混凝土结构耐久性设计讲座

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《混凝土结构的耐久性设计》专题讲座主要围绕着提高混凝土结构在自然环境和使用条件下的持久性和安全性展开。此次讲座强调了混凝土作为广泛应用的基础材料，在不同环境下可能遇到的各种挑战，如化学侵蚀、冻融循环、碱骨料反应等，并介绍了如何通过合理的设计、选材以及施工工艺来克服这些挑战。

首先，讲座指出混凝土结构的耐久性是决定建筑物使用寿命的关键因素之一。通过详细讲解了常见的腐蚀和破坏机制，包括氯盐腐蚀、硫酸盐侵蚀、海水侵蚀等因素的影响及预防措施，使听众对混凝土的失效过程有了更深入的理解。

其次jtg∕t_3360-03-2018_公路桥梁景观设计规范，针对如何提高混凝土结构的耐久性，讲座重点介绍了几个关键的设计原则和技术要点。比如采用高性能混凝土（HPC）或自密实混凝土（SCC），这些新型材料由于其更高的强度、更低的水胶比等特点，在抵抗各种环境因素侵袭方面表现更佳；还强调了合理选择钢筋及防腐蚀设计的重要性，确保结构能够长期承受外力而不发生严重破坏。

最后，讲座还特别提到了施工质量控制对于实现设计耐久性的关键作用。从原材料的选择、配合比的设计到施工过程中的质量监控，每一个环节都直接影响最终的使用效果和寿命。

总之，《混凝土结构的耐久性设计》讲座为参与者提供了一种全面了解如何通过科学的方法和技术手段提高建筑物长期稳定性和可靠性的视角，并激发了更多关于未来发展方向的思考。

混凝土的碳化是指混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳和其它酸性气体发生化学反应的过程。一般情况下混凝土呈碱性，在钢筋表面形成碱性薄膜，保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀，起到了“钝化”保护作用。碳化的实质是混凝土的中性化，使混凝土的碱性降低，钝化膜破坏，在水分和其它有害介质侵入的情况下，钢筋就会发生锈蚀。

氯离子对混凝土的侵蚀是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子的主要来源，北方寒冷地区向道路、桥面洒盐化雪除冰都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀，氯离子是一种极强的去钝化剂，氯离子进入混凝土，到达钢筋表面，并吸附于局部钝化膜处时，可使该处的PH值迅速降低，破坏钢筋表面的钝化膜，引起钢筋腐蚀。氯离子侵蚀引起的钢筋腐蚀是威胁混凝土结构耐久性的最主要和最普遍的病害，造成了巨大的损失，应引起设计、施工及养护管理部门的重视。

碱—骨料反应一般指水泥中的碱和骨料中的活性硅发生反应，生成碱—硅酸盐凝胶，并吸水产生膨胀压力，造成混凝土开裂。碱—骨料反应引起的混凝土结构破坏程度，比其他耐久性破坏发展更快，后果更为严重。碱—骨料反应一旦发生，很难加以控制，一般不到两年就会使结构出现明显开裂，所以有时也称碱骨料反应是混凝土结构的“癌症”。对付碱骨料反应重在预防，因为混凝土结构一旦发生碱骨料反应破坏，目前还没有更可靠的修补措施。防止混凝土碱骨料反应的主要措施是：选用含碱量低的水泥；不使用碱活性大的骨料；选用不含碱或含碱低的化学外加剂；通过各种措施，控制混凝土的总含碱量不大于3kg/m3。

渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀，从内部破坏混凝土的微观结构，经多次冻融循环后，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，强度降低。盐溶液与冻融的协同作用比单纯的冻融严酷得多，一般将盐冻破坏看作是冻融破坏的一种特殊形式，即最严酷的冻融破坏。冻融破坏的特征是混凝土剥落，严重威胁混凝土的耐久性。混凝土冻融破坏发展速度快，一经发现混凝土冻融剥落，必须密切注意剥蚀的发展情况，及时采取修补和补强措施。提高混凝土抗冻耐久性的主要措施是采用掺入引气剂的混凝土。国内外的大量研究和工程实践表明，引气混凝土抗冻耐久性明显提高，这是因为引气剂形成的互不连通的微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减少，在混凝土受冻结构过程中，这些孔隙可以阻止或抑制水泥浆中微小冰体的形成。

钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。处于干燥环境下，混凝土碳化速度缓慢，具有良好保护层的钢筋混凝土结构一般不会发生钢筋腐蚀。钢筋腐蚀伴有体积膨胀，使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成钢筋与混凝土之间的粘结力破坏，钢筋截面面积减少，使结构构件的承载力降低，变形和裂缝增大等一系列不良后果，并随着时间的推移，腐蚀会逐渐恶化，最终可能导致结构的完全破坏。

钢筋腐蚀与混凝土碳化有关，在一般情况下，混凝土保护层碳化是钢筋腐蚀的前提，水分、氧气的存在是引起钢筋腐蚀的必要条件。因此，提高混凝土结构耐久性的根本途径是增强混凝土密实度，防止或控制混凝土开裂，阻止水分的侵入；加大混凝土保护层的厚度，防止由于混凝土保护层碳化引起钢筋钝化膜的破坏。

第二章提高混凝土桥梁结构耐久性的技术措施

混凝土桥梁结构的耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结构的使用环境，与结构设计、施工及养护管理密切相关。一般是从以下三个方面解决混凝土桥梁结构的耐久性问题：（1）采用高耐久性混凝土，增强混凝土的密实度，提高混凝土自身抗破损能力；（2）加强桥面排水和防水层设计，改善桥梁的环境作用条件；（3）改进桥梁结构设计，其中包括加大混凝土保护层厚度；加强构造钢筋，防止和控制裂缝发展；采用具有防腐保护的钢筋（例如：体外预应力筋，无粘结预应力筋，环氧涂层钢筋等）。

注意:抗冻指标F与DF的定义不同

注意:水胶比与水灰比的定义不同

提高混凝土抗冻耐久性的措施《防腐蚀规范JTG／TB07》4.2.3规定:冻融环境下环境作用等级为D或D级以上的混凝土必须掺用引气剂.4.2.5给出了引气混凝土的适宜含气量参考值.

一.桥面铺装层的主要病害及其对结构耐久性的影响二.改进桥面铺装设计的建议

一.桥面铺装层的主要病害及其对结构耐久性的影响1.沥青混凝土类桥面出现严重裂缝、车辙、壅包、坑槽和局部破损。这些病害除了直接影响桥梁的使用功能外，更为严重的后果是路面渗水，局部破损造成水分的堆积，将使结构的耐久性降低。2.混凝土桥面铺装出现裂缝，特别是铰结空心板（或T形梁）顺铰缝出现纵向裂缝是较为普通的。水份沿铰缝下流，造成周边钢筋腐蚀，钢筋腐蚀锈胀，又会引起混凝土局部破损，钢筋外露，腐蚀将会进一步加剧。3.在北方地区由撒盐除冰、在冻融循环作用下造成桥面铺装混凝土盐冻破坏，使混凝土表层剥落、强度降低、严重者会造成铺装层的全部破坏，失去对桥面板的保护作用，影响结构的耐久性。

二.改进桥面铺装设计的建议

1.采用高密实度具有良好防水性能桥面铺装混凝土是提高结构耐久性的重要措施

①桥面铺装混凝土应采用C30以上等级的高密度混凝土，为了提高混凝土的密实度，水灰比一般应控制在0.4以下。②纤维混凝土（钢纤维混凝土或复合纤维混凝土）在桥面铺装层中的应用有着广阔的发展前景③为了防止和控制混凝土的收缩裂缝，桥面铺装混凝土中应设置由的带肋钢筋组成的平面钢筋网，网格间距通常为100mm×100mm

2.预防桥面铺装层混凝土纵向开裂的措施

在以往的桥梁设计中是将桥面铺装混凝土做为构成桥面横坡的找平层和桥面板的保护层。在计算中一般是不考虑桥面铺装层参与主梁（或桥面板）共同工作的。但是，由桥面铺装层混凝土与桥面板的粘结作用，桥面铺装层作为主梁（或桥面板）截面的组成部分共同承受内力客观存在的是实。

