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1、 2022年岩土工程师复习：工程高混凝土的耐久性我国人口众多，过去为准时解决居住需要和促进工业生产，建筑过不少质量不高的民用房屋和工业厂房。构造设计虽然采纳牢靠度理论计算，实质上仅能满意安全牢靠指标的要求，而对耐久性要求考虑缺乏，且由于无视修理保养，现有建筑物老化现象相当严峻。2、混凝土构造耐久性问题的分析混凝土耐久性问题，是指构造在所使用的环境下，由于内部缘由或外部缘由引起构造的长期演化，最终使混凝土丢失使用力量。即所为的耐久性失效，耐久性失效的缘由许多，有抗冻失效，碱-集料反响失效，化学腐蚀失效，钢筋锈蚀造成构造破坏等。下面作详细分析。2.1 混凝土的冻融破坏构造处于冰点以下环境时，局部混
2、凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，过冷的水发生迁移，形成各种压力，当压力到达肯定程度时，导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显着的特征是外表剥落，严峻时可以露出石子。混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔构造和气泡含量多少亲密相关。孔越少越小，破坏作用越小，封闭气泡越多，抗冻性越好。影响混凝土抗冻性的因素，除了孔构造和含气量外，还包括：混凝土的饱和度，水灰比，混凝土的龄期，集料的孔隙率及其间的含水率等。2.2 混凝土的碱-集料反响混凝土的碱-集料反响，是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反响，引起混凝土的膨胀，开裂，甚至破坏。因反响的因素在混凝土内部，其危害作用往往是不能根冶的，是混凝
3、土工程中的一大隐患。很多国家因碱-集料反响不得不撤除大坝，桥梁，海堤和学校，造成巨大损失，国内工程中也有碱-集料反响损害的类似报道，一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。混凝土碱-集料反响需具备三个条件，即有相当数量的碱，相应的活性集料，水份。反响通常有三种类型：碱-硅酸反响，碱-碳酸盐反响，慢膨胀型碱-硅酸盐反响，避开碱-集料反响的方法可采纳：尽量避开采纳活性集料；限制混凝土的碱含量；掺用混合材。2.3 化学侵蚀当混凝土构造处在有侵蚀性介质作用的环境时，会引起水泥石发生一系列化学，物理与物化变化，而逐步受到侵蚀，严峻的使水泥石强度降低，以至破坏。常见的化学侵蚀可分为淡水腐蚀，一般酸性
4、水腐蚀，碳酸腐蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀五类。淡水的冲刷，会溶解水泥石中的组分，使水泥石孔隙增加，密实度降低，从而进一步造成对水泥石的破坏；讨论说明，当水泥石中的氧化钙溶出5%时，强度下降7%，当溶出24%时，强度下降29%，因此，淡水冲刷会对水工建筑有肯定影响；而当水中溶有一些酸类时，水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用，腐蚀明显加速，这类侵蚀常发生在化工厂；碳酸对混凝土的影响主要为：在溶淅水泥石的同时，破坏混凝土内的碱环境，降低水泥水化产物的稳定性，影响水泥石的致密度，造成对混凝土的侵蚀；硫酸盐的腐蚀则表现为SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反响，生成物体积膨胀开裂造成损坏；海水中由于存在多
5、种离子，侵蚀形式较为简单，但主要是由于镁盐使硬化水泥石的构造组分分解，同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏，而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙，会使海水侵蚀有所缓和。2.4 钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀，其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反响，逐步生成氢氧化铁等即铁锈，其体积比原金属增大2-4倍，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快构造的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的爱护层，阻挡钢筋的锈蚀，但碱环境被破坏或减弱，则会造成钢筋的锈蚀，如混凝土的碳化或中性化。造成混凝土碳化和中性化的缘由，主要是混凝土的密实度即抗渗性缺乏，酸性气体（如CO2，SO2，H2S，HCL，NO2）渗入混凝
6、土内与氢氧化钙作用；其二，氯离子对钢筋外表钝化膜有特别的破坏作用，当混凝土中氯含量超过标准时，钢筋会锈蚀，而水和氧的存在是钢筋被腐蚀的必要条件，因此，若混凝土开裂，造成水和氧的通道，则钢筋锈蚀加速，促成混凝土裂缝进一步开展，混凝土爱护层剥落，最终使构件失去承载力。2.5 使用方面的因素。有些旧建筑物已经使用好几十年了，已满意不了现代进展的使用要求，这些建筑物常常处于超负荷运转中，由于费用等因素的影响使用单位往往无视对建筑物早期的防腐处理和必要的修理加固，缩短了建筑物的使用寿命。3、提高混凝土耐久性的措施3.1 原材料的选择3.1.1 水泥水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝聚，硬化形
7、成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需留意水泥品种的详细性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合详细状况进展选择。水泥强度并非是打算混凝土强度和性能的标准，如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此，工程中选择水泥强度的同时，需考虑其工程性能，有时，其工程性能比强度更重要。3.1.2 集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反响造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度；大量讨论说明了掺粉煤灰，矿渣，硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔构造，
8、填充内部空隙，提高密实度，高掺量混凝土还能抑制碱集料反响，因而掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施。即近年来进展的高性能混凝土。3.2 混凝土的设计应考虑耐久的要求混凝土配比的设计协作比设计在满意混凝土强度，工作性的同时应考虑尽量削减水泥用量和用水量，降低水化热，削减收缩裂缝，提高密实度，采纳合理的减水剂和引气剂，改善混凝土内部构造，掺入足量的混合料，提高混凝土耐久性能。构造构件应按其使用环境设计相应的混凝土爱护层厚度，预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。构造的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久力量。构造设计尚应掌握混凝土的裂缝的开裂宽度。3.3 混凝土工程施工应考虑构造耐久性混
9、凝土的拌制尽量采纳二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，削减用水量；大体积混凝土的浇筑振捣应掌握混凝土的温度裂缝，收缩裂缝，施工裂缝，建立混凝土的浇筑振捣制度，提高混凝土密实度和抗渗性，重视混凝土振捣后的外表工序，并加强养护，以削减混凝土裂缝。混凝土的施工过程对掌握构件外观裂缝，施工裂缝至关重要，应加强施工质量治理，特别季节施工的混凝土构造，尚应实行特别措施。3.4 使用阶段的检查和维护。过去建成的大量工程已经过早老化，而且以往的设计标准较低，房屋的修理问题非常突出。由于修理费用不到位，造成工程安全隐患，并在以后需支出更多的大修费用。因此定期的检查和维护是特别必要的，这对混凝土构造的适用性和耐久性是特别重要的。短期看检测和修理会增加一些费用，但从长远看，却是特别有益的。尤其是构造的损坏有可能会导致公众安全的建筑物、桥梁和隧道等工程，有必要制定定期检测与评估的法规，确保这些工程在使用期内能正常的使用。结语：从上述分析可知，混凝土的外部环境，内部孔构造，原料，密实度和抗渗性是混凝土耐久性能的重要因素。因此，工程中应依据详细状况，有针对性地实行相应措施，提高混凝土的耐久性。
