混凝土结构耐久性设计论文
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混凝土结构钢筋腐蚀的影响因素及防护摘要:钢筋混凝土结构从出现到21世纪,经历了比较久的发展时期,并且依旧占据着建筑结构中最重要的一部分。
然而,近年来的工程实际情况表明,在役钢筋混凝土结构因为耐久性问题而引起破坏的现象越来越严重,因此,有必要对钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响做研究。
尤其是混凝土中影响钢筋锈蚀的因素和针对这些因素所采取的措施。
关键词:混凝土结构;耐久性;钢筋锈蚀;预防措施Factors Influencing The Corrosion ofSteel In Concrete And Its ProtectionAbstract:From being create to twenty-first century,Reinforced concrete structure experienced a period of development for a long time, and still plays the most important part of the building structure. However, the actual situation of the project shows that in recent years, the damage caused by durability problems in existing reinforced concrete structure is more and more serious, which is leaded by the orrosion of steel bar give a large part. Therefore, it is necessary to do research on the influence of reinforcement corrosion on the durability of concrete structures. Especially the influence factors of steel corrosion in concrete and the measures taken in response to these factors.Keywords:reinforced concrete structure;durability;corrosion;prevention measures0 引言最开始人们认为,钢筋混凝土结构很好地结合了钢筋与混凝土材料的优点,可模性好、可塑性强、整体性好、耐久性好、后期维护费用较低以及易于就地取材等诸多优点使得当今世界上的建筑大多选择采用钢筋混凝土结构。
关于混凝土的毕业论文混凝土是一种常见的建筑材料,它在现代建筑中扮演着重要的角色。
本文将探讨混凝土的特性、制作过程以及其在建筑中的应用。
一、混凝土的特性混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰等材料按一定比例混合而成的人造材料。
它具有以下几个主要特性:1. 强度:混凝土具有较高的抗压强度,能够承受大部分建筑结构的负荷。
这使得混凝土成为建筑物的主要承重材料之一。
2. 耐久性:混凝土能够抵抗自然环境的侵蚀,如酸雨、高温等。
它的耐久性使得建筑物能够长时间地保持结构的完整性。
3. 可塑性:混凝土在浇筑时具有较高的可塑性,可以根据需要进行形状调整。
这使得建筑师能够创造出各种独特的建筑形式。
二、混凝土的制作过程混凝土的制作过程包括原材料的选取、配比设计、搅拌、浇筑和养护等环节。
1. 原材料选取:水泥、骨料、粉煤灰等是混凝土的主要原材料。
它们的质量和性能对混凝土的品质有着重要影响。
因此,在制作混凝土时,需要选择优质的原材料。
2. 配比设计:混凝土的配比设计是确保混凝土强度和耐久性的关键。
通过合理地控制水泥、骨料和水的比例,可以获得理想的混凝土性能。
3. 搅拌:在搅拌过程中,将水泥、骨料和水进行充分混合,以确保混凝土的均匀性和一致性。
搅拌时间和搅拌速度对混凝土的品质也有影响。
4. 浇筑:将搅拌好的混凝土倒入模具中,并使用振动器进行震实,以确保混凝土的密实性和均匀性。
5. 养护:混凝土在浇筑后需要进行养护,以保证其逐渐获得足够的强度。
养护期间需要控制温度和湿度,避免混凝土过早干燥。
三、混凝土在建筑中的应用混凝土在建筑中有广泛的应用,它可以用于建造各种类型的建筑物,如住宅、商业建筑、桥梁等。
1. 住宅建筑:混凝土可以用于建造房屋的结构部分,如梁、柱、楼板等。
混凝土的强度和耐久性使得房屋能够长时间地承受负荷,保持结构的完整性。
2. 商业建筑:混凝土在商业建筑中也有广泛的应用。
例如,高层建筑的主体结构通常采用混凝土,以确保其稳定性和安全性。
摘要自我国改革开放以来,国家迅速的发展,一步步的走向现代化,与此同时我国的建设规模也在不断的壮大,那么如何保证建筑工程质量以及使工程能长久的安全使用下去,必将是各级政府和社会各界广泛关注的焦点。
大量的土木工程建设当中,混凝土的应用面是非常之广,使用次数很多。
特别是近几年来,一种新兴的混凝土技术出现并运用到很多工程顼目中而且迅速的发展着,那就是高性能混凝土。
