自然环境对混凝土结构物的影响,设计过程中混凝土结构物会根据实际应用环境选取合适的材料和配比,同时,施工过程中还会采取有效的措施来提高混凝土结构的耐久性能,但在实际应用过程中,混凝土结构过早劣化的情况还是时有发生。
对于水工混凝土结构而言,其所处的工作环境与其他混凝土结构有很大的不同,这种结构需要长期直接接触水,因此,一旦这种结构物上出现裂缝等病害,在水的影响下病害发展的将更为严重,影响结构的耐久性能。
二、水工结构混凝土耐久性设计要点如何避免水工结构混凝土开裂并提高这种混凝土结构的耐久性一直以来都是困扰着人们的重要问题。
笔者认为若要从根本上提高水工结构混凝土的耐久性能应从设计指标的优化、优化选材、控制混凝土配比以及混凝土防腐蚀设计等几个反面加以考虑:(一)优化有关设计指标根据有关设计规范的规定,对于水工结构混凝土而言通常根据其养护28 d龄期所得到的强度指标进行相关设计,对于混凝土的抗冻以及抗渗等与其耐久性能有关的指标则根据设计的水工混凝土所处的实际环境进行确定。
实际设计过程中有些设计人员在设计混凝土的原材料以及配合比时很少考虑所选用的混凝土的强度与其耐久性之间的关系,而且对于结构裂缝对混凝土结构耐久性能的影响也很少进行深入的分析。
规范规定的采用采用28 d龄期强度作为混凝土的设计强度对于尺寸较小的粱、板、柱等要求最先承受荷载的结构部分的混凝土较为适用,同时,对于针对那些强度等级不高的水泥、所采用的外加剂较少、28d养护龄期满后强度增长幅度不大的混凝土也较为适用。
基于水工混凝土耐久性问题分析与探讨
摘要:在混凝土施工的过程中,经常会出现混凝土的相关质量问题,并且随着人们对混凝土表面质量要求的逐渐提高,加强混凝土
的质量控制,提高水利工程的整体质量就显得尤为重要了。
本文首先对影响混凝土耐久性的主要因素进行了分析,然后从材料选择、工程设计和工程施工方面,提出了提高混凝土耐久性的具体策略。
关键词:水工混凝土;耐久性;影响因素;防治策略;
中图分类号:tu528.36文献标识码: a 文章编号:
前言
提高混凝土耐久性是一个综合性问题,涉及环境、材料、设计、施工等诸多因素。
只有正确进行工程设计,合理利用材料,严格控制施工质量以及必要的工程管理和维护,才能保证混凝土耐久性。
一、影响混凝土耐久性的因素
1、混凝土的碳化。
混凝土的碳化是指混凝土在自然环境中,空气和水中的co2气渗透到混凝土内,与混凝土中的氢氧化钙发生化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程,又称作中性化,其化学反应为:ca(oh)2+co2=caco3+h2o。
由于碳化后混凝土的碱度降低,使混凝土空隙中存在饱和氢氧化钙碱性介质在钢筋表面生成难溶的fe2o3和fe3o4(称为钝化膜)对钢筋保护作用逐渐降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,造成钢筋锈蚀破坏;另外混凝土碳化还会加剧混凝土收缩,
使混凝土产生裂缝,从而造成混凝土结构的破坏。
2、混凝土的冻融。
一是当混凝土中的毛细孔水在某负温下发生物态变化,由水转变成冰,体积膨胀9%,因受毛细孔壁约束形成膨胀压力,从而在孔周围的微观结构中产生拉应力;二是当毛细孔水结成冰时,由凝胶孔中过冷水在混凝土微观结构中的迁移和重分布引起的渗管压,由于表面张力的作用,混凝土毛细孔隙中水的冰点随着孔径的减小而降低。
凝胶孔水形成冰核的温度在-78℃以下,因而由冰与过冷水的饱和蒸汽压差和过冷水之间的盐分浓度差引起水分迁移而形成渗透压。
另外凝胶不断增大,形成更大膨胀压力,当混凝土受冻时,这两种压力会损伤混凝土内部微观结构,当经过反复多次的冻融循环以后,损伤逐步积累不断扩大,发展成互相连通的裂缝,使混凝土的强度逐步降低,最后甚至完全丧失。
3、混凝土的化学侵蚀。
水利工程由于其所处自然环境的复杂性,经常受到侵蚀介质的作用,引起水泥石发生一系列化学和物理反应,使混凝土逐步受到侵蚀,严重时造成水泥石强度降低,甚至破坏。
常见的化学腐蚀主要有软水侵蚀、碳酸腐蚀、硫酸盐腐蚀、镁盐腐蚀等。
4、混凝土的碱———骨料反应混凝土的碱-骨料反应是指混凝土空隙中的碱溶液与混凝土骨料中活性矿物质在水环境中发生反应,造成混凝土发生体积膨胀、开裂、甚至破坏。
5、钢筋锈蚀。
钢筋锈蚀是影响水工钢筋混凝土耐久性的重要因素,造成钢筋锈蚀的主要原因是当混凝土碳化至钢筋表面和混凝土
