刍议混凝土结构的耐久性设计(2)

(3)砂率按混凝土施工性调整。为不影严重响混凝土弹性模量。砂率不易大于45%。

(4)由于胶凝材料中各组分密度相差较大,宜采用绝对体积法进行配合比计算。混凝土拌合物应有最小的砂石孔隙率。

(5)试配后应检验是否满足设计要求,检验按配制强度进行。混凝土配制强度(MPa)

f cu,o=f cu.k+1.645ó

式中:fcu.k为混凝土设计强度(MPa),ó为混凝土强度标准差。fcu.k＜C50时ó5.0MPa,fcu.k≧C50时ó取6.0MPa。

(6)按绝对体积法计算出的配合比进行试拌,检验施工性。调整其坍落度和坍落流动度,观察体积稳定性,测定混凝土的变现密度,调整计算密度和各优选的材料用量。

4、提高混凝土结构耐久性的技术措施

4.1 改进结构构件的设计

(1)要有足够的钢筋保护层厚度《CEB耐久混凝土结构设计指南》提出如果混凝土实际保护层比要求的减少一半,碳化或氯离子侵入钢筋表面的时间就会提前3/4。CEP-FIP模式规范按暴露条件、构件类别及混凝土强度等级,规定了不同保护层厚度, 如一般构件, 混凝土为C25～C30时,保护层不小于35mm,而美国ACI-201委员会规定接近水位或外露与海上的沿海建筑物,其保护层厚度最小75mm,混凝土路面及桥梁护栏最少为50mm;美国ACI-318规范规定室内混凝土梁、柱,筋的最小保护层厚度为38mm;我国现行《混凝土结构设计规范》对室内环境的梁、柱结构最小保护层厚度定25mm,从提高耐久性角度来看,此值偏小。

(2)正确选用水泥品种、水泥用量和水灰比;应优先选用硅酸盐水泥,其抗碳化能力最好,掺有火山灰、高炉矿渣或粉煤灰的混合水泥,其早期硬化慢,后期强度增长快,如养护得当,可以提高抗氯化物侵入能力及抗冻融性能;增加水泥用量(＞300kg/m3)可降低混凝土渗透性;控制水灰比小于0.6,可保证混凝土耐久性。

(3)正确选用钢筋及其间距;尽量不用腐蚀敏感的钢筋,如ф≤4mm的钢筋及经过处理的钢筋,以及持续拉应力大于400MPa的冷加工的钢筋;钢筋的间距要保证易于振捣。

(4)限制含盐量;含盐尤其含氯离子成分对钢,筋腐蚀有严重影响,国外一般限制氯离子含量要小于水泥重量的0.3%～1.0%,德国甚至不允许用CaCl2。

(5)截面等耐久性设计;工程实践多观察到梁柱因钢筋锈蚀引起混凝土膨胀,多首先发生在构件截面拉角区。因此有人从推迟角区钢筋脱钝时间,延缓角区钢筋锈蚀速度,增强角区钢筋抗腐蚀能力出发,提出截面等耐久性设计观点,给出最大保护层厚度取值方法和改变配筋形式的建议。

4.2 加强施工管理

(1)充分振捣和充分养护,可以增加混凝土表面的密实性,降低混凝土渗透性,养护不好对混凝土的碳化合抗腐蚀的能力影响甚大,养护的敏感性随水灰比的增加,水泥用量的减少而增大。

(2)为防止除冰盐剥蚀混凝土,可采用引气剂,形成均匀气泡,降低混凝土渗透性。

(3)对沿海地区氯盐(NaCL、CaCl 2、MgCl2)含量超过70%的盐渍土地区,可采用增加水泥用量、减少水灰比,掺加减水剂或掺加钢筋阻锈剂(水泥用量的1%～3%),提高混凝土密实性并防锈。

4.3 防止继续劣化的措施

(1)涂层法。采用一些防护装饰材料涂盖在构件表面上,如丙乳砂浆、环氧树脂砂浆、过氯乙烯涂料等,或者增涂一层水泥砂浆(厚度20mm左右),均能阻止空气中氧和盐类继续侵入,延缓混凝土碳化合防止钢筋进一步锈蚀。

(2)阴极防腐法。由于混凝土含盐浓度不同,钢筋之间存在电位差,阴极钢筋锈蚀,可采用在混凝土表面涂一层导电涂料或埋设导电材料(铂丝等),与直流电源正极相连,形成新的电位差,使原钢筋骨架转化为阴极,则钢筋锈蚀可得到抑制。

结束语

混凝土结构广泛应用于工业与民用建筑、 道路与桥梁工程、港口与水利工程等各种工程结构中。长期以来，人们认为混凝土结构是一种耐久性能良好的建筑材料，而事实上混凝土结构在长期自然环境和使用条件下会逐渐老化丧失耐久性能。影响了结构物的使用功能和安全。国内外统计事实表明，由于结构耐久性病害而导致的经济损失非常巨大。

参考文献

[1] 国家标准: 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068 -2009 . 北京: 中国建筑工业出版社, 2010

[2] 国家标准: 建筑结构设计通用符号计量单位和基本术语GBJ83 -85 . 北京: 中国计划出版社, 2009

[3] 黄兴隶. 工程结构可靠性设计. 北京: 人民交通出版社,2010

[4] 李田, 刘西拉. 混凝土结构的耐久性设计.土木工程学报, 2009,

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