高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC) 具用许多优点,如具有高高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等,正因为这些优良的特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,有许多的重要工程开始采用HPC,尤其是在海港建筑、高层建筑、桥梁等工程。
本文主要围绕高性能混凝土的发展历史背景和目前国内外的研究现状展开研究的,文章主要介绍了什么是HPC、HPC所具有的特性,枚举了一些有关HPC 在国内外研究领域应用中的主要成就,并展望了HPC的未来发展趋势。
近几年来,我国建筑逐渐向大型化、高层化、现代化迅速迈进,以此来看,新世纪的重要建筑工程材料必将是HPC。
关键词高性能混凝土;定义;特性;发展趋势AbstractSince China's reform and opening up, the rapid development of the country , a step toward modernization , while the size of the building is constantly growing, so how to ensure the quality of construction so that the project can be a long and safe use of it, is bound to each levels of government and community-wide focus. Among a large number of civil engineering construction , concrete application surface is very wide, use many times . Especially in recent years , an emerging concrete technologies emerge and applied to many engineering Xu heads and rapidly developing , and that is high performance concrete .High Performance Concrete (High Performance Concrete, HPC) with with many advantages, such as having a high durability , high resistance, high strength and high dimensional stability , etc. , because these excellent features , is considered the world's currently most performance comprehensive concrete, there are many important projects began to use HPC, dragon which is in the harbor building , high-rise buildings, bridges and other projects.This paper mainly focus on the historical background of the development of high performance concrete research status at home and abroad and the commencement of the study , the article describes what is HPC, HPC has the characteristics enumerated some of the HPC research at home and abroad of the main areas of application achievements and prospects for the future development trend of HPC . In recent years, China's building gradually to large-scale , high-rise , modern fast forward, this point of view, an important construction materials in the new century will be an HPC.Key words:Characteristics; development trend of high-performance concrete; define目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)第二章 HPC的产生原因和发展现状 (6)2.1产生原因 (6)2.2 发展现状及发展趋势 (7)第三章 HPC的性能特点和应用研究 (8)3.1 HPC的定义 (8)3.2 HPC的特性 (9)3.3 HPC应用和发展中所遇到的问题 (10)第四章 HPC的质量与施工控制 (11)4.1 HPC原材料及其选材 (11)4.2 HPC的施工控制 (12)第五章 HPC的特性 (14)5.1 高工作性能 (14)5.2 高耐久性能 (15)5.3 其他性能 (15)第六章绿色HPC (16)6.1 开发绿色HPC 的必要性 (16)6.2 有关绿色HPC的可性行 (17)6.3 关于绿色HPC的发展 (17)第七章 HPC的发展 (19)第八章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论自从1824年波特兰水泥的出现,混凝土材料到现在已有100多年的历史了,经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程,由普通混凝土向高性能混凝土发展。
