文档介绍：混凝土结构耐久性分析
杨计月 混凝土结构的耐久性是指结构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而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。。20世纪初,格尤恩、拉巴利德和克莱罗门等人对工业建筑中使用的混凝土进行了基本研究身对钢筋并没有保护作用。混凝土之所以对钢筋具有保护作用,是因为混凝土中含有碱性物质,pH值为12一13。在这样的碱性环境中,钢筋表面会形成一种钝化膜,它是一层不渗透的牢固吸附于钢筋表面上的氧化物(Fe203,?nH20)。钝化膜的存在,使钢筋表面不存在活性状态的铁,从而使钢筋免受腐蚀。当钢筋表面的钝化膜破坏时,在存在氧气和水分的情况下,钢筋就会被破坏。因此,钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀,是由于保护钢筋的混凝土的碳化和***离子渗入引起的腐蚀作用。
(1)混凝土的碳化
混凝土的的碳化是指混凝土中的成分(主要是Ca(OH)2)与渗进混凝土中的二氧化碳(CO2)和其它酸性气体,如二氧化硫(SO2)、硫化氢(HS)等发生化学反应使混凝土碱性降低的现象。碱性降低的直接后果是使钢筋表面钝化膜失去稳定性。,钢筋表面的钝化膜就会失去稳定性或被破坏,混凝土就不能保护钢筋免受腐蚀。而当混凝士被碳化时,其pH值约为8―9,钢筋表面在混凝土孔隙中的水和氧共同作用下发生化学反应,生成新的氧化物Fe(OH)3,(即铁锈),这种氧化物生成后体积增大,使用周围混凝土产生拉应力直接引起混凝土的开裂。
(2)***离子引起锈蚀
由于混凝土中***离子吸附于钢筋氧化膜表面,使氧化膜中的氧离子被***离子替代生成金属***化物,析出№,也会使钝化膜遭到破坏。同样,在氧和水的作用下,钢筋表面开始电化学腐蚀,所以,***离子的存在对钢筋锈蚀影响很大。一般情况下,钢筋混凝土结构中的***%,而且,掺***盐的混凝土结构必须振捣密实,也不宜采用蒸汽养护。
3、混凝土的碱集料反应
碱集料反应一般指混凝土微孔中的碱溶液和骨料中的活性硅发生反应,生面碱一硅酸盐凝胶并吸水产生膨胀压力,造成混凝土开裂。
碱集料反应引起的混凝土开裂,在混凝土表面一般形成网状或地图状裂缝,并在裂缝处渗出白色凝胶物质,而且裂缝的宽度越宽,则深度越深,裂缝总长度也越长。
碱集料反应引起的混凝土结构破坏的发展速度和破坏程度,比其它耐久性破坏更快、更严重。当混凝土结构发生碱集料反应时,一般不到两年就会使结构出现明显开裂,而且,碱集料反应一旦发生,就比较难以控制,还会加速结构的其它耐久性破坏进程。
4、冻融破坏
渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀,将从内部损伤混凝土的微观结构。经过多次冻融循环后,损伤积累将使混凝土剥落酥裂而降低混凝土的强度。
5、温度和湿度变化的影响
混凝土会热胀冷缩,同样也会在干燥失水时收缩而泡水浸润后膨胀,这种作用的交替进行,特别在骤然发生时,会因混凝土表层及内部体积变化不协调产生裂缝。这些因胀缩不均而引起的损伤日积月累,导致混凝土内部组织的破坏,最终会削弱结构抗力。
6、侵蚀性介质的腐蚀
酸、碱、盐对混凝土都有程度不同的腐蚀性。酸性介质对混凝土的腐蚀是一种电化学腐蚀过程,由于酸同水泥中的硅酸三钙,以及游离氢氧化钙发生化学反应而生成溶性