混凝土结构的安全性和耐久性探讨

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:余洪
[导读] 摘要:环境的作用可以使混凝土材料发生变化,进而对混凝土结构的耐久性和安全性产生较大的影响,例如雨水中的各种离子和温湿度的变化都会使钢筋混凝土的性能发生劣化等等。
        重庆渝宏建筑规划设计有限公司
        摘要:环境的作用可以使混凝土材料发生变化,进而对混凝土结构的耐久性和安全性产生较大的影响,例如雨水中的各种离子和温湿度的变化都会使钢筋混凝土的性能发生劣化等等。一般情况下,按照常规规范设计的承载力所确定的截面尺寸,通常不考虑混凝土截面腐蚀和钢筋腐蚀所发生的损失造成的承载力下降,所以长此以往难免会造成混凝土结构承载力水平的整体下滑,严重情况下,甚至会导致混凝土结构的整体稳定性丧失。
        关键词:混凝土结构;安全性;耐久性
        1研究混凝土结构的安全性和耐久性必要性分析
        1.1抗渗透性分析
        混凝土在使用过程中的一项重要技术指标-抗渗透性,混凝土无论是在养护阶段,还是在成形的过程中,抗渗性的好坏直接影响了它在使用中的液体作用,从而对建筑物的质量产生了不可忽视的因素。对于混凝土抗渗性的要求,要保证像雨水这样的液体不能流入混凝土内,不然将会影响其强度,导致抗压强度降低,日后可能造成混凝土塌陷的危害。且撇开混凝土自身因素遭受到了损害,固定混凝土的捆扎钢筋会受到非常程度化的液体腐蚀。从冻融性方面来谈,液体的存在使得混凝土的强度达不到预期设计的强度等级,进一步降低了混凝土粘合与牢固的能力。抗渗性涉及外部与内部的双重影响,无论是哪方面,都是决定了抗渗性的能力,从本质上影响了混凝土耐久性的高低。
        1.2抗冻性分析
        抗冻性是一项与耐久性成正比的影响指标,液体成分会破坏混凝土的外部,会造成混凝土外部的表层脱落开缝等常见的混凝土破坏方式。最直观的观察出混凝土是否具有良好的抗冻性,假使从外表上保持形态不变且在饱和液体含量的状态下,那这个抗性就是没有问题。混凝土的抗冻性多数是在寒冷气温较低的环境下,当混凝土中存在的液体会受到冻结影响,从而导致了混凝土的形状发生裂变,发生开裂等现象。除此以外,孔结构,混凝土自身采用的骨料,冷冻速度也是它抗冻性发生变化差异的元素之一。
        1.3抗侵蚀性分析
        相较于之前两种混凝土的技术指标,抗侵蚀性是一项更为注重的因素。除去公寓楼建设,厂房建设,重工业建筑和道路,海洋工程建设所遇到的酸碱性腐蚀,氯离子腐蚀危害相当之大。当孔溶液中氯离子含量浓度上升到临界标准后,混凝土中的钢筋便会开始受到侵蚀,而因为这项破坏,是目前导致混凝土耐久性损坏以及不达标各项因素的首要原因,钢筋的腐蚀破坏有多大,近几年发生的建筑物塌陷,对于不安全建筑的反复维修导致人工费、材料费、机械费的额外支出也给人们带来了极大的不便利和精力上折磨。混凝土中的化学破坏是及其微小而又致命的,这种必须通过时间发现的危害将会危及到整个建筑物的耐久性,探究如何提升抗侵蚀性的方法实验也是当下各建筑高新领域里迫切需要完成的课题。
        1.4混凝土耐久性的影响分析
        混凝土来源砂、石子、水、水泥以及配合料的共同配制,运用的广泛性和可控技术性指标的繁琐性也是制作混凝土时所要考虑的几大因素。对于我们最常见的骨料成分而言,其中颗粒直径越小,粘合性便会越好,才能使得混凝土各成分的结合性更好,使得整体性更强。再者像添加料、外加剂、配合比、水灰比以及制作的时间技巧严格把控混凝土的各项指标,是维持和加强混凝土耐久性的必要手段。
        2提高混凝土结构耐久性的措施
        2.1做好混凝土结构耐久性寿命预测
        2.1.1基于经验的预测方法
        这是对实验室大量数据的归纳,以及现场施工人员长期以来工作经验积累,包括经验知识和推理、对耐力寿命的定量预测。目前,施工现场也多是用这种方法去推测混凝土结构的耐久性,认为遵循这种方法,混凝土结构就会具备现场需要的耐久性。如果混凝土结构的耐久性很长,当遇到混凝土结构使用条件比较复杂及从未经历过的施工难题时,这种方法就解决不了问题。