海洋环境下混凝土结构耐久性研究共3篇海洋环境下混凝土结构耐久性研究1海洋环境下混凝土结构耐久性研究混凝土结构在海洋环境中的使用受到海洋环境因素的影响,如盐雾腐蚀、潮汐、海水侵蚀等,这些环境因素会对混凝土结构的耐久性造成严重的影响。
因此,在混凝土结构的设计、制造和维护过程中,需要充分考虑海洋环境因素的影响,以提高混凝土结构在海洋环境下的耐久性。
盐雾腐蚀是海洋环境中最常见的混凝土结构腐蚀问题之一。
盐雾腐蚀的原因是海水中的氯离子会渗透到混凝土中,与其内部的钢筋发生化学反应,从而引起混凝土结构的水化反应和锈蚀。
为了减少盐雾腐蚀带来的影响,可以采用以下措施: 1)采用高强度、高耐久性的混凝土材料;2)在混凝土中添加氯离子抑制剂;3)通过镀锌等表面处理方式来保护钢筋,以减少盐雾腐蚀的影响。
潮汐是另一个影响混凝土结构耐久性的海洋环境因素。
潮汐的循环变化会导致混凝土结构的膨胀和收缩,从而引起裂缝的产生。
为减少潮汐对混凝土结构的破坏,需要采用以下措施:1)采用高强度、高韧性的混凝土材料;2)增强混凝土结构的抗震和抗裂性能;3)合理设计混凝土结构以适应潮汐的变化。
海水侵蚀是另一个造成混凝土结构耐久性问题的因素。
海水中的钠离子易被吸附到混凝土表面,与其内部的混凝土结构发生化学反应,从而引起混凝土结构的腐蚀和破坏。
为了减少海水侵蚀对混凝土结构的影响,可以采用以下措施:1)对于受到海水影响比较严重的部位,可以采用海洋环境专用的混凝土材料;2)进行有效的防水处理,使海水难以渗透到混凝土结构内部; 3)合理的构建混凝土结构以减少其在海洋环境中的暴露面积。
综合来看,在海洋环境中使用混凝土结构需要充分考虑其中的环境因素,采用高耐久性、高韧性的混凝土材料、有效的防腐防蚀措施、合理的构建混凝土结构等措施,以提高混凝土结构在海洋环境中的耐久性。
海洋环境下混凝土结构耐久性研究2混凝土结构在海洋环境下使用需要考虑到其耐久性。
海洋环境下混凝土结构所面临的主要问题是腐蚀和侵蚀。
混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用一、引言混凝土结构是建筑工程中最常见的建筑材料之一,其优点在于其强度大、耐久性高、施工方便等。
但是,在实际使用中,混凝土结构也会面临疲劳与耐久性问题。
因此,本文将详细介绍混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用。
二、混凝土结构中的疲劳问题1. 疲劳的定义疲劳是指材料在受到重复载荷作用时发生的损伤和破坏。
在混凝土结构中,疲劳主要是由于受到重复荷载引起的。
2. 疲劳的危害混凝土结构的疲劳问题会导致混凝土结构的强度和刚度的降低,甚至会引起结构的崩塌。
因此,疲劳问题在混凝土结构设计中是必须考虑的问题。
3. 疲劳的影响因素混凝土结构中的疲劳问题受到多种因素的影响。
其中,主要包括以下几个方面:(1)荷载频率:荷载频率越高,疲劳损伤越严重。
(2)荷载幅值:荷载幅值越大,疲劳损伤越严重。
(3)荷载形式:不同形式的荷载对混凝土结构的疲劳损伤也不同。
(4)材料本身的性能:不同材料的抗疲劳性能不同。
4. 疲劳的设计原则为了解决混凝土结构中的疲劳问题,需要在设计阶段采取一系列措施。
具体的设计原则如下:(1)减小荷载频率:可以通过增加支撑点、减小振动源的频率等方式来减小荷载频率。
(2)减小荷载幅值:可以通过加强结构刚度、减小荷载大小等方式来减小荷载幅值。
(3)选择合适的荷载形式:需要根据实际情况选择合适的荷载形式,例如单向、双向、多向、随机等荷载形式。
(4)选择合适的材料:需要选择具有良好抗疲劳性能的材料。
5. 疲劳的解决方法除了在设计阶段采取一系列措施外,还可以通过以下几种方式来解决混凝土结构中的疲劳问题:(1)加强结构的刚度:可以通过增加结构的截面尺寸、增加加劲板的数量等方式来加强结构的刚度,从而减小结构的振动。
(2)采用防疲劳材料:可以采用具有良好抗疲劳性能的材料来替代传统的混凝土材料,例如纤维加强混凝土等。
(3)加装减振器:可以在混凝土结构的支撑点或节点处加装减振器,从而减小结构的振动。
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。
预应力混凝土结构的耐久性研究随着城市化的加速和工程建设的不断推进,建筑结构的耐久性越来越成为一个重要的问题。
作为建筑结构领域里的新兴技术,预应力混凝土结构在耐久性方面具有很大的优势。
本文着重探讨预应力混凝土结构的耐久性研究。
一、预应力混凝土结构的定义和特点预应力混凝土结构是指在混凝土固化前就施加外部预应力的混凝土结构。
与普通混凝土结构相比,预应力混凝土结构具有以下几点明显的优点:1. 抵抗荷载能力和承载能力优异在预应力混凝土结构中,混凝土已经承受了预先加压力,使其能够承受更大的荷载能力和承载能力。
2. 增强混凝土的拉伸性预应力混凝土结构通过施加预应力,增强了混凝土的拉伸性能,这使得结构对外力的响应更加灵活。
3. 减小变形和裂缝预应力混凝土结构的预应力也可以减少结构的变形和裂缝,在一定程度上增加混凝土结构的耐久性。