考虑桥面铺装层参与工作的铰结空心板梁桥的空间分析表明，空心板梁在主要承受纵向变矩的同时，还要承受一定的横向弯矩。由铰缝本身的横向连接薄弱，这一横向弯矩主要由铰缝顶面的混凝土铺装层来承担。混凝土铺装层厚度有限，配筋很少（有些钢筋也位于铺装层的中部，对抗弯不起作用），在横向弯矩作用下，桥面铺装层出现纵向裂缝是必不可免的。

《防腐蚀规范JTG／TB07》6.3规定:水泥基渗透结晶型防水剂适用于混凝土的表层防水处理,特别是渗水裂缝宽度不大于1mm的混凝土.並对水泥基渗透结晶型防水剂的作用机理作了说明:这种化学活性物质,以水为载体,向所涂覆或渗入的混凝土内部逐渐渗透可深达300mm,形成不溶于水的蔓枝状非溶性结晶体,堵塞毛细孔道,使混凝土致密,整体防水.对于结构使用过程中新产生的宽度为0.4～1mm的细裂缝,会遇水产生新的晶体,对裂缝具有自我愈合密封的功能.

对比分析现有提高混凝土密实度和抗裂能力的各种技术措施可以看出，水泥基渗透结晶型防水材料以其卓越的“渗透结晶”防水功能和独特的“自我修复”能力，特别适用于桥面铺装防水。

预防过渡墩墩柱和盖梁钢筋锈胀破坏的技术施

一.混凝土结构的裂缝分类二.裂缝对混凝土耐久性的影响三.采用综合治理措施控制裂缝开展

河北峰煤焦化有限公司甲醇管道安装施工方案一.混凝土结构的裂缝分类

(1).混凝土收缩裂缝①塑性收缩裂缝②干燥收缩裂缝(2).温度裂缝①截面均匀温差裂缝②截面内外温差裂缝③截面内外温差裂缝

二裂缝对混凝土耐久性的影响

(1)裂缝与钢筋腐蚀的相互作用，最终导致混凝土结构耐久性进一步退化的恶性循环(2)裂缝的存在将降低乃至最后破坏表层混凝土对结构的保护作用。

三.采用综合治理措施控制裂缝开展

1.严格按<桥规JTGD62>的要求，进行抗裂性和裂缝宽度计算，满足规范规定的限值要求是预防结构性裂缝的基础。2.混凝土的非结构性裂缝是不可避免的，但是其危害程度是可以控制的。控制裂缝的基本方法是“放”“抗”结合，以“放”为主。所谓“放”的方法是指采用构造和施工措施（例如设变形缝，分段浇筑等）减少约束应力或变形，释放约束能量。所谓“抗”的方法是指提高结构本身的抗裂能力。例如，采用双掺技术提高混凝土的韧性和密而细的配筋等都可提高结构的抗裂能力。

2.1板面板和桥面铺装层等体积表面积比较小的板式结构，浇注混凝土时混凝土拌和物表面失水过快，极易产生塑性收缩裂缝。在施工中加强覆盖，及时洒水养护可有效减少塑性裂缝的产生。采取二次搓毛压平措施，对已形成的塑性收缩裂缝有良好的愈合作用。

2.2混凝土干燥收缩裂缝的产生与混凝土配合比室内钢结构篮球场的暖通照明安装图纸，初期养护情况、使用环境、结构约束及构造钢筋配置等多种因素有关。控制干燥收缩裂缝应采用综合治理措施，其要点是：

a.优化混凝土的配比设计，严格控制水泥用量和绝对用水量是减少混凝土收缩变形，控制干燥收缩裂缝的基础。b.认真做好混凝土浇注后的早期养护是控制混凝土收缩裂缝的重要措施。c.对长大结构，采用分段间隔浇筑措施，减缓施工中的混凝土收缩对结构的不利影响。。