住宅建筑施工中混凝土结构性能分析.doc

1、住宅建筑施工中混凝土结构性能分析摘要：加强住宅建筑施工中混凝土结构性能的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对住宅建筑施工中混凝土结构性能进行了研究，具有重要的参考意义。 关键词土建施工；混凝土；性能分析 中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号： 一、常见的混凝土结构材料的性能劣化 1钢筋锈蚀 1.1 钢筋在混凝土的高碱性环境中不会锈蚀，能在表面形成氧化的钝化膜，隔绝水分、氧气与金属的接触。空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部并与混凝土中的氢氧化钙反应生成的碳酸钙（碳化） ，降低混凝土碱度，当碳化从混凝土表面逐渐向里发展到钢筋表面位置，钝化膜破坏。 1.2 氯离子从混凝土表面

2、扩散到钢筋表面并累积到临界浓度，钝化膜破坏。钝化膜破坏后，如有充足的水分与氧气供应，钢筋发生持续的锈蚀。 1.3 锈蚀前的初始阶段：碳化从混凝土表面发展到钢筋位置的时间，或氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置并积累到临界浓度的时间。 1.4 锈蚀发展阶段：从脱钝开始持续锈蚀到其可接受的劣化程度的时间。碳化产物会增加混凝土的密度性，在潮湿条件下，碳化到一定程度后还会停止发展，保护层厚的钢筋很难被锈蚀。碳化引起钢筋脱钝后，如无氯盐存在，锈蚀发展速度非常快，在氧气与水分参与下，氯盐促使钢筋锈蚀本身并不消耗。因此氯盐引起锈蚀远比碳化锈蚀严重。 2混凝土的冻融破坏 2.1 混凝土中的毛细孔隙受冻后膨胀，如混

3、凝土的饱水程度高，毛细孔隙内存在的气体少，就会产生很大压力，造成混凝土损伤，开裂并剥落。 2.2 冻融过程中产生渗透压力，促使混凝土表面的水分向里传输。反复冻融使毛细孔隙内的饱水程度不断累积，并达到“临界饱和度” ，这时混凝土著人就会很快冻坏。 2.3 冰冻情况下，盐能促使混凝土饱水，还能使水泥浆体在受冻时产生很高的渗透压力和水压力，使混凝土表面起皮剥落或坑蚀。 3混凝土的化学腐蚀 3.1 硫酸盐能与水泥水化产物中的氢氧化钙和水化铝酸三钙作用，分别生成硫酸钙和钙矾石，均造成体积膨胀，使混凝土开裂破坏化学破坏。 3.2 硫酸盐在混凝土毛细孔隙水中的浓度不断增加并过度饱和而结晶（盐结晶） ，会产生

4、非常大的压力，使混凝土破坏物理破坏。 （常发生在盐碱地区或频繁接触海水并干湿交替时） 3.3 硅酸盐水泥混凝土的抗酸能力差，当接触的水呈酸性（ph 值小于 6.5）时，就可能被腐蚀，包括酸雨。 3.4 土与地下水中的硫酸盐化学腐蚀主要发生在有地下水流动和高度透水土体中的地下结构混凝土表面。 3.5 施工过程中扰动土中的硫酸化合物会氧化生成硫酸盐腐蚀混凝土。3.6 喷射混凝土中高含量的硫酸钠盐速凝剂也可能造成腐蚀。硫酸盐的破坏主要发生在频繁干湿交替的环境，如一端置于地下而另一端伸出地面的构件靠近地表部分。 4混凝土的碱骨料反应 4.1 自身化学腐蚀，混凝土使用了含有活性矿物成分的砂石骨料，遇水后

5、与混凝土中碱发生化学反应，形成某种胶凝体，体积膨胀，可使用混凝土发生胀裂破坏。 4.2 碱骨料反应条件：有潜在活性的骨料；有足够的含碱量；有足够的水分；可见，混凝土和钢筋的种种劣化过程，都需要有水的参与或以水作为媒介。 5由于水泥强度的不断提高和施工进度加快，实际混凝土耐久性质量大幅度下降 5.1 有些水泥厂为了提高水泥强度，熟料磨得越来越细，因此降低了混凝土抗裂性。 5.2 由于施工速度过快，混凝土不能充分养护，阻碍了水泥的充分水化反应，降低了混凝土的密实度，使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩少（据文献介绍，1 天养护与 7 天养护，可使碳化引起锈蚀年限缩减为原来的 1

