文档介绍：北方滨海地区影响混凝土耐久性的因素及其保障措施
北方滨海地区影响混凝土耐久性的因素及其保障措施
摘要:由于北方滨海地区特殊的地理环境,近年来,混凝土耐久性问题越来越受到人们的关注。本文对混凝土构件受腐蚀后耐久性的性能进行了分析,对钢筋混凝土的腐蚀因素进行了总结分析,同时提出了混凝土耐久性的保障措施。
关键词:北方滨海地区;混凝土;耐久性;保障措施
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
混凝土作为一种建筑材料,广泛应用于沿海地区的一些特殊结构中,如海港码头、海湾桥梁等,这些桥梁结构所处的环境中存在大量氯离子,对钢筋有腐蚀作用。因此与这些桥梁结构耐久性直接相关的钢筋混凝土的腐蚀及腐蚀控制的研究越来越引起人们的注意。同时,海上作业与水下基础,受自然条件的制约,一旦受到腐蚀破坏其修复极为困难,成本也是十分昂贵的。因此,滨海混凝土工程耐久性的重要意义要比陆上建筑更重要。
1 滨海地区钢筋混凝土结构耐久性的性能分析
钢筋混凝土结构受到腐蚀后,其抗弯性能、抗剪性能都会受到影响,同时,混凝土与钢筋的粘结性能也会降低。
(1)钢筋受腐蚀后混凝土抗弯性能下降原因分析
抗弯强度下降主要有以下原因:钢筋腐蚀引起钢筋截面积减小,钢筋名义屈服强度减小,钢筋和混凝土间的粘结力下降。这使破坏区段内混凝土和钢筋的平均应变大于正常构件,应力应变不能充分地进行重分布,导致钢筋与混凝土协同工作系数降低。
(2)钢筋受腐蚀后混凝土抗剪性能下降原因分析
钢筋混凝土构件中箍筋一般首先腐蚀,其腐蚀程度往往比纵筋严重,特别是箍筋与纵筋交接处,其锈蚀程度最为严重。箍筋的锈蚀直接降低了钢筋混凝土构件的抗剪性能,而抗剪性能的降低使得钢筋混凝土结构的脆性增加,结构的破坏也将变得更加的无预兆性。另外锈蚀箍筋对混凝土的约束力降低也对构件的承载力有间接影响。
(3)钢筋受腐蚀后钢筋和混凝土粘结性能下降原因分析
粘结性能的退化是钢筋混凝土构件性能退化的主要原因之一。粘结性能退化的原因主要有:1)钢筋腐蚀后生成的氧化产物在钢筋与混凝土之间形成一层疏松隔离层,明显地改变了钢筋与混凝土的接触表面,降低了钢筋与混凝土之间的粘接作用。2)钢筋的腐蚀产物的体积大约是钢筋的2~4倍,从而对包围在钢筋周围的混凝土产生径向膨胀力,当径向膨胀力大于混凝土抗拉强度时,会引起混凝土开裂。混凝土开裂导致混凝土对钢筋的约束作用减弱。混凝土开裂时的钢筋腐蚀量与钢筋直径、保护层厚度、混凝土强度、钢筋种类和钢筋位置等因素有关。3)变形钢筋腐蚀后,钢筋变形肋将逐渐退化。在腐蚀较严重的情况下,变形肋与混凝土之间的机械咬合作用基本消失。
2 滨海地区钢筋混凝土腐蚀因素分析
(1)混凝土碳化破坏
混凝土属于多孔结构,内部存在着大小不同的毛细管、孔隙、气泡,甚至缺陷。二氧化碳不断地透过混凝土中未完全充水的粗毛细孔道,气相扩散到混凝土中部分充水的毛细孔中,与水泥水化过程中产生的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙等水化产物相互作用,形成碳酸钙。~。
钢筋在PH>,表面生成一层氧化膜,阻止阳极的铁溶解。由于碳化混凝土的PH<10,保护层破坏,如果此时供给氧和水,就会发生钢筋锈蚀。
(2)氯化物侵蚀破坏
混凝土碳化会降低碱度