二、预应力混凝土结构的耐久性研究预应力混凝土结构的耐久性与其他混凝土结构类似,但也具有其自身的特殊性。
因此,对预应力混凝土结构的耐久性研究具有重要的理论和应用意义。
1. 钢束锈蚀对预应力混凝土结构耐久性的影响在预应力混凝土结构中,钢材所起的作用极为重要,因为钢材既起到了预应力的作用,又是预应力混凝土结构的主要构件。
但是随着时间的推移,使用时长的增加和恶劣的环境条件,钢材很容易产生锈蚀。
因此,钢束锈蚀是导致预应力混凝土结构耐久性降低的主要原因之一。
当前,已有学者提出了一系列的钢束锈蚀对预应力混凝土结构耐久性的研究方法,并且取得了一定的成果。
例如,采用碳纤维增强钢板的方法可以有效减少锈蚀问题,从而提高结构的耐久性。
2. 各种混凝土材料对耐久性的影响预应力混凝土结构的耐久性受到各种混凝土材料的影响。
如何选用合适的混凝土材料和设计合理的混凝土配合比,可以有效提高预应力混凝土结构的耐久性。
目前,混凝土材料的耐久性研究成为了一个热点。
采用新型的高效混凝土,例如氟碳树脂、硅酸盐水泥等,也可以在一定程度上提高预应力混凝土结构的耐久性。
混凝土结构的耐久性设计方法摘要:首先分析混凝土结构耐久性问题的区域性,介绍混凝土结构耐久性设计方法的研究现状,指出目前混凝土结构耐久性设计方法存在的问题及应进一步研究的方向,并提出了解决思路。
再具体到混凝土结构耐久性环境区划工作的研究现状。
关键词:耐久性设计、混凝土、寿命成本分析。
一、前言:混凝土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剖和掺合料按一定比例配制,经均匀拔拌、密实成型、养护、硬化而成的一种人工石材。
混凝土结构的耐久性是指:在正常维护条件下,在规定的时间内,在特定的工作环境中,保证结构正常工作的性能。
也就是说,混凝土结构的耐久性至少涉及以下五个方面的问题:1、结构的安全性;2、适用性;3、使用寿命;4、工作环境;5、维护及维修费用。
我们认为,正确进行结构工作环境的分类并确定环境对结构的作用效应,确定结构的设计使用寿命,确定结构耐久性极限状态和确定结构抵抗环境作用的能力,是进行混凝土结构耐久性设计必须解决的问题。
本文以混凝土结构耐久性设计方法为研究对象,专注于对影响混凝土结构耐久性的环境因素的量化和环境对结构作用效应的量化,分析环境作用对混凝土结构耐久性影响程度量化指标与相关环境因素量化指标的关系,寻求能体现地理分布特征的混凝土结构耐久性环境作用效应区划的量化方法,并建立基于环境区划的混凝土结构耐久性设计方法,以指导工程实践。
二、结构工作环境的分类结构工作环境分类是混凝土结构耐久性设计的一项基础工作。
首先,混凝土结构耐久性设计与环境对结构作用的类型有直接的关系。
例如,在较强酸性介质侵蚀环境作用下,混凝土耐久性设计以选择合适的防护涂层措施为主,并规定重新涂刷防护涂层的年限;而在一般大气环境作用下,混凝土结构耐久性设计则可以验算保护层厚度为主。
以上两种环境所用两种设计方法皆然不同。
因此,混凝土结构耐久性必须按环境作用类型进行设计。
其具体任务是处理环境作用效应与结构抵抗环境作用能力这一对矛盾。
混凝土结构中的耐久性设计一、引言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构类型,其耐久性是建筑物长期使用的保证。
耐久性设计是混凝土结构设计中至关重要的一环,本文将从多个方面详细介绍混凝土结构中的耐久性设计。
二、耐久性设计的基本原则1.考虑材料的选择在混凝土结构的设计中,材料的选择是非常重要的一步。
需要根据工程用途、环境条件和设计要求等因素来选择适合的材料。
例如,对于海边的建筑,需要选择具有耐腐蚀性的材料;对于需要承受大荷载的结构,需要选择强度高的材料。
2.考虑结构的设计结构的设计也是耐久性设计中非常重要的一部分。
需要采用合理的结构形式和布局,以确保在使用过程中不会出现严重的变形和裂缝。
此外,还需要考虑结构的连接方式和细节,以确保结构在长期使用过程中的稳定性。
3.考虑环境因素混凝土结构在长期使用过程中会受到环境因素的影响,如温度、湿度、氧化等因素。
因此,在耐久性设计中需要考虑环境因素的影响,并采取相应的措施,如增加混凝土的抗冻性、防潮措施等。
4.考虑维护保养维护保养也是保证混凝土结构耐久性的重要因素。
在设计中需要考虑维护保养的便利性,并在施工完成后制定相应的维护保养计划,以确保结构在使用过程中的稳定性和耐久性。
三、混凝土配合比的设计1.配合比设计的目的混凝土配合比的设计是混凝土结构耐久性设计中非常重要的一环。
其目的是确定混凝土的强度、耐久性和工作性能等,以满足设计要求。
在配合比设计中需要考虑材料的选择、混凝土的强度等因素。
2.配合比设计的步骤(1)确定混凝土的强度等级和工作性能等要求。
(2)根据混凝土的强度等级和工作性能要求,确定水灰比和石子的最大粒径等参数。
(3)确定水泥、砂、石子等材料的比例,以及混合物的用水量。
(4)根据混凝土的强度等级和工作性能要求,适当调整混合物的配合比。
3.配合比设计的注意事项(1)需要根据混凝土的强度等级和工作性能等要求来确定配合比,以确保混凝土的耐久性和使用性能。
(2)在确定配合比时,需要考虑材料的选择和使用效果,以确保混凝土的质量。
混凝土结构耐久性设计混凝土结构的耐久性设计是指在规定的使用寿命内,结构能够保持其设计要求的性能和功能,不发生失效或明显损坏的能力。
混凝土结构的耐久性设计与材料的选用、结构的设计和施工质量密切相关,并涉及到多个因素的考虑,包括结构的环境暴露条件、使用要求、建筑材料的特性等。
