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摘 要: 钢筋混凝土是建筑工程的主要材料,对其结构耐久性的重视和关注是社会发展的必然趋势。而钢筋混凝土耐久性的碳化与钢筋腐蚀影响,钢筋混凝土结构碳化时间与腐蚀宽度模式以及钢筋混凝土耐久性时变统计等等方面都会造成结构耐久性的变化。在此基础上,本文将对钢筋混凝土结构耐久性进行具体分析和研究,推进建筑行业的发展。
关键词: 钢筋;混凝土结构;耐久性;研究
【中图分类号】 TU375 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879(2018)10-0269-01
引言: 钢筋混凝土结构是应用是非常普遍、范围最广的结构形式,钢筋腐蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏,从而造成相关建筑行业的耐久性出现问题。但是影响混凝土结构的耐久性的影响因素是非常复杂的,在物理和化学方面都是造成耐是久性的变化。因而,本文将从多方面进行钢筋混凝土结构研究。
一、钢筋混凝土结构在材料方面的分析和研究
从传统的钢筋混凝土结构来讲, 混凝土碳化对混凝土从实质上是没有过大的危害, 反之会使混凝土强度提高。不过混凝土碳化会使混凝土中的钢筋失去碱性环境的保护 ,从而引起钢筋锈蚀,从而造成结构的耐久性弱。混凝土碳化的经典理论碳化模型,混凝土的碳化深度与时间的 1/2 次方成正比,并且时间的原因以外,影响混凝土碳化的因素还包括环境因素和混凝土材料本身的因素 。结构所处的环境不同 ,空气中二氧化碳的含量 、空气的湿度也不同,因而混凝土碳化的速度也随着不同。混凝土材料自身而言,影响混凝土碳化的因素有水泥品种 、水泥用量、水灰比及掺加料的掺量等方面,总的来讲混凝土的碳化速度与水灰比成正比 , 而与混凝土的抗压强度成是反比例的。另一方面,结构的应力状态对混凝土的碳化速度有影响的。结构构件不同位置的混凝土 , 其碳化速度也不相同,二者之间是相互影响的。具体来讲,钢筋锈蚀到一定程度后, 锈蚀产物产生的膨胀压力将会使混凝土保护层发生顺筋开裂,从而使钢筋的锈蚀速度进一步加大 ,握裹力降低 。从而钢筋锈蚀引起混凝土顺筋开裂的临界锈蚀量是一个关键量。混凝土碳化 、混凝土强度的经时变化, 还是钢筋的锈蚀, 由于影响因素极为复杂,特别是环境条件千变万化 ,设计、施工中的许多因素难以控制 , 现有的计算模型尚难以准确反映实际情况。因而应进一步加强环境条件及其变化对混凝土结构材料性能不利影响的定量研究。
二、钢筋混凝土结构在构件方面的分析和研究
首先:钢.混凝土组合结构方面的分析。钢板混凝土主要的应用区域地下结构、混凝土结构的加固,压型钢板.混凝土用于楼板,型钢与混凝土的组合粱用于楼盖或桥梁,外包钢混凝土柱用于电厂主厂房等。在钢管内浇筑混凝土,制成的钢管混凝土柱或受压构件。另外,预应力梁是将预制的带有拱度的工字型钢梁,在加载状态下,在下翼缘浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后卸载,让其下方的翼缘的混凝土预压,然后将其运至现场吊装铺设预制梁板,浇筑上部混凝土,成为装配整体构件。在整体的负荷的重力下,由下翼缘产生的外加拉应力可与预加的压应力进行有效的抵消和消除。这就和预应力混凝土迭合式结构有很多的相同点,但使得的施工工艺是非常简和单纯的,不需要过多的复杂设备和机械,虽然一定程度上加大了钢筋的用量,但是实际的比预应力混凝土结构更好,截面尺寸和自重均可减小,并且在国内已经得到相对广泛的应用。将钢筋混凝土上弦板代替钢上弦,以组合节点代替钢上弦节点,从而形成的一种下部为钢结构、上部为钢筋混凝土结构的组合空问网架结构。这种结构可充分发挥混凝土受压、钢材受拉的材料强度,网架的竖向刚度和横向刚度大,抗震性能好。其次:无粘结预应力技术有效的简化的了传统后张预应力混凝土预埋管道、穿索、压浆工艺,节省施工设备,简化施工工艺,缩短工期,节约造价,等等方面,从而有效的实现制造成本的控制,实现有效的经济效益。另外一种体外张拉的预应力索在桥梁工程的修建、补强加固中也在应用。特点是:与体内无粘结预应力筋一样,可免去制孔、穿索、压浆等工序,施工比较方便;大幅度减小预应力值的摩擦损失,简化截面形状和减小截面或壁厚尺寸,便于苒次张拉和锚固;可以更换新索,易于增添新索,提高构件的承载能力。
