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影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素（杭州儀器）
閱讀：3352 發(fā)布時(shí)間：2010-8-6
混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的概念
混凝土的耐久性是指結(jié)構(gòu)對(duì)氣候作用、化學(xué)侵蝕、物理作用或任何其他破壞過程的抵抗能力。耐久的混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)暴露于使用環(huán)境時(shí)，具有保持原有形狀，質(zhì)量和適用性的能力，不會(huì)由于保護(hù)層碳化或裂縫寬度過大而引起鋼筋腐蝕，不發(fā)生混凝土嚴(yán)重腐蝕而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命而破壞。結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)的使用壽命總是相的。結(jié)構(gòu)的耐久性越好，使用壽命越長。
影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的主要因素
影響混凝土耐久性能的因素很多，主要分為內(nèi)部和外部兩個(gè)方面。內(nèi)部因素有混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性、水泥用量、水灰比、氯離子及堿含量、外加劑用量，保護(hù)層厚度等；外部因素則主要是環(huán)境條件，包括溫度、濕度、CO2含量、侵蝕性介質(zhì)等。出現(xiàn)耐久性能下降的問題，往往是內(nèi)、外部因素綜合作用的結(jié)果。此外，設(shè)計(jì)不周、施工質(zhì)量差或使用中維修不當(dāng)?shù)纫矔?huì)影響耐久性能。
⒈ 混凝土凍融破壞
混凝土水化硬結(jié)后內(nèi)部有很多毛細(xì)孔。在澆筑混凝土?xí)r，為了得到必要的和易性，往往會(huì)比水泥水化所需要的水要多些。這部分多余的水以游離水的形式滯留于混凝土毛細(xì)孔中。這些在毛細(xì)孔中的水遇到低溫就會(huì)結(jié)冰，結(jié)冰時(shí)體積膨脹約9%，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。經(jīng)多次反復(fù)、損傷積累到一定程度就引起結(jié)構(gòu)破壞。
綜上所述，要防止混凝土凍融循環(huán)破壞，主要措施是降低水灰比，減少混凝土中的自由游離水。另一方面是在澆筑混凝土?xí)r加入引氣劑，使混凝土中形成微細(xì)氣孔，這對(duì)提高抗凍性是很有作用的。
⒉ 混凝土的堿集料反應(yīng)
混凝土集料中某些活動(dòng)礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)，堿集料反應(yīng)產(chǎn)生堿—硅酸鹽凝膠，并吸水膨脹，體積可增大3至4倍，從而引起混凝土剝落，開裂，強(qiáng)度降低，甚至導(dǎo)致破壞。
引起堿骨料反應(yīng)的有3個(gè)
①混凝土凝膠中有堿性物質(zhì)。這種堿性物質(zhì)主要來自于水泥。若水泥中含堿量大于0.6%以上時(shí)則會(huì)很快析出到水溶液中，遇到活性骨料可產(chǎn)生反應(yīng)；
②骨料中有活性骨料。如蛋白石、黑硅石、燧石、玻璃質(zhì)火山石、安山巖等含SIO2的骨料；
③水分。堿集料反應(yīng)的充分條件是明水分，在干燥狀態(tài)下很難發(fā)生堿集料反應(yīng)。
堿集料反應(yīng)進(jìn)展緩慢，要有多年時(shí)間才造成破壞，故常列入耐久破壞之中。
防止堿集料反應(yīng)的主要措施是采用低堿水泥，或摻用粉煤灰等摻合料降低混凝土中的堿性。對(duì)含活性成分的骨料加以控制。
⒊ 侵蝕性介質(zhì)的腐蝕
化學(xué)介質(zhì)對(duì)混凝土的侵蝕在石化、化學(xué)、冶金及港灣建筑中很普遍。有的工廠建了幾年就瀕臨破壞，我國于20世紀(jì)五六十年代在海港建造的碼頭幾乎都已遭到不同程度的破壞。有些化學(xué)介質(zhì)侵入，造成混凝土中一些成分被溶解、流失，引起裂縫、孔隙、松散破碎；有的化學(xué)介質(zhì)侵入與混凝土中一些成分反應(yīng)生成物體膨脹，引起混凝土結(jié)構(gòu)破壞。常見的主要侵蝕介質(zhì)有：硫酸鹽腐蝕、酸腐蝕、海水腐蝕、鹽類結(jié)晶型腐蝕。
⒋ 機(jī)械磨損
機(jī)械磨損常見于工業(yè)地面、公路路面、橋面、飛機(jī)跑道等。
采用耐磨的地面及摻有鋼纖維的路面，可以增加耐磨性。
⒌ 混凝土的碳化
混凝土的碳化是指混凝土中的成分（主要是CAOH2）與滲透進(jìn)混凝土中的二氧化碳CO2和其他酸性氣體的二氧化硫SO2、硫化氫H2S等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。炭化的實(shí)質(zhì)是混凝土的中性化。其中大氣中的二氧化碳深入到混凝土中引起的混凝土炭化是常見的一種，稱為混凝土碳化。由于混凝土的凝膠孔隙和部分毛細(xì)管可能被炭化物CACO3等堵塞，混凝土的密度與強(qiáng)度會(huì)有所提高，表面硬度增大。但是，由于降低了混凝土的堿度，破壞鋼筋表面的鈍化膜而使鋼筋產(chǎn)生銹蝕。此外，碳化會(huì)加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土開裂。這些均給混凝土的耐久性帶來不利的影響。混凝土碳化是混凝土耐久性的重要問題之一。
⒍ 鋼筋銹蝕
鋼筋的銹蝕發(fā)生銹脹，會(huì)使混凝土保護(hù)層脫落，嚴(yán)重的產(chǎn)生縱向裂縫，影響正常使用。鋼筋銹蝕導(dǎo)致鋼筋有效截面減小，破壞鋼筋與混凝土的粘結(jié)，使結(jié)構(gòu)承載力降低，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。因而鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性重要的因素。
環(huán)境條件對(duì)銹蝕影響很大，如溫度、濕度及干濕交替作用下，海浪飛濺、海鹽滲透、凍融循環(huán)作用對(duì)混凝土中鋼筋的銹蝕有明顯作用。尤其當(dāng)混凝土質(zhì)量差，密實(shí)性不好、有缺陷時(shí)，這些因素的影響就會(huì)更特殊。調(diào)查結(jié)果表明，在干燥無腐蝕性介質(zhì)的使用條件下，只要保護(hù)層足夠厚，使用50年問題不大。但在潮濕及有害介質(zhì)作用下，一般只能用十多年，有的甚至只有3至5年，故應(yīng)采取特別的措施。
⒎ 其他因素
影響混凝土耐久性的因素還有很多，如高溫作用、生物腐蝕、混凝土徐變等。
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