首先,混凝土结构的耐久性设计应根据具体的环境暴露条件进行评估和分析。
结构暴露在不同的环境中,如海洋、海湾、工业区或污染物浓度较高的地区,会受到不同的侵蚀和破坏,因此需要根据具体环境条件选择不同的混凝土配方和保护措施。
例如,在海洋环境中,应选用具有良好抗氯离子渗透能力的高性能混凝土,并考虑采取防腐保护措施,如铅质饰面或防腐漆等。
其次,混凝土结构的耐久性设计应考虑结构的使用要求。
结构的使用要求包括荷载、变形和气候等。
荷载是指结构在正常使用过程中所承受的荷载,如自重荷载、活荷载和地震荷载等。
为确保结构的耐久性,应根据荷载的大小和变化情况来确定结构的尺寸和配筋。
变形是结构在使用过程中由于荷载或温度变化引起的变形,应考虑结构在变形控制方面的限制,以保证结构的耐久性和稳定性。
气候是指结构所处的气候条件,如温度、湿度和风速等。
在高温、低温或高湿度环境中,混凝土会因温度膨胀或冻融循环等因素而受到损害,因此需要采取相应的措施保护混凝土结构。
最后,混凝土结构的耐久性设计应注重建筑材料的选择和施工质量的控制。
混凝土的抗压强度、抗拉强度和耐久性都与材料的质量和配合比有关,因此在设计中应选择质量可靠、性能稳定的混凝土材料,并合理控制配筋比。
此外,施工过程中的浇筑、养护和维修质量也会影响结构的耐久性。
应采取正确的施工方法和严格的质量控制措施,如控制混凝土的坍落度、养护温度和湿度,以防止混凝土的开裂和脱落。
总而言之,混凝土结构的耐久性设计涉及到多个方面的考虑,包括结构的环境暴露条件、使用要求、建筑材料的特性和施工质量等。
只有综合考虑这些因素,采取相应的措施和合理的设计,才能保证混凝土结构具有良好的耐久性和使用寿命。
C55耐久性混凝土配制试验与研究摘要:针对沿海地区大量采用c55耐久性混凝土的实际情况,利用不同品牌的外加剂、不同掺量的单掺法和双掺法分别进行了配合比组合试验,对配制的耐久性混凝土进行了性能研究,得出较为理想的c55耐久性混凝土配合比,并对试验数据进行了研究分析,得出相关结论。
关键词:耐久性混凝土配合比试验研究abstract: aiming at the coastal area is used in great quantities in the c55 durability of the concrete practice, use different brands of admixture, the different proportion only mixing method and double mixing method, the mixture combination experiment, with the preparation of the durability of the concrete performance, which is the ideal c55 durability of concrete proportion, and the test data are analyzed based related conclusions.keywords: durability of concrete proportion the experimental research中图分类号:tu528 文献标识码:a 文章编号:耐久性混凝土是一种高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上,以耐久性为主要设计指标,针对不同用途和要求,对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性都有不同的要求。
耐久性混凝土必须满足所处环境的要求,其所处的环境可分为:碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融环境和磨蚀环境。
混凝土结构耐久性设计的原理与方法一、引言混凝土结构是建筑工程中常用的结构体系,其耐久性设计对于保障建筑物的安全、耐用、经济运行具有重要意义。
因此,本文旨在探究混凝土结构耐久性设计的原理与方法,以期对建筑工程实践提供一定的参考价值。
二、混凝土结构耐久性设计的原理1. 耐久性设计的概念耐久性设计是指在规定的使用年限内,确保建筑物及其构件能够保持预定的使用功能、安全性能和外观质量等设计要求的设计过程。
混凝土结构的耐久性设计是指在设计阶段就考虑到混凝土结构在使用过程中受到的各种外界因素的影响,从而采取相应的预防措施,保证混凝土结构在规定的使用年限内能够保持预定的使用功能、安全性能和外观质量等设计要求。
2. 耐久性设计的原则(1)综合性原则。
混凝土结构的耐久性设计要考虑各种外界因素的综合影响,如气候、环境、结构荷载、使用条件等因素,综合考虑各种因素的影响,从而制定相应的耐久性设计方案。
(2)预防性原则。
混凝土结构的耐久性设计要采取预防措施,从设计阶段就考虑到各种可能发生的损害因素,采取相应的措施加以预防。
(3)可靠性原则。
混凝土结构的耐久性设计要保证结构的可靠性,即在规定的使用年限内,混凝土结构应能够保持预定的使用功能、安全性能和外观质量等设计要求。
3. 影响混凝土结构耐久性的因素(1)气候因素。
气候因素是混凝土结构耐久性的主要影响因素,如温度、湿度、降雨、风、紫外线、大气污染等。
气候因素的变化会导致混凝土结构的体积变化、强度降低、钢筋锈蚀等现象。
(2)环境因素。
混凝土结构所处的环境也会影响其耐久性,如土壤、水质、化学品等。
这些因素会导致混凝土结构的腐蚀、酸碱侵蚀等现象。
(3)结构荷载。
