混凝土结构耐久性及加固技术探究

发表时间:2021/7/15   来源:《建筑实践》2021年3月8期   作者:马闯
[导读] 在我国,采用混凝土结构进行建设是土木工程的特色型标志,
        马闯
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        摘要:在我国,采用混凝土结构进行建设是土木工程的特色型标志,因此建筑工程关注的重点倾向于混凝土结构的耐久性。在实际生活当中,建筑物因自然环境的变化,建筑物常因设计或者施工的缺陷、损伤等因素,导致建筑物出现开裂、承载力不足等问题,因此需要提出对应的修复和加固方案。
        关键词:混凝土结构;?耐久性;?加固技术;
         1 混凝土耐久性评估
        1.1 结构耐久性
        混凝土所需要原材料主要为水泥、沙、石,而各个原材料的质量将混凝土的性能存在密切联系,将对混凝土产品的质量产生直接影响,因此施工前的首要任务就是对市场上的各项材料进行细致的对比和严格的筛选,做到有种选优;而在验材料的检测过程中,首先要对水泥的品种、杂志含量、物理力学性质、化学性能进行严格的检测,其次是对砂石进行检验,保证砂石的清洁程度,除此之外还要检测含沙量、生石灰等其他杂物质含量;除了要对混凝土原材料质量进行严格检测外,还要对混凝土原料的用量进行精明的计算,保证在施工过程中不会因为原料供应不足而导致施工中断,避免后期用料困难。而一旦出现因原料不足而导致施工中断后,要严格控制混凝土用量,避免发生铺的过厚或者过薄的情况。同时挑选施工队伍时,要选择业界信誉度高、施工经验丰富的企业,从而为混凝土的施工与养护提供良好的前提保障。
         1.2 构件耐久性
        混凝土的构件是指由混凝土为原材料而制成的各种形状的产品。混凝土本身的强度等级大小、混凝土外侧的保护层厚度标准和混凝土具体使用的环境恶劣情况是影响混凝土构件耐久性的三大因素。加强混凝土本身材质的强度等级大小可明显地为构件的耐久性能的提高;混凝土的保护层厚度大小与构件的承载力和适用性密不可分,而且对构件的耐久性起着重大影响;当外界环境不同时,混凝土构件的侵蚀进度会不尽相同,对耐久性能判断造成干扰。评估构件的耐久性主要是从耐久性评定和耐久性检测两个方面来进行的,耐久性评定是指利用测评内部结构的各项指标来判断承载力是否有所下降、是否发生粘结锚固破坏、钢筋是否锈蚀等。
        2 提高混凝土耐久性的途径
        2.1 混凝土材料
        混凝土施工前验原材料的配比同样十分重要,配比不合理,一旦出现含水高或者含沙高,都会对混凝土产生印象。施工前要根据实际需求是不厌其烦的通过多次实验进行摸索,要根据实际的施工环境和工作经验严格遵循混凝土厂商给出的混凝土试配报告进行配比。首先保证砂和石头中包含的泥土量在报告的范围一下,同时混凝土中碎石的强度需要达到良好的花岗石级别,而砂石含则要保证是含泥量低的中粗砂,最为重要的就是要严格筛选砂石,使其中不夹杂着螺壳材质,同时不使用过期或者是才出炉的水泥,普通的水泥,5—31.5mm花港碎石或者是其他符合要求的碎石、中粗的黄砂、粉煤灰全都必须按照要求进行充足的准备,另外还需要根据所需要的外加剂的具体型号和参量准备足够的外加剂。除了水以外的所有的混凝土组成的材料都必须经过材料复试并且及格才可以使用。
         材料组成会对混凝土耐久性造成至关重要的影响。构成混凝土的主要材料是水泥、骨料和矿物。
        为了提高混凝土耐久性,可以从材料方面进行考虑:
        1)加强水灰比的控制力度,保证水泥用量达到标准值;
        2)选取粗、细骨料时提高筛选标准,保证砂率符合规定;
        3)在混凝土中加入部分改善剂和高效活性矿物,用于减少混凝土中的空隙比例,增强混凝土的抗渗性和稳定性,在一定程度上提高混凝土的密实度。