三、钢筋混凝土结构耐久性的技术的研究
双向电渗法是在结合电化学除氯技术特点和电迁移型阻锈剂的基础上进行实施的。双向电渗的基本工作其实就是在外加电场的利用下,混凝土钢筋表面及孔隙液的负氯离子向阳极迁移进入电解质溶液中,而电解质溶液中的阳离子阻锈剂向阴极钢筋处迁移。双向电渗需要考虑电迁阻锈剂与电化学除氯的耦合作用,良好的阻锈效果必须有相应的合理化双向电渗影响参数。通过这样的方式可以有效的优化混凝土的质量和密度。而双向电渗法对于锈蚀钢筋有明显的修复和抑制作用。具体来讲就是:在双向电渗处理后,阻锈剂浓度不断地提高起到保护的作用,而负氯离子浓度减小,使得钢筋腐蚀电流密度有效的降低。双向电渗技术的优势在于,可以抑制钢筋后期锈蚀发展,处理后的长期效果明显。并且纳米材料在以后会将有效的利用双向电渗技术,比如将纳米材料制作成阻锈剂使用,或将阻锈剂和纳米材料一起使用,从而有效的避免钢筋出现生锈的情况,提升钢筋的抗压和耐久能力。其中第一宗方法就是利用火山灰纳米粒子通过电场加速进入混凝土的毛细管孔,最终到达钢筋表面,混凝土中的毛细孔被纳米颗粒封闭,有效的防止负氯离子渗透和深入。另一种方法就是将阻锈剂用纳米水溶胶等材料保护起来,利用双向电渗法有效的迁入混凝土中。对氧化铝粉体在硅溶胶中的稳定性和分散机理的研究,是这种思路的主要来源。在国内该研究基本处于空白状态,国外也刚处于研究起步阶段,具体实施还需要大量试验研究。
结束语:
总的来讲混凝土钢筋耐久性的方面本身就是相對比较复杂和困难的,影响的因素也很多,所以单单依靠监督和检查的方式是不能有效的推进耐久性的提升,从而还需要在相关的技术和管理方面进行优化,为施工建设提供更加全面的保障。针对不同的建设环境和工程,不断地制定合理的有效的应对技术,从而做到防患于未然。随着对结构耐久性研究的不断深入,势必会给钢筋混凝土结构的设计和施工带来一些新的理念。
参考文献
[1] 贡金鑫, 赵国藩. 钢筋混凝土结构耐久性研究的进展[J]. 工业建筑, 2000, 30(5):1-5.
[2] 赵富. 钢筋混凝土结构耐久性提升技术研究进展[J]. 商品与质量, 2016(10)..
[3] 李利晟, 黄新华, 林可心,等. 钢筋混凝土结构耐久性研究现状及其提高措施[J]. 机场工程, 2013(3):38-42.
关键词: 钢筋;混凝土结构;耐久性;研究
【中图分类号】 TU375 【文献标识码】 A 【文章编号】 2236-1879(2018)10-0269-01
引言: 钢筋混凝土结构是应用是非常普遍、范围最广的结构形式,钢筋腐蚀引起钢筋混凝土结构的过早破坏,从而造成相关建筑行业的耐久性出现问题。但是影响混凝土结构的耐久性的影响因素是非常复杂的,在物理和化学方面都是造成耐是久性的变化。因而,本文将从多方面进行钢筋混凝土结构研究。
一、钢筋混凝土结构在材料方面的分析和研究
从传统的钢筋混凝土结构来讲, 混凝土碳化对混凝土从实质上是没有过大的危害, 反之会使混凝土强度提高。不过混凝土碳化会使混凝土中的钢筋失去碱性环境的保护 ,从而引起钢筋锈蚀,从而造成结构的耐久性弱。混凝土碳化的经典理论碳化模型,混凝土的碳化深度与时间的 1/2 次方成正比,并且时间的原因以外,影响混凝土碳化的因素还包括环境因素和混凝土材料本身的因素 。结构所处的环境不同 ,空气中二氧化碳的含量 、空气的湿度也不同,因而混凝土碳化的速度也随着不同。混凝土材料自身而言,影响混凝土碳化的因素有水泥品种 、水泥用量、水灰比及掺加料的掺量等方面,总的来讲混凝土的碳化速度与水灰比成正比 , 而与混凝土的抗压强度成是反比例的。另一方面,结构的应力状态对混凝土的碳化速度有影响的。结构构件不同位置的混凝土 , 其碳化速度也不相同,二者之间是相互影响的。具体来讲,钢筋锈蚀到一定程度后, 锈蚀产物产生的膨胀压力将会使混凝土保护层发生顺筋开裂,从而使钢筋的锈蚀速度进一步加大 ,握裹力降低 。从而钢筋锈蚀引起混凝土顺筋开裂的临界锈蚀量是一个关键量。混凝土碳化 、混凝土强度的经时变化, 还是钢筋的锈蚀, 由于影响因素极为复杂,特别是环境条件千变万化 ,设计、施工中的许多因素难以控制 , 现有的计算模型尚难以准确反映实际情况。因而应进一步加强环境条件及其变化对混凝土结构材料性能不利影响的定量研究。