混凝土结构的荷载也会影响其耐久性,荷载过大会导致混凝土结构的变形、裂缝等现象。
(4)使用条件。
混凝土结构的使用条件也是影响其耐久性的因素,如使用环境、使用方式、维护保养等。
这些因素会导致混凝土结构的损害、老化等现象。
4. 混凝土结构耐久性设计的内容(1)混凝土配合比设计。
混凝土结构的耐久性设计方法作者:彭桂萍来源:《城市建设理论研究》2014年第06期【摘要】许多工程中,混凝土结构是其基础结构,因此,混凝土结构的耐久性对于工程质量具有重要意义。
文章对混凝土结构的耐久性设计方法进行分析,具有一定的借鉴意义。
【关键词】混凝土结构;耐久性;设计方法中图分类号: S611 文献标识码: A前言文章对混凝土耐久性的概念、等级、原则进行介绍,对影响混凝土耐久性的主要因素进行阐述,通过分析,并结合自身实践经验和相关理论知识,对混凝土结构的耐久性设计方法进行了探讨。
二、混凝土耐久性的概念、等级、原则1.混凝土耐久性的概念混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在任何一种环境作用下,都不用额外的费用加固处理直接就能保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。
混凝土耐久性主要包括:抗冻性、抗渗性、碳化。
2.混凝土耐久性的等级(1)一级耐久性主要是针对室内干燥环境下的住宅、办公楼等室内构件来说的,用简单的粉刷或油漆防护就可以,也就是能够满足在规定的使用年限内所要求的年限。
(2)二级耐久性主要是针对露天环境或高温环境下的构件,在规定的使用年限内也存在着个别需要维修的状况,维修采用的方法可能是修补或更替个别构件。
(3)三级耐久性在沿海地带或受冻融作用的环境以及使用除冰盐的结构,在规定的使用年限内需要经常维修的情况。
3.混凝土的耐久性设计应该遵循的原则在进行混凝土耐久性设计的过程中,相关的设计人员必须要先明确出这一结构的耐久性目标是什么,也就是设定的使用期限;还要确定出耐久性失效标准是什么。
一般情况下,使用期限可以分成四类。
对于耐久性失效标准,有多种说法。
大多数观点认为:一是以结构性能退化导致结构承载能力降低到承载能力极限状态,称为承载能力耐久性失效标准;另一种说法是由于耐久性能退化使结构产生了变形,从而不能够满足正常使用的基本需求,我们主要是以钢筋锈蚀发展到出现混凝土沿顺筋开裂作为正常使用耐久性失效标准。
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。
混凝土结构设计的耐久性设计要求混凝土结构设计的耐久性一直是工程设计中的一个重要方面,主要是为了确保结构在长期使用过程中不受到各种外界因素的损害。
有效的耐久性设计要求可以延长结构的使用寿命,减少维修和更换的需求,降低维护成本,并确保结构的安全性和可靠性。
本文将从材料选择、结构设计和防护措施等方面探讨混凝土结构设计的耐久性设计要求。
一、材料选择混凝土结构设计的耐久性首先取决于所选用的材料,包括水泥、骨料等。
在选择水泥时,应优先选择具有较高抗压强度和耐久性的品种,如硅酸盐水泥和矿渣水泥等。
骨料应具有良好的力学性能和化学稳定性,以确保混凝土的强度和耐久性。
二、结构设计混凝土结构的设计应充分考虑结构的使用环境和荷载条件,以确保结构的稳定性和耐久性。
在设计过程中,应合理选择截面尺寸和配筋方式,以提高结构的抗裂性和抗震性能。
此外,结构应尽可能避免出现应力集中和裂缝的问题,可以通过合理的布置钢筋和采取适当的预应力措施来达到这一目的。
三、防护措施为了提高混凝土结构的耐久性,需要采取一系列的防护措施,包括以下几个方面:1. 防水处理:在混凝土结构的设计中,应考虑采取适当的防水措施,如使用防水剂、加强防水层的厚度和密实度等,以防止水分渗透和腐蚀导致结构损坏。
2. 防腐蚀处理:混凝土结构在潮湿环境下容易受到腐蚀的影响,为了提高耐久性,应采取防腐蚀措施,如使用抗氯化物混凝土、涂覆腐蚀防护涂层等。
3. 施工质量控制:混凝土结构的施工质量对其耐久性至关重要。
应加强施工过程的质量控制,确保混凝土的配合比例、浇筑质量和养护条件等符合设计要求。
4. 环境监测:对于重要的混凝土结构,应建立完善的环境监测系统,对结构所处环境的温度、湿度和盐度等因素进行监测,及时发现问题并采取相应的修复和维护措施。
总结:混凝土结构设计的耐久性设计要求涉及材料选择、结构设计和防护措施等多个方面。
通过合理选择材料、优化结构设计和采取有效的防护措施,可以提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命,从而保证结构的安全性和可靠性。
照盟龃混凝土桥梁施工结构中的耐久眭设计陈琰(南京先行交通工程设计有限责任公司,江苏南京210016)睛要】本文主要阐述了混凝£桥梁耐久.】生设计病害原因,且混凝土桥梁设计耐久洼J构造措施,提出了保证桥梁耐久眭的一些设计原则,引起社会群众对桥梁耐久性的重视,其延长桥梁的使用寿命。
哄键阏混凝王;桥梁;耐久‰设计混凝土桥梁结构耐久性问题是耐久性研究中的重要组成部分。
桥梁建设是国家重要的基础建设之一,桥梁工程是关系到社会和经济协调发展的生命线工程。
桥梁建设的快速发展,巨大的资金投入,在经济社会中的显赫作用,使得人们对桥梁的安全性、耐久性越来越重视。
由于环境影响、日益增长的交通量以及公路运输业经常提倡提高汽车荷载标准,因此许多既有桥梁不能满足为设计新桥而规定的结构要求:病害和荷载增加也导致了桥梁可靠性的降低,桥梁的可靠度最终可能降低到规定的水平之下,因此需要经常根据桥梁的安全f生和耐久性作出决策。
