浅谈混凝土的耐久性.doc

浅谈混凝土的耐久性.doc浅谈混凝土的耐久性
中国分类号:
:混凝土结构以其整体性好、耐久性好、可塑性强、维修费用少等优点广泛使用于整个20世纪,发现混凝土的耐久性问题则是在60至70年代。一些发达国家的混凝土桥使用了三四十年后,纷纷进入老化期。人们始料不及的是混凝土材料在不利的环境、运用条件下,出现了一系列影响结构耐久性的物理、化学现象,如结构混凝土的碳化、保护层剥落、裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏、混凝土集料的化学腐蚀等等。我国七十年代后期建造的混凝土桥梁亦发现有严重的开裂现象。因而混凝土结构的耐久性问题已成为结构工程师们不容忽视的一个问题。
关键词:混凝土;耐久性;提高

近年来由于基本建设的迅猛发展,施工中往往忽略对材质的要求,工地上只检查混凝土试件的强度作为材质的唯一标准。岂知不合规格的材料,将导致混凝土收缩徐变量大大增加,初始裂缝大量产生,这对混凝土结构安全将是一严重隐患。混凝土是碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而成。这些材料的优劣直接影响到硬化后混凝土的质量(包括密实度和强度等),好质量的材料将为工程使用期混凝土的耐久性打下良好的基础。混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中,明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。但现行设计规范只划分成两个极限状态,即承载能力极限状态和正常使用极限状态,而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中。且以构造要求为主。混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能不仅包括结构的安全性,而且更多地体现在适用性上。
一、混凝土耐久性分析
混凝土的抗冻性是混凝土受到物理作用(干湿变化、温度变化、冻融变化等)后反映混凝土耐久性的重要指标之一。混凝土冻融作用破坏机理是混凝土在其冻融的过程中,遭受的破坏应力主要由两部分组成。其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;其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,混凝土毛细孔隙中的水的冰点随着孔径的减小而降低。当胶凝孔水形成冰核的温度在-78℃以下时,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。另外胶凝不断增大,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。
二、混凝土缺陷检测的方法
(一)声发射法。声发射法是利用材料或结构受力时发出瞬态振动现象的原理,在混凝土构件表面的不同部位上放置声传感器,并将传感器与信号放大器、信号调节器和磁带记录仪等组成测量系统。当混凝土构件受力产生的应变超过其弹性极限点时就会产生小振幅弹性波,波向构件表面传播,会被放置在构件表面上的传感器探测到,根据不同探测位置上的应力波到达时间差可以确定变形点的位置,即混凝土构件由于受力而发生损伤的位置。用声发射法可以检测结构遭受损伤的程度。但是,该方法只能在结构变