鋼琴混凝土是建筑施工中最為重要的一種材料,因為鋼筋混凝土具有成本低廉、堅固耐用、材料來源廣泛的優(yōu)點,但是在使用過程中也會出現(xiàn)鋼筋銹蝕的一些問題。本文是一篇論文發(fā)表期刊投稿的論文范文,主要論述了鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響。
【摘要】鋼筋凝土結(jié)構(gòu)因其充分利用了鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能而具有強(qiáng)度高、耐久性好等一系列的優(yōu)點,在國內(nèi)外工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。然而鋼筋混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕會引起鋼筋力學(xué)性能的改變,會嚴(yán)重影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,銹蝕對鋼筋力學(xué)性能、混凝土保護(hù)層以及鋼筋與混凝土間粘結(jié)強(qiáng)度的影響,是影響混凝土結(jié)構(gòu)的主要原因。提高混凝土及其鋼筋自身的防護(hù)能力以及對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行�蜃耙跫�保護(hù)等,是防止鋼筋銹蝕提高結(jié)構(gòu)耐久性的重要措施。
【關(guān)鍵詞】鋼筋銹蝕,耐久性,措施
0 引言
鋼筋的銹蝕會嚴(yán)重的影響結(jié)構(gòu)的安全,每年美、英等各國都會出巨資用于混凝土結(jié)構(gòu)的修復(fù),尤其是鋼筋銹蝕的修復(fù),F(xiàn)階段,我國也有很多的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)步入老化期,因此,必須重視鋼筋銹蝕的研究和防治工作。
1、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性理論
結(jié)構(gòu)的耐久性從廣義上可以定義為結(jié)構(gòu)整體及其各個組成部分在自然環(huán)境及實際使用環(huán)境中處于各種劣化因素的長期作用下,不需要進(jìn)行加固處理而保持其安全性、外觀要求和正常時使用功能的能力。在國內(nèi)許多的設(shè)計規(guī)范中都明確要求鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都必須具備安全性、適用性和耐久性,但是目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計中都是注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載能力是否滿足,對結(jié)構(gòu)的維護(hù)環(huán)節(jié)往往重視不足,導(dǎo)致在建和已建的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的耐久性問題。如混凝土結(jié)構(gòu)的開裂,內(nèi)部鋼筋銹蝕,凍融循環(huán)、堿集料反應(yīng)等降低了建筑物的承載能力和使用年限,引起結(jié)構(gòu)耐久性失效。其中鋼筋銹蝕是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最主要因素。
2、銹蝕影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素
2.1、銹蝕對鋼筋性能的影響
混凝土中的鋼筋一旦發(fā)生銹蝕,在鋼筋表面生成一層疏松的銹蝕產(chǎn)物,并且同時向周圍混凝土孔隙中擴(kuò)散。銹蝕產(chǎn)物體積比腐蝕鋼筋的體積要大得多,一般可達(dá)鋼筋腐蝕量的2~4倍。銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹使鋼筋外圍混凝土產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力,當(dāng)環(huán)向拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時,在鋼筋與混凝土界面處將出現(xiàn)內(nèi)部徑向裂縫,隨著鋼筋銹蝕的進(jìn)一步加劇、鋼筋銹蝕量的增加。銹蝕會導(dǎo)致鋼筋截面積減小,并且鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中,鋼筋發(fā)生不均勻銹蝕,使鋼筋的表面凸凸不平,形成很多銹坑,鋼筋受力以后會在缺口處產(chǎn)生應(yīng)力集中,使銹蝕鋼筋的強(qiáng)度降低,伸長率降低。并且隨著銹蝕程度的加深,鋼筋的強(qiáng)度也隨之直線減小。鋼筋截面的銹蝕也會使鋼筋極限變形變小塑性性能降低,銹蝕嚴(yán)重的鋼筋應(yīng)力-應(yīng)變曲線沒有明顯的屈服點,逐漸表現(xiàn)為脆性破壞的性質(zhì),使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性降低。
2.2、銹蝕對混凝土性能的影響
銹蝕對混凝土的影響主要是鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層脹裂。鋼筋銹蝕生成的產(chǎn)物體積是原鋼筋體積的2-6倍,使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生很大的體積膨脹力,致使混凝土保護(hù)層脹裂、整體脫落,結(jié)構(gòu)的承載力下降。而且一旦保護(hù)層銹脹開裂,外部環(huán)境的劣化因子更容易進(jìn)入到混凝土內(nèi)部,進(jìn)而加速了鋼筋的銹蝕速度,形成了惡性的循環(huán),降低了結(jié)構(gòu)的耐久性。