分析混凝土桥梁130余年的发展历程不难发现,从寨混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、部分预应力混凝土,以至预应力钢筋混疑土,每—步都含有与混凝土耐久性作斗争的内容。
1混凝土桥梁耐久性设计病害原因分析引起混凝土桥梁结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工及维护的各个环节。
以往的乃至现在的结构工程设计中,普遍存在着重强度设计而轻耐久性设计的现象。
同时,不合格的施工也会影响混疑土结构的耐久性,常见的施工问题如混凝土质量不合格、钢筋保护层厚度不足都有可能导致钢筋提前锈蚀。
另外,在结构的使用过程中,由于没有合理的维护而造成的结构耐久性刚氏也是不容忽视的,如对结构的碰撞、磨损以及使用环境的劣化,这些都会使混凝土结构无法达到预定的使用年限。
国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性,即设计阶段对锅筋防护方面节省1美元,那么就意味着:发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元i混凝土表面J|质筋开裂时采取措施将追加维修费25美元:严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。
刍议混凝土结构的耐久性设计 摘要:随着社会的发展与进步,重视混凝土结构的耐久性设计分析具有重要的意义。本文主要简单地介绍基于耐久性的混凝土结构分析。 关键词混凝土 结构 耐久性 设计 极限 abstract: with the development and progress of society, the emphasis on the durability design of concrete structures is of great significance. in this paper, a brief introduction to the analysis based on the durability of concrete structures. key words: concrete; structure; durability; design; limit 中图分类号:tu37文献标识码:a 文章编号: 引言 钢筋混凝土结构是一个多尺度、多体、非平衡系统具有多因素的强相互作用,各种因素在实际工程中很难绝对分开,尤其是外部环境因素与内部因素的相互作用,由单个影响因素的研究结论并不能确切推知各种因素综合作用下的混凝土的耐久性性能,也就是说,各种因素的相互作用是非线性的;实际工程中各种因素又具有高度不确定性随机性和未确知性如实际的水灰比水泥用量是一随机变量。 1.耐久性不足对结构的危害 建筑物在长期使用过程中, 在内部的或外部的人为的或自然的 因素作用下,随着时间的推移将发生材料老化与结构损伤,这是一个不可逆的过程。这种损伤的累积将导致结构性能劣化承载力下降,耐久性能降低。长期以来, 人们受混凝土是一种耐久性良好的建筑材料的影响,忽视了钢筋混凝土结构的耐久性问题,造成了钢筋混凝土结构耐久性研究的相对滞后并因此付出了巨大的代价。由于耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生其中因混凝土碳化和钢筋锈蚀需要处理的工程具有普遍性造成的损失也是难以估量的。因此钢筋混凝土结构的耐久性问题已受到国内外土木工程界和学术界的高度重视。美国标准局 nbs 1975 年的调查表明美国全年各种因腐蚀造成的损失为700多亿美元。其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损伤约占40%。在美国州际公路网56 万座桥中处于严重失效的就有9万座,1969 年,一年用于修复因钢筋锈蚀而损坏的公路桥面板的费用高达26 亿美元,1978 年增至63 亿美元,美国材料咨询委员会nmab1987 年的报告中指出,有253000 座混凝土桥处于不同程度的损伤状态且以每年35000座的速度在增加。1991 年用于修复由于耐久性不足而损坏的桥梁就耗资910 亿美元。 2、混凝土耐久性结构设计方法 2.1 耐久性设计实用方法 日本东京大学罔村甫教授提出耐久性设计应全面考虑材料质量、施工程序、结构构造等。在一定环境中正常工作,在要求的期限内不需要维修的条件是: sp≤ tp 式中sp为环境指数sp=s0+△ sp;tp为耐久性指数tp=50+σtp(i,j)。环境指数sp的取值是以一个在中等环境条件下工作的混凝土结构,若有95%把握不需维修,取一个sp初值s0=100;根据使用环境不同对环境指数增值,如在含有氯化物环境中,视其腐蚀作用大小,可取△ sp=40~ 70;有冻融作用时,可取△sp=10~70等等。耐久性指数tp是反映设计施工各工序(序号为i)中影响耐久性的诸因素(序号为j),分别赋予不同数值然后叠加,如视混凝土材料(i=1)中骨料含水率(j=8)不同,可分别取tp(1,8)=8~ -15等。 2.2 耐久性极限状态设计法 设计原则是在使用寿命内抵抗环境作用的能力大于环境对结构作用的效应,即满足: f≤ r 式中f—环境作用效应;r—结构构件抵抗环境作用的能力。按环境类别确定环境作用效应,将工作环境划分为大气环境、土壤环境、海洋环境、受环境水影响的环境和特殊工作环境等6类。