6、/4） ；抢工期省略必要检验工序，使钢筋位置出现偏差，降低结构的承载力和耐久性；结构各种施工缝、连续缝和防水层是影响耐久性的薄弱环节，其质量的快速施工中最不易保证；同时，由于混凝土过早加载受载，破坏了混凝土内部结构，造成混凝土早期开裂。 6海砂混凝土与氯盐防冻剂的危害。 （1）北方地区为了冬季抢工，使用氯盐防冻剂。 （2）近年由于河砂短缺，沿海地区滥用未经清洗的海底砂。 混凝土结构使用过程中，不当的维护和保养，加速了混凝土的劣化。 8混凝土结构耐久性不足的严重性。 （1）影响工程正常使用，缩短了工程使用寿命，造成巨大的经济损失。 （2）背离可持续发展的道路，资源枯竭，国土破坏、环境污染，废弃混

7、凝土难以处置。 二、提高混凝土耐久性措施 混凝土和钢筋的种种劣化过程，都需要有水的参与或以水作为媒介。为阻止水、氧气、二氧化碳等气体和盐、酸等有害分子或离子侵入混凝土内部，最根本的措施就是：1）增加混凝土自身的密实性和抗裂性；2）确保钢筋的混凝土保护层厚度，延缓有害物质到达钢筋位置的时间。 1改善混凝土结构的耐久性设计 1.1 明确设计使用年限：对不同使用年限，规定不同要求。 1.2 细化环境类别与作用等级 1.3 规定构造要求：规定保护层厚度（与强度等级挂钩） ；防排水要求；裂缝控制等。 1.4 混凝土结构的耐久性能要求：（1）规定混凝土的最低强度等级；（2）规定量大水胶比（不能用最小用水量

8、代替） ；（3）限定范围的混凝土原材料（品种、用量、质量） ，限定范围的胶凝材料和化学外加剂（引气剂） ，骨料的最大粒径；（4）限定有害化学成分（氯离子、SO3、碱）的最大含量，保证所需的耐久性质量；（5）必要时规定不同环境类别下的混凝土耐久性参数（DF，D） ；严重环境作用下重要工程的多重防护措施与防腐蚀附加措施（如预应力构件）等。 2增加混凝土密实性。 （1）低水胶比，能改善混凝土浆体及其与骨料间的界面微结构，降低混凝土内的毛细孔隙率。 （2）掺加粉煤灰等矿物掺和料能降低水化热和减少拌合水，改善水化产物的微结构并有利于防裂。通过火山灰反应，能进一步改善浆体及骨料界面结构并增加单纯凝土后期强

9、度大掺量粉煤灰混凝土对氯离子有吸附作用，并能抑制碱骨料反应。 3混凝土的抗渗性（抗侵入性）即：混凝土阻挡外部分子、离子或流体传输到混凝土内部的能力。 （1）增加抗氯盐引起钢筋锈蚀的混技术与部品凝土保护层厚度；（2）开发防腐蚀措施：环氧涂层钢筋、混凝土防腐面层、阻锈剂、阴极保护等。 4冻融环境 限制粉煤灰掺量和粉煤灰中的烧失量，掺入适量引气剂，改善混凝土内部微结构。 5氯盐环境 限制单独使用硅酸盐水泥混凝土，采用低水胶比的大掺量矿物掺加和料混凝土（直加少量硅灰） ，特别是粉煤灰。 6化学腐蚀环境。使用低 C3A 的水泥及较大掺量矿物掺和料混凝土。7预应力体系的耐久性。在干湿交替的一般环境和氯盐环

10、境中，应采取多重防护措施（灌浆、连续密封的高密度塑料波形管等） ；环境非常严重时再用环氧涂层钢绞线，阻锈剂等；环境极端严重时，宜采用能定期检测和更换的无粘结预应力体系。 三、结束语 总之，改善混凝土结构安全性与耐久性的主要途径应注意一下几项：1提高结构设计的安全设置水准； 2根据实际情况，优选材料，优化配合比设计； 3使用阶段的定期维护与检测； 4完善工程建设程序； 5提高施工质量。对于重要或复杂的土建工程，需要针对具体特点去解决实际问题，因地制宜使所建工程最大限度的满足用户和国家有关法规和技术标准的要求。 参考文献： 1.混凝土结构耐久性设计 ，刘秉京，人民交通出版社，2007-2； 2.混凝土结构的安全性与规范的可靠度设计方法 J，陈肇元;建筑技术;2001-10。