二、钢筋混凝土结构在构件方面的分析和研究
首先:钢.混凝土组合结构方面的分析。钢板混凝土主要的应用区域地下结构、混凝土结构的加固,压型钢板.混凝土用于楼板,型钢与混凝土的组合粱用于楼盖或桥梁,外包钢混凝土柱用于电厂主厂房等。在钢管内浇筑混凝土,制成的钢管混凝土柱或受压构件。另外,预应力梁是将预制的带有拱度的工字型钢梁,在加载状态下,在下翼缘浇筑混凝土,待混凝土达到一定强度后卸载,让其下方的翼缘的混凝土预压,然后将其运至现场吊装铺设预制梁板,浇筑上部混凝土,成为装配整体构件。在整体的负荷的重力下,由下翼缘产生的外加拉应力可与预加的压应力进行有效的抵消和消除。这就和预应力混凝土迭合式结构有很多的相同点,但使得的施工工艺是非常简和单纯的,不需要过多的复杂设备和机械,虽然一定程度上加大了钢筋的用量,但是实际的比预应力混凝土结构更好,截面尺寸和自重均可减小,并且在国内已经得到相对广泛的应用。将钢筋混凝土上弦板代替钢上弦,以组合节点代替钢上弦节点,从而形成的一种下部为钢结构、上部为钢筋混凝土结构的组合空问网架结构。这种结构可充分发挥混凝土受压、钢材受拉的材料强度,网架的竖向刚度和横向刚度大,抗震性能好。其次:无粘结预应力技术有效的简化的了传统后张预应力混凝土预埋管道、穿索、压浆工艺,节省施工设备,简化施工工艺,缩短工期,节约造价,等等方面,从而有效的实现制造成本的控制,实现有效的经济效益。另外一种体外张拉的预应力索在桥梁工程的修建、补强加固中也在应用。特点是:与体内无粘结预应力筋一样,可免去制孔、穿索、压浆等工序,施工比较方便;大幅度减小预应力值的摩擦损失,简化截面形状和减小截面或壁厚尺寸,便于苒次张拉和锚固;可以更换新索,易于增添新索,提高构件的承载能力。
三、钢筋混凝土结构耐久性的技术的研究
双向电渗法是在结合电化学除氯技术特点和电迁移型阻锈剂的基础上进行实施的。双向电渗的基本工作其实就是在外加电场的利用下,混凝土钢筋表面及孔隙液的负氯离子向阳极迁移进入电解质溶液中,而电解质溶液中的阳离子阻锈剂向阴极钢筋处迁移。双向电渗需要考虑电迁阻锈剂与电化学除氯的耦合作用,良好的阻锈效果必须有相应的合理化双向电渗影响参数。通过这样的方式可以有效的优化混凝土的质量和密度。而双向电渗法对于锈蚀钢筋有明显的修复和抑制作用。具体来讲就是:在双向电渗处理后,阻锈剂浓度不断地提高起到保护的作用,而负氯离子浓度减小,使得钢筋腐蚀电流密度有效的降低。双向电渗技术的优势在于,可以抑制钢筋后期锈蚀发展,处理后的长期效果明显。并且纳米材料在以后会将有效的利用双向电渗技术,比如将纳米材料制作成阻锈剂使用,或将阻锈剂和纳米材料一起使用,从而有效的避免钢筋出现生锈的情况,提升钢筋的抗压和耐久能力。其中第一宗方法就是利用火山灰纳米粒子通过电场加速进入混凝土的毛细管孔,最终到达钢筋表面,混凝土中的毛细孔被纳米颗粒封闭,有效的防止负氯离子渗透和深入。另一种方法就是将阻锈剂用纳米水溶胶等材料保护起来,利用双向电渗法有效的迁入混凝土中。对氧化铝粉体在硅溶胶中的稳定性和分散机理的研究,是这种思路的主要来源。在国内该研究基本处于空白状态,国外也刚处于研究起步阶段,具体实施还需要大量试验研究。
结束语:
总的来讲混凝土钢筋耐久性的方面本身就是相對比较复杂和困难的,影响的因素也很多,所以单单依靠监督和检查的方式是不能有效的推进耐久性的提升,从而还需要在相关的技术和管理方面进行优化,为施工建设提供更加全面的保障。针对不同的建设环境和工程,不断地制定合理的有效的应对技术,从而做到防患于未然。随着对结构耐久性研究的不断深入,势必会给钢筋混凝土结构的设计和施工带来一些新的理念。
参考文献
[1] 贡金鑫, 赵国藩. 钢筋混凝土结构耐久性研究的进展[J]. 工业建筑, 2000, 30(5):1-5.
[2] 赵富. 钢筋混凝土结构耐久性提升技术研究进展[J]. 商品与质量, 2016(10)..
[3] 李利晟, 黄新华, 林可心,等. 钢筋混凝土结构耐久性研究现状及其提高措施[J]. 机场工程, 2013(3):38-42.