        2.1.2数学模型的预测方法
        利用数学模型预测混凝土结构使用年限是最常用的一种方法。预测的准确性和模型是否符合事实及选用材料和周围环境系数的影响因素有关。目前数学模型已开发用于混凝土结构寿命预测,它考虑到不同侵蚀性介质,如水、盐或混凝土表面的气体进入过程。
        2.2技术性措施
        提升混凝土结构安全性和耐久性的措施可以概括为基本措施和补充措施两种。对于基本措施,按照规范设计和合理的施工组织设计,使混凝土结构的耐久性发挥到最佳。在使用混凝土结构时,保持混凝土结构抗渗性能较高,来制约混凝土周围环境因素的影响,防止有害介质对混凝土的侵蚀,达到保护钢筋混凝土结构不会生锈的目的。
        2.2.1结构选型和细部设计
        尽可能减少位于混凝土结构表层、施工缝隙和防水位置的积水,把排水渠的尺寸尽量做宽,减少混凝土结构暴露在潮湿的空气中。要选择简单且质量佳的组件,结构选型时也要严格按照结构设计的要求进行施工。
        2.2.2控制裂缝
        混凝土结构裂缝产生的原因主要有可控性和不可控性两种形式。有些裂缝是无法控制的,比如因收缩而导致混凝土结构破坏、对混凝土构筑物整体进行下降或混凝土承受的荷载比较大,由这些原因形成的裂缝都比较宽。混凝土结构开裂是工程建设业急需克服的问题,施工现场有些情况是无法预料的,作为技术人员应提前做好准备,确保施工过程中万无一失。
        2.2.3建筑材料
        ①混凝土掺合料:在混凝土结构中拌入矿渣及其他混合料,可以达到提高混凝土结构耐久性的效果。综合利用高含量减水剂和高品质外加剂的内在潜力,能改善混凝土结构的耐久性。硅酸盐水泥混凝土是一种高加工性、高流变性、低放水率、高早强和稳定性佳的混凝土结构,高抗渗性和高耐久性的高性能混凝土,已成为现代混凝土技术的重大突破。
        ②环氧涂料:环氧涂料在生产线上应严控质量问题,这样环氧涂料在对钢材表面涂抹防护时,才能保证钢材不被锈蚀,确保钢材在生产、运输、加工过程中不被损坏。
        2.3管理措施
        在混凝土结构施工过程中,首先要注意混凝土配合比设计的科学性。配合比设计不能片面强调水泥的高强、早强,还要充分考虑混凝土结构的耐久性。现在一些大体积混凝土结构通常会采用低水胶比的碾压混凝土,既能够保证结构整体的强度,又能兼顾其耐久性。此外,还要保证混凝土组分中骨料的均质性、稳定性;使用高效减水剂时要提前做好与水泥的相容性实验。加强混凝土结构的后期养护,控制早期裂缝。结构裂缝与混凝土收缩有直接相关性,由于现在硅酸盐水泥发热量大、细度细,混凝土早期强度较高,极易发生早期裂缝,因此要注意控制早期裂缝。根据混凝土内外温差决定拆模时间,并在拆模后及时养护,不得在拆模后才开始浇水养护,以免混凝土由于解除束缚而内外温差更大而出现裂缝。
        结语
        影响混凝土结构安全性和耐久性的因素很多,就是在混凝土结构设计规范《GB50010-2010》中,处于一类和二类环境中的最低混凝土等级,也是根据可靠工程经验来确定的。根据上述规范中混凝土结构的环境类别和使用年限提出相应的要求和限制,确保混凝土结构的安全性和耐久性,这方法相对比较简单,施工人员可以在遵照该方法的前提下,结合自身的工作情况下来具体情况具体分析,共同促进我国建筑行业的不断发展。
        参考文献:
        [1]李小静.论土建工程结构的安全性与耐久性[J].科学技术创新,2019(27):123-124.
        [2]罗群星.桥梁工程设计中的安全性和耐久性问题[J].交通世界,2016(31):88-89.
        [3]王丰.变电站土建设计中的结构安全性和耐久性探析[J].科技与创新,2016(18):114.
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