开裂时,钢筋失去了碱性混凝土的保护,钝化膜对钢筋的保护作用逐渐减小甚至消失,钢筋表面成活化状态,在水、氧和cl-作用下,在混凝土裂缝处,首先出现钢筋坑蚀,进而发展为钢筋环向锈蚀,最终沿钢筋纵向形成片状锈蚀,由于氢氧化铁(铁锈)体积比原金属体积膨胀2~4倍,片状锈蚀体积膨胀造成沿钢筋布置方向产生混凝土保护层裂缝,同时由于钢筋锈蚀造成钢筋有效截面积的减少,影响混凝土结构的承载能力和使用功能,进而造成混凝土结构的破坏。
二、提高混凝土耐久性的策略
1、合理选择原材料。
水泥作为混凝土的胶结材料,其物质组成和特性直接影响到混凝土的耐久性,水泥品种的选择应根据水工建筑物所处工程环境和使用部位,选择含碱量小、水化热低、干缩性小、抗热性、抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性性能好的水泥。
对于处于干燥环境中的混凝土,不宜使用火山灰水泥;对具有抗冻要求的混凝土,应优先使用普通水泥,不宜使用火山灰水泥;对具有抗渗要求的混凝土,不宜使用矿渣水泥;对大体积混凝土,为减少由于水化热过高引起的混凝土裂缝,造成的混凝土中空隙增加,降低其耐久性,应优先使用低热水泥,为保证混凝土的强度要求,骨料必须选择质地致密,具有足够强度的混凝土骨料,尤其是混凝土粗骨料,应控制骨料中有害物质的含量。
骨料的选择应考虑骨料的碱活性,防止碱-骨料反应对混凝土的破坏。
为提高混凝土的抗渗性、抗冻性,尽量选择具有抗蚀性能好,吸水性能差的骨料,选择合理的级
配,提高混凝土拌和物的和易性,提高混凝土的密实度,以提高耐久性。
2、掺用高效减水剂和引气剂。
减水剂又称水泥分散剂,是一种表面活性物质。
水泥加水拌和后,由于颗粒间分子的作用,产生许多絮状物,形成一种凝聚结构,其中包含了一部分拌和水。
当加入减水剂后,这些表面活性剂定向吸附在水泥颗粒表面,加大了水泥颗粒间的静电排斥力,使水泥颗粒相互分散,并破坏了其凝聚结构,使凝聚体包裹的游离水被释放出来,增加了混合物的流动性。
因此高效减水剂的使用可减少拌和用水量,降低水灰比,减少了水泥石中细微空隙的数量,提高了混凝土的密实度,从而提高了混凝土的强度、抗渗性、抗冻性。
3、预防钢筋锈蚀。
对水工钢筋混凝土常采用以下处理预防处理措施:一是在混凝土表面涂沫保护隔离层,将混凝土内部可能的渗漏通道封闭起来,防止周围环境中的侵蚀性介质通过混凝土内部的细微空隙渗透进去引起钢筋锈蚀。
常采用环氧基液涂层、乳化沥青涂层等;二是涂层钢筋,将钢筋保护起来。
常用的方法是环氧涂层钢筋,采用静电喷涂环氧树脂粉末在钢筋表面形成一定厚度的环氧树脂防腐保护层,可长期保护钢筋免遭侵蚀性介质的腐蚀;三是积极研究开发新产品,采用耐锈钢筋、阻锈钢筋等。
4、采用高性能混凝土。
普通混凝土水泥石中水化物稳定性不足,是影响混凝土耐久性的重要因素。
高性能混凝土就是在普通混凝土中掺入高效活性矿物掺料,以改变水泥石中胶凝材料的组成。
高效
活性矿物掺料(粉煤灰、矿粉和硅粉)中含有的大量活性sio2和活性al2o3能与水泥水化过程中产生的游离石灰和高碱
水化硅酸钙产生二次反应,生成强度更高,稳定性更优的低碱水化硅酸钙,达到消除游离石灰的目的。
另外由于有些超细矿粉颗粒平均粒径小于水泥颗粒的平均粒径,它可充填到水泥石的空隙当中,堵塞水泥石中可能的渗漏通道,使水泥石更加密实。
因此采用高性能混凝土可有效提高混凝土的耐久性。
5、混凝土设计中考虑的保护措施。
工程设计中应根据混凝土所处的环境设计相应的混凝土保护层厚度,以防止外界介质渗入混凝土内部腐蚀钢筋。
对容易产生破坏的部位,可根据规范要求,加大混凝土保护层厚度;混凝土结构宜尽量采用整体浇筑,少留施工缝,如预留施工缝,其结构型式和位置不应损害混凝土耐久性要求;另外在结构设计中,应严格控制混凝土裂缝开展宽度,防止裂缝开展宽度过宽导致钢筋腐蚀,影响混凝土耐久性。
6、混凝土施工中考虑的保护措施。
(1)混凝土施工中应采用两次搅拌法、裹砂法等拌制混凝土,保证混凝土的均匀性;(2)应根据工地现场的气候条件,严格控制混凝土配合比,提高混凝土拌和物的和易性,提高混凝土的强度,减少拌和用水量;(3)另外应严格遵守混凝土的振捣制度,防止过振和漏振造成的混凝土不密实。
由于混凝土的破坏由表面开始,因此在混凝土终凝前采用原浆抹面压光,提高混凝土密实度,降低混凝土表面的渗透性。
三、结语
水利工程由于其所处环境的特殊性和复杂性,对混凝土耐久性要求更高,因此提高混凝土的耐久性、延长工程使用寿命,减少工程维修费用是水利工程建设可持续发展的关键。
参考文献
[1]陈改新.混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势.中国水利水电科学研究院学报,2009。