        2.2 混凝土的结构设计
        混凝土的结构设计主要是指混凝土的保护层和混凝土的施工使用比例。对混凝土的内部体系进行加工处理可以适当地提高耐久性。在比例调配设计过程中,要注意使用的水灰比达到最小以及水泥的最多使用量数值,即通过理论分析的水灰比要小于实际使用过程中的水灰比,通过理论分析的水泥用量要大于实际使用中的水泥用量。关于保护层厚度对耐久性的影响,有实验数据显示,在室外标准环境条件下,保护层标准差不同的钢筋在其厚度一致的条件下,标准差大的比标准差小的钢筋锈蚀严重。
        2.3 混凝土结构工程施工
        在施工过程中可以通过改进工艺的方法来实现混凝土耐久性的增强,主要的工艺方法是浇筑、养护、振捣、拌制等。密实浇筑和振捣密实两种方法可以增加混凝土的强度,在实际使用过程中常用的是机械浇筑和强力振捣两种;湿热养护可以加速强度的增长,一般使用自然养护;国外已经研制出二次投料搅拌和高频振捣等新的工艺技术,此类工艺方法相比于国内方法能够使混凝土搅拌更加均匀,对混凝土的强度提高有很大帮助。
        3 混凝土结构加固技术分析
        3.1 加固的原则
        加固结构是采取具有实际效果的方法将被某些被损坏的构件重新复原到具有原有功能的方法,又可以是在原有功能的基础之上,让其结构的功能得到提升,以满足在新的使用条件下仍能满足功能的需求,在进行设计工作时,材料、设备以及计算简图等要尽量符合实际条件,更要尽可能结合钢筋混凝土结构的加固方案,遵循先鉴定后加固的原则。
         3.2 加固的方法
        3.2.1 加大截面加固技术
        这种方法是利用同种材料来增大构件的配筋和截面面积的方法。这种加固技术常被用于裂缝的修补,用以提高构件的强度和稳定性等。在试筋的过程当中,混凝土的承载力和它的截面面积关系密切。该加固技术对于原混凝土构件截面尺寸没有限制性的要求,但对建筑空间的尺寸有一定影响,所以只有当建筑空间不受任何限制的情况下,才能采用这种方法。
        3.2.2 粘钢加固技术
        用粘结剂粘贴在混凝土的四周,大大提高其原来的设计承载力以及抗破坏能力。主要针对混凝土受弯构件的外部形态,在加固的过程当中,粘贴一定数量的钢板结构,将钢板和混凝土牢固地粘贴在一起,形成一个整体,使得应力得到有效传递,以此达到加固构件承载力的目的。构件由于截面积大小限制和需或需要大幅度提高承载力的部位常常采用这种加固方式。
        3.2.3 预应力加固法
        在原构件的外侧增添应力钢筋,通过外加预应力来改变原结构的内应力分布状态。在实际加固过程中常使用钢拉杆和撑杆,把卸载和加固技术结合在一起,提高结构的承载力限度和增加结构外表的舒适形象。这种方法多运用于大跨度结构或者加固效果不理想且应力应变较高状态下的重型结构。
         4 结论
        混凝土结构建筑的使用寿命较短,在某些地区的混凝土结构建筑在经历几十年的不利条件和环境因素后,会出现老化及裂纹等现象,严重影响建筑的外观形象,建筑物载重能力严重下降,无法满足正常的承载要求,为了避免建筑物的损坏,需要对该类建筑物进行结构修复和加固,与此同时,在设计、施工、维护等各个环节,混凝土的耐久性都会受到影响,为了解决庞大维修费和管理费及耐久性问题,需实行根本性的技术方面的改革。
        参考文献
        [1]金伟良,赵羽习.混凝土结构耐久性(第二版)[M].北京:科学出版社,2014年版:01.
        [2]梁兴文,史庆轩.混凝土结构设计原理(第三版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2016年版:03.
       
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