2.3、銹蝕對鋼筋與混凝土之間粘結(jié)性能的影響
鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)作用主要分為:鋼筋和水泥之間的化學(xué)膠結(jié)力、鋼筋和混凝土接觸面上的摩擦力,對于變形鋼筋還存在肋紋與混凝土之間的機(jī)械咬合力。粘結(jié)性能是鋼筋與混凝土共同作用的基礎(chǔ),梁試件通過粘結(jié)作用來傳遞應(yīng)力,協(xié)調(diào)兩種材料的變形。對于銹蝕嚴(yán)重的變形鋼筋,肋紋基本銹蝕完全的情況下,其殘余粘結(jié)作用于光圓鋼筋類似,基本依靠粘結(jié)兩種材料之間的膠結(jié)力為主,甚至鋼筋銹蝕會使鋼筋與混凝土分離開。因此鋼筋的銹蝕會使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的粘結(jié)性能降低。
3、防止鋼筋銹蝕提高結(jié)構(gòu)耐久性的措施
防止鋼筋腐蝕的技術(shù)措施有多種,歸納起來可分為兩大類:
3.1、防止鋼筋銹蝕的內(nèi)部措施
內(nèi)部措施主要是提高混凝土及其鋼筋自身的防護(hù)能力:
(1)提高混凝土的防護(hù)能力
在混凝土澆筑時選用優(yōu)良的水泥品種,重視對骨料質(zhì)量的要求,控制水灰比和水泥用量以及選用性能良好的外加劑,從而提高混凝土的密實度,降低混凝土的孔隙率。防止有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)而使鋼筋銹蝕。同時對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,保證有足夠的混凝土保護(hù)層厚度。
(2)提高鋼筋的防護(hù)能力
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)需用的鋼筋要有嚴(yán)格地質(zhì)量控制,同時對有較惡劣的環(huán)境中的混凝土應(yīng)采用特種鋼筋(如環(huán)氧涂層鋼筋,不銹鋼鋼筋等)。
3.2、防止鋼筋銹蝕的外部措施
外部措施主要主要包括混凝土外涂層、鋼筋涂層、陰極保護(hù):
(1)混凝土外涂層
滲透性涂層在混凝土表面涂覆后,可與混凝土組分起化學(xué)作用并堵塞孔隙,或自行聚合形成連續(xù)性憎水膜。滲透性涂層材料可深入混凝土內(nèi)部3―5mm,形成一個特殊的防護(hù)層,能有效地阻止外界環(huán)境中腐蝕介質(zhì)進(jìn)入混凝土中,從而保護(hù)鋼筋免受腐蝕。
(2)環(huán)氧涂層鋼筋
環(huán)氧粉末的獨特性能與靜電噴涂工藝技術(shù)的發(fā)展,能保證涂層與基體鋼筋的良好黏結(jié),抗拉、抗彎和短半徑180o彎曲仍不出現(xiàn)裂縫的性能,能阻止腐蝕介質(zhì)如水、氧、氯氣等化學(xué)成分與鋼筋接觸,有效地保護(hù)了鋼筋。
(3)陰極保護(hù)
鋼筋的氯離子腐蝕實質(zhì)上是電化學(xué)腐蝕。因此可以采用外加電流或犧牲陽極的陰極保護(hù)方法,給鋼筋提供較高的負(fù)電壓,使鋼筋的電位處于負(fù)極(陰極),鋼筋的電位降低到陽極開路電壓之下,從而有效地保證了鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋。
混凝土防護(hù) 在混凝土澆搗過程中注意成品保護(hù)。應(yīng)該規(guī)范混凝土澆搗施工的各項操作,不僅要對那些容易偏位的鋼筋做有效的固定,還要派專門的人員進(jìn)行指揮監(jiān)督,禁止人員隨意的在鋼筋上走動,嚴(yán)重的按照各項操作規(guī)范開展工作,振動捧不得隨意觸及鋼筋骨架。另外,還要加強(qiáng)對施工人員的教育和管理,使其意識到鋼筋保護(hù)層的重要性,因為在眾多的用戶投訴中,由于鋼筋保護(hù)層厚度引起的樓板開裂、板底露筋泛銹等問題是最常見的。
結(jié)論:鋼筋銹蝕是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞的主要形式之一;炷两Y(jié)構(gòu)損壞如果得不到及時處理,損壞就會日益加劇,極易誘發(fā)各種危險事故。因此,應(yīng)對碳化機(jī)理、碳化的影響因素、碳化對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的損壞原因進(jìn)行分析,并針對碳化引起水工建筑物的缺陷采取治理措施。鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的破壞分的三個時期,前期是鋼筋表面局部銹蝕出現(xiàn)銹斑、銹片等;中期是鋼筋整個表面銹蝕,并產(chǎn)生膨脹,與保護(hù)層脫離,發(fā)生層裂;后期表現(xiàn)為鋼筋鐵銹進(jìn)一步膨脹,混凝土本身發(fā)生破壞,出現(xiàn)順筋脹裂,混凝土脫離,直至鋼筋不斷銹蝕,有效截面不斷減小,結(jié)構(gòu)承載力不斷下降,鋼筋混凝土構(gòu)件喪失基本承載能力。因為如今鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用,防止鋼筋銹蝕的措施是十分重要的。
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建筑施工論文發(fā)表期刊推薦《中外建筑》于2003年6月全新改版,全方位、多視角觸及建筑領(lǐng)域;發(fā)布權(quán)威信息,宣傳建筑成就,推介學(xué)術(shù)成果,探索建筑新路;為優(yōu)秀建筑作品提供展示舞臺,為業(yè)內(nèi)人士評定職稱發(fā)表論文提供平臺。
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