根据结构工作环境状况,确定耐久性极限状态极其标志,对大气环境下的混凝土结构耐久性极限状态分为:对不允许钢筋锈蚀的结构构件(如预应力钢筋、直径较小的钢筋、结构塑性铰区的主筋、地问下受拉主筋等),以混凝土炭化达到主要钢筋表面为耐久性极限状态标志;对允许有限锈蚀的构件,以钢筋截面质量损失率达1%作为耐久性极限状态的标志。 2.3 基于近似概率法的极限状态设计法 耐久性设计包括计算和构造部分。计算部分与现行混凝土结构设计规范设计方法相协调,引入耐久性设计概念,其表达式为: s≤ ηr 式中:s-内力设计值;r-构件抗力设计值;η -耐久性设计系数,为构件经t时刻后的可靠指标β (t)的函数,η =f[β (t)],用蒙特卡罗法根据可靠性数学及规范给出: η =β 0/[β 0+β t-β (t)] 式中:β0—现行设计规范公式的可靠指标;β t— 在t时刻要求的可靠指标确定值;β (t)— 随时间增长,结构构件抗力r将下降,假定主要由混凝土强度和钢筋强度降低引起,经统计回归求得某地某种结构构件经t时刻后的可靠指标。 3、高性能混凝土耐久性设计分析 (1)按耐久性设计应首先满足低渗透性的要求。按工程设计抗渗性指标,确定氯离子扩散数要求,作为初选水胶比的依据(水胶比一般不大于0.42)。 (2)胶凝材料总量应大于设计相同强度等级传统混凝土的水泥用量,以保证良好的施工性并提高混凝土的耐久性。对不同强度等级的混凝土, 胶凝材料不小于400kg/m3且不大于400kg/m3。 (3)砂率按混凝土施工性调整。为不影严重响混凝土弹性模量。砂率不易大于45%。 (4)由于胶凝材料中各组分密度相差较大,宜采用绝对体积法进行配合比计算。混凝土拌合物应有最小的砂石孔隙率。 (5)试配后应检验是否满足设计要求,检验按配制强度进行。混凝土配制强度(mpa) f cu,o=f cu.k+1.645ó 式中:fcu.k为混凝土设计强度(mpa),ó为混凝土强度标准差。fcu.k<c50时ó5.0mpa,fcu.k≧c50时ó取6.0mpa。 (6)按绝对体积法计算出的配合比进行试拌,检验施工性。调整其坍落度和坍落流动度,观察体积稳定性,测定混凝土的变现密度,调整计算密度和各优选的材料用量。 4、提高混凝土结构耐久性的技术措施 4.1 改进结构构件的设计 (1)要有足够的钢筋保护层厚度《ceb耐久混凝土结构设计指南》提出如果混凝土实际保护层比要求的减少一半,碳化或氯离子侵入钢筋表面的时间就会提前3/4。cep-fip模式规范按暴露条件、构件类别及混凝土强度等级,规定了不同保护层厚度, 如一般构件, 混凝土为c25~c30时,保护层不小于35mm,而美国aci-201委员会规定接近水位或外露与海上的沿海建筑物,其保护层厚度最小75mm,混凝土路面及桥梁护栏最少为50mm;美国aci-318规范规定室内混凝土梁、柱,筋的最小保护层厚度为38mm;我国现行《混凝土结构设计规范》对室内环境的梁、柱结构最小保护层厚度定25mm,从提高耐久性角度来看,此值偏小。 (2)正确选用水泥品种、水泥用量和水灰比;应优先选用硅酸盐水泥,其抗碳化能力最好,掺有火山灰、高炉矿渣或粉煤灰的混合水 泥,其早期硬化慢,后期强度增长快,如养护得当,可以提高抗氯化物侵入能力及抗冻融性能;增加水泥用量(>300kg/m3)可降低混凝土渗透性;控制水灰比小于0.6,可保证混凝土耐久性。
(3)正确选用钢筋及其间距;尽量不用腐蚀敏感的钢筋,如ф≤4mm的钢筋及经过处理的钢筋,以及持续拉应力大于400mpa的冷加工的钢筋;钢筋的间距要保证易于振捣。 (4)限制含盐量;含盐尤其含氯离子成分对钢,筋腐蚀有严重影响,国外一般限制氯离子含量要小于水泥重量的0.3%~1.0%,德国甚至不允许用cacl2。 (5)截面等耐久性设计;工程实践多观察到梁柱因钢筋锈蚀引起混凝土膨胀,多首先发生在构件截面拉角区。因此有人从推迟角区钢筋脱钝时间,延缓角区钢筋锈蚀速度,增强角区钢筋抗腐蚀能力出发,提出截面等耐久性设计观点,给出最大保护层厚度取值方法和改变配筋形式的建议。 4.2 加强施工管理 (1)充分振捣和充分养护,可以增加混凝土表面的密实性,降低混凝土渗透性,养护不好对混凝土的碳化合抗腐蚀的能力影响甚大,养护的敏感性随水灰比的增加,水泥用量的减少而增大。 (2)为防止除冰盐剥蚀混凝土,可采用引气剂,形成均匀气泡,降低混凝土渗透性。 (3)对沿海地区氯盐(nacl、cacl 2、mgcl2)含量超过70%的盐渍 土地区,可采用增加水泥用量、减少水灰比,掺加减水剂或掺加钢筋阻锈剂(水泥用量的1%~3%),提高混凝土密实性并防锈。 4.3 防止继续劣化的措施 (1)涂层法。采用一些防护装饰材料涂盖在构件表面上,如丙乳砂浆、环氧树脂砂浆、过氯乙烯涂料等,或者增涂一层水泥砂浆(厚度20mm左右),均能阻止空气中氧和盐类继续侵入,延缓混凝土碳化合防止钢筋进一步锈蚀。 (2)阴极防腐法。由于混凝土含盐浓度不同,钢筋之间存在电位差,阴极钢筋锈蚀,可采用在混凝土表面涂一层导电涂料或埋设导电材料(铂丝等),与直流电源正极相连,形成新的电位差,使原钢筋骨架转化为阴极,则钢筋锈蚀可得到抑制。 结束语 混凝土结构广泛应用于工业与民用建筑、 道路与桥梁工程、港口与水利工程等各种工程结构中。长期以来,人们认为混凝土结构是一种耐久性能良好的建筑材料,而事实上混凝土结构在长期自然环境和使用条件下会逐渐老化丧失耐久性能。影响了结构物的使用功能和安全。国内外统计事实表明,由于结构耐久性病害而导致的经济损失非常巨大。 参考文献 [1] 国家标准: 建筑结构可靠度设计统一标准gb50068 —2009 . 北京: 中国建筑工业出版社, 2010 [2] 国家标准: 建筑结构设计通用符号计量单位和基本术语