鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提升技術(shù)與研究發(fā)展

大連萬鵬港口工程檢測有限公司 遼寧大連 116600

在建筑工程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用最多，在長期使用過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)耐久性問題。在我國，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題比較突出，其特點(diǎn)是南銹北凍，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國，每年因耐久性問題造成的經(jīng)濟(jì)損失近千億，對社會安全性沖擊很大，因此對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能進(jìn)行評估設(shè)計(jì)非常重要。提高混凝土耐久性，是目前混凝土研究的重要課題。本研究在分析建筑工程混凝土的耐久性能的基礎(chǔ)上，對混凝土耐久性能進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對其耐久性能進(jìn)行了評估。

1 鋼筋混凝土材料的耐久性定義

鋼筋混凝土的耐久性是指鋼筋混凝土對物理化學(xué)侵蝕作用的抵抗能力，以及對多種多樣氣候作用的抵抗能力。在這種破壞過程當(dāng)中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)仍然能維持自身穩(wěn)定是研究的主要方向。很多原因都能夠?qū)е落摻罨炷恋哪途眯越档停壳?，所研究的方面主要有物理化學(xué)因素影響以及如何改善鋼筋混凝土材料所處環(huán)境。鋼筋混凝土主要包含鋼筋與混凝土這兩種材料，鋼筋的化學(xué)腐蝕以及混凝土的碳化作用都是鋼筋混凝土材料不穩(wěn)定原因。為提高鋼筋混凝土材料的耐久性，需要做好防護(hù)措施。優(yōu)化建筑物鋼筋混凝土材料所處環(huán)境，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮作用[2]。

2 鋼筋混凝土耐久性的影響因素

2.1 抗?jié)B性

混凝土的抗?jié)B性取決于液體在混凝土表層或鋼筋保護(hù)層內(nèi)的滲透速率，并且滲透速率隨著混凝土內(nèi)部最可幾孔徑尺寸的變化而變化?；炷恋目?jié)B性不僅僅體現(xiàn)于抗水能力，更重要的是抗各種離子的滲透性（例如氯離子等），由于混凝土在拌和的時候往往會加入一些輔助材料，水泥水化也會產(chǎn)生氣泡等，結(jié)構(gòu)中就會分布有不同的孔隙，這些離子就會進(jìn)入到混凝土的孔隙中，一些有害離子對混凝土或鋼筋發(fā)生侵蝕。而且滲透進(jìn)入混凝土孔隙中的微觀離子有可能會改變混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以抗?jié)B性對于混凝土耐久性的影響不容忽視。

2.2 混凝土的骨料質(zhì)量

在整個混凝土原料中，砂與石子占到72%～91%。骨料對混凝土抗凍性影響很大。骨料對混凝土抗凍性影響主要由骨料自身抗凍性和骨料吸水率決定。骨料吸水率越大，抗凍性越差。通常情況下，卵石、碎石均能滿足混凝土抗凍性要求，而風(fēng)化巖等集料會對混凝土抗凍性造成一定的影響。

2.3 鋼筋混凝土的腐蝕

地形環(huán)境的不同，建筑物所處的環(huán)境也不盡相同。不同環(huán)境下有著不同的損害因子，有些物理化學(xué)物質(zhì)附著在鋼筋混凝土材料的表面，這會讓鋼筋混凝土材料造成表皮污染，這種表皮污染會使得鋼筋混凝土中材料分離脫落，讓建筑物出現(xiàn)開縫現(xiàn)象甚至崩塌。不同的化學(xué)離子也會對鋼筋混凝土中的鋼筋造成腐蝕，這種離子腐蝕會讓鋼筋截面變得凹凸不平，使截面受損，導(dǎo)致鋼筋混凝土材料結(jié)構(gòu)的安全性以及結(jié)構(gòu)的可靠性降低，往往未達(dá)到鋼筋混凝土材料的使用壽命期限，鋼筋混凝土材料就因腐蝕作用提前損毀了，造成大量資源浪費(fèi)。

3 提高鋼筋混凝土材料耐久度的相關(guān)措施

3.1 減水劑的摻入

在保證在混凝土攪拌物流動性的同時，盡可能地使混凝土的總孔隙，尤其是毛細(xì)管孔率大大降低，還要盡可能地降低用水量，以及減少水灰比，在混凝土的攪拌過程中，由于水和水泥在攪拌后會產(chǎn)生一種絮凝狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是降低混凝土工作特性的主要因素。為了降低混凝土在攪拌過程中絮凝狀的生成，應(yīng)多增加水量。雖然水量的增加降低了混凝土攪拌物中絮凝狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，卻使得混凝土結(jié)構(gòu)中形成更多的孔隙。這時，高效減水劑就派上了用場，它能使水泥質(zhì)點(diǎn)表面均帶有相同電荷，再根據(jù)同性電極相互排斥，異性電極相互吸引的原理，使水泥體系處于一種相對穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，還可以使水泥絮凝體內(nèi)的游離水能釋放出來，降低了在攪拌時所需的水量，也大幅度降低了因水量過小而在攪拌過程中生成的絮凝狀結(jié)構(gòu)[1]。

3.2 鋼筋表面涂保護(hù)層

在鋼筋表面涂保護(hù)層，可以阻礙鋼筋與有害物質(zhì)的接觸。也可以選用陰極保護(hù)法和陽極保護(hù)法，陰極保護(hù)法經(jīng)濟(jì)有效已被廣泛使用，陽極保護(hù)法是將被保護(hù)的構(gòu)件與外加直流電源的正極連接，當(dāng)電流通過時，發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，形成鈍化區(qū)，從而金屬構(gòu)件得到保護(hù)。

3.3 耐久性材料的選擇

根據(jù)使用設(shè)計(jì)年限、環(huán)境條件、耐久性等級要求，對混凝土配合比及原材料進(jìn)行選擇，若混凝土用于凍融環(huán)境，引氣劑根據(jù)年平均凍融次數(shù)進(jìn)行摻入，取值范圍為水泥質(zhì)量的4.4%～7.2%。若環(huán)境中有氯侵蝕時，對混凝土中的氯離子含量要進(jìn)行控制，其含量不大于水泥用量的0.1%。若環(huán)境的化學(xué)侵蝕嚴(yán)重，則采用耐腐蝕合金鋼材、環(huán)氧涂層鋼筋為受力鋼筋。

3.4 高效活性礦物摻料的摻入

普通水泥混凝土不能耐久的一個主要因素就是，在普通水泥混凝土中水泥池中水化物穩(wěn)定性的不足。而水泥池中水化穩(wěn)定性的不足是由于水泥石的膠凝物存在。由于活性二氧化硅與活性三氧化二鋁能夠在水泥水化過程中，與產(chǎn)生的高堿性水化碳酸鈣和游離石灰產(chǎn)生二次反應(yīng)，可將其作為改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的重要成分。而活性礦物摻料的主要成分就是活性二氧化硅和活性三氧化二鋁，因此，活性礦物摻料不但能改善水化膠凝，而且能生成強(qiáng)度更高穩(wěn)定性更高的低堿性水化碳酸鈣。

4 結(jié)語

影響混凝土耐久性的因素很多，可以從這些方面綜合考慮來提高混凝土的耐久性，并實(shí)時對結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測與評估，了解結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀，采取相應(yīng)的措施增加混凝土結(jié)構(gòu)的壽命，有利于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。目前，雖然已經(jīng)有很多渠道可以很好的改善混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，但對于混凝土的耐久性問題，仍然是廣大專家學(xué)者研究的重點(diǎn)問題之一。