摘 要:本文从合理 的结构设 计 角度 出 发 ,论 述 混 凝 土 结 构 耐 久 性 及保 证 耐 久性 的技 术 措 施 ,对 实 际混凝 土工作 耐久 性设 计提 供借 鉴 。 关键词:混凝土结构 耐 陛 钢 筋 腐蚀[中图分类号]TU37 [文献标识码]B 混凝土曾经被人们认为是具有 良好耐久性 的结构用材,但大量 的 工程案例说明这样 的认识是有偏颇 的 。长期粗放式的设计与施工导致 许多混凝土结构的耐久性并没有达 到设计要求的功能标准,不少工程 因耐久性不足不得不拆毁重建 。以 下从设计 的角度 出发,探讨混凝土 结构的耐久性问题。 1 对混凝土结构耐久JI生的认识 1.1 钢筋腐蚀原理 配置在 混凝 土 内部 的钢 筋表 面,由于外部的混凝 土会形成一层 高碱 性的钝化膜,有效地 抑制钢筋 的腐蚀,当钝化膜破坏,同时空气 中 的氧和水渗 入到钢 筋,就会发生腐 蚀,如图 I所示。 1.2 影响钢筋腐蚀速度的因素 产生钢筋锈蚀的关键是因为有 害离子如氯离子和 c0。等渗 透到混 凝土内部。大量试验表 明碳化深度 及氯离子的侵入深度与时间的平方 根是呈正 比关系的。即: De=仅 t/2 (式 中, 不是常数值 ,若混凝 土的密实性降低或者大气的相对湿 度加大,各种物质的侵入速度会增 大,Ⅸ的值也增大。) 由此得出,表层混凝土渗透性 的强弱决定了钢筋腐蚀速度 。具体 地说 ,即保护层 的质 (密实度)和量 (厚度 )是影响钢筋腐蚀的至关重要 的两大因素。 混凝土是多孔材料 ,各种物质 的侵入在所难免 。在其他条件完全 相同的情况下,正 常寿命为 5O年的 建筑 物,若保 护层厚 度减为 原来 的 一 半 ,建 筑 物 的寿 命 就会 减 少 为 12.5年,若保护层厚度减为原来 的 i/4,则建筑 物 的寿命就 会 减少为 3.125年 。 2 结构设计 2.1 采 用 提 高 耐久性的钢材 2.1.1 高强 、高 性能混凝土 水灰比对}昆凝土的渗透性有决 定性的影响。高强、高性能混凝 土 水灰比较小,多余的水量少,内部形 成的毛细孔减少,渗透性减弱,显示 了极 其 良好 的特点 。而水 灰 比减 小,意味着细掺料细度更细,级配也 更合理,因此具有很高的表面活性 能 ,并且骨料与水泥凝胶体的接触 面被减小,孔隙率下降,原生裂缝很 少,耐久性必然得到提高 。此外,高 强 、高性 能混凝 土变异性 大,自收 缩 、塑性收缩 比普通?昆凝土更容易 发生 。而且,高性能混凝土抗拉强 度较高,弹性模量也高。 2.1.2 对腐蚀轻微敏感的钢材 热轧钢筋是普通钢筋t昆凝土结 构 中采用的一种对腐蚀轻微敏感的 钢 材 ,现 在 工 程 中 逐 步 推 行 的 HRB400级钢筋具有高强度 、高延性 及高粘结性 的技术特点,性能质量 均较 以往有很大提高 。另外,焊接 钢筋 网能抑制裂缝的开展宽度 ,在 抑制裂缝方面有 明显优势,也是值 得推广的钢筋类型。 2.2 合理的配筋设计 2.2.1 调幅法 对于钢筋混凝土超静定结构, 如果采用塑性理论来计算结构,某 一 个截面屈服,只是认为该处出现 一 个塑性铰,即超静定结构减少一 个约束,并不会使其到达承载能力 的极限状态,当出现足够数量的塑 性铰而使结构成为几何可变体系时 结构才达到破坏状态 。通过调整配
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