建筑畢業(yè)論文---淺談混凝土結構的耐久性

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題 目： 淺談混凝土結構的耐久性 </p><p>　　二O一二年三月十五日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　混凝土結構以其

2、整體性好、耐久性好、可塑性強、維修費用少等優(yōu)點廣泛使用，隨著混凝土結構應用領域越來越廣泛，大量的混凝土結構由于各種各樣的原因而提前失效，達不到預定的服役年限，混凝土耐久性發(fā)生失效現(xiàn)象日趨嚴重。  本文首先論述了混凝土耐久性的概念，接著從混凝土凍融破壞、堿骨料反應、混凝土滲透破壞、混凝土中鋼筋的銹蝕、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕等方面分析了混凝土發(fā)生失效的原因及影響因素，從而提出從原材料選擇、施工質(zhì)量的控制、結構的日常維護、設計等方面

3、提高混凝土耐久性的措施，最后進行了總結展望</p><p>　　關鍵詞：混凝土；耐久性；影響因素；措施</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 引言.1</b></p><p>　　1.1 概述.................................

4、................................................................1</p><p>　　第2章 混凝土發(fā)生耐久性失效的原因及影響因素1</p><p>　　2.1 混凝土的碳化1</p><p>　　2.2混凝土凍融破壞........................................

5、.........................................2</p><p>　　第3章 混凝土滲透及鋼筋的破壞.............................3</p><p>　　3.1混凝土滲透破壞...............................................3</p><p>　　3.2混凝土

6、中鋼筋的銹蝕...........................................4</p><p>　　第4章 混凝土的裂縫及養(yǎng)護.................................4</p><p>　　4.1混凝土的裂縫原因..................................................................

7、........................5</p><p>　　4.2 混凝土的裂縫措施……………………………………………………...…..5</p><p><b>　　第5章 結論6</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文聲明7</b></p><p><b>　　致

8、謝8</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　第1章 引言</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　混凝土結構以其整體性好、耐久性好、可塑性強、維修費用少等優(yōu)點廣泛使用于整個20世

9、紀，發(fā)現(xiàn)混凝土的耐久性問題則是在60至70年代。一些發(fā)達國家的混凝土橋使用了三四十年后，紛紛進入老化期。人們始料不及的是混凝土材料在不利的環(huán)境、運用條件下，出現(xiàn)了一系列影響結構耐久性的物理、化學現(xiàn)象，如結構混凝土的碳化、保護層剝落、裂縫的發(fā)展、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學腐蝕等等。我國七十年代后期建造的混凝土橋梁亦發(fā)現(xiàn)有嚴重的開裂現(xiàn)象。因而混凝土結構的耐久性問題已成為結構工程師們不容忽視的一個問題。隨著混凝土結構應用領域越來

10、越廣泛，大量的混凝土結構由于各種各樣的原因而提前失效，達不到預定的服役年限，混凝土耐久性發(fā)生失效現(xiàn)象日趨嚴重。</p><p>　　本文首先論述了混凝土耐久性的概念，接著從混凝土凍融破壞、堿骨料反應、混凝土滲透破壞、混凝土中鋼筋的銹蝕、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕等方面分析了混凝土發(fā)生失效的原因及影響因素，從而提出從原材料選擇、施工質(zhì)量的控制、結構的日常維護、設計等方面提高混凝土耐久性的措施，最后進行了總結展望。</p

11、><p>　　第2章 混凝土發(fā)生耐久性失效的原因及影響因素</p><p>　　2.1 混凝土的碳化</p><p>　　正混凝土碳化現(xiàn)象在混凝土結構尤其在橋梁、碼頭、水利工程中早就普遍存在,混凝土碳化使建筑物嚴重受損的例子也很多,在20世紀末就引起世界各國混凝土專家們的重視,并做了一些相應的研究。近年來隨著預拌混凝土的普及以及建設速度的加快,在混凝土結構驗收回彈中發(fā)現(xiàn)

12、,混凝土結構碳化之快、碳化之深令人驚訝,混凝土的碳化似乎不再只是專家研究的課題,也同樣引起許多業(yè)內(nèi)人士甚至普通人的關注與重視,混凝土碳化現(xiàn)象越來越令人感到費解。</p><p>　　混凝土碳化破壞的防治,對于混凝土的碳化破壞，我們在施工中總結出了一系列治理措施：一是，在施工中應根據(jù)建筑物所處的地理位置、周圍環(huán)境，選擇合適的水泥品種；對于水位變化區(qū)以及干濕交替作用的部位或較嚴寒地區(qū)選用抗硫酸鹽普通水泥；沖刷部位宜選

13、高強度水泥；二是，分析骨料的性質(zhì)，如抗酸性骨料與水、水泥的作用對混凝土的碳化有一定的延緩作用；三是，要選好配合比，適量的外加劑，高質(zhì)量的原材料，科學的攪拌和運輸，及時的養(yǎng)護等各項嚴格的工藝手段，以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕，以確?；炷恋拿軐嵭?；另外，若建筑物地處環(huán)境惡劣的地區(qū)，宜采取環(huán)氧基液涂層保護效果較好，對建筑物地下部分在其周圍設置保護層；用各種溶注液浸注混凝土，如：用溶化的瀝青涂抹。還有，若建筑物一旦發(fā)生了混凝土碳化，最好采

14、用環(huán)氧材料修補，若碳化深度較大，可鑿除混凝土松散部分，洗凈進入的有害物質(zhì)，將混凝土銜接面鑿毛，用環(huán)氧砂漿或細石混凝土填補，最后以環(huán)氧基液做涂基保護。</p><p>　　2.2混凝土凍融破壞</p><p>　　混凝土凍融破壞的影響因素是多方面的。一是組成混凝土的主要材料性質(zhì)的影響，如；水泥的品種、水泥中不同礦物成份對混凝土的耐久性影響較大，又如骨料的影響，除了骨料本身的質(zhì)量對混凝土的抗凍

15、性的影響以外，骨料的滲透性和吸濕性對混凝土的抗凍性也有決定性的作用，由于濕度和強度的變化，會產(chǎn)生含針狀物巖石體積的變化，這將會損壞已硬化的水泥砂漿和混凝土表面，同時骨料的化學性能對混凝土的耐久性也將產(chǎn)生一定的影響；二是外加劑的影響，在混凝土施工過程中摻入引氣劑或減水劑對改善混凝土的內(nèi)部結構，改善混凝土的內(nèi)部孔隙結構可起到緩沖凍脹的作用，大大降低凍脹應力，提高混凝土的抗凍性；因此必須把好質(zhì)量關，不允許出現(xiàn)蜂窩、麻面，力求密實，表面光滑。&

16、lt;/p><p>　　混凝土凍融破壞的防治：</p><p>　　對于混凝土凍融破壞的防治，結合我們的施工實踐，總結出了如下幾點：</p><p>　?。ǎ保╊A防措施。一是在混凝土施工中應根據(jù)不同情況選擇含有不同礦物成份和不同性能的水泥、骨料和外加劑，從材料方面確?；炷恋哪途眯裕欢菄栏窕炷林谱髋浜媳?，一定要根據(jù)結構類型和所處的環(huán)境條件，試驗確定關鍵參數(shù)，主要是降

17、低混凝土的水灰比，水泥水化所需水分僅為其重量的２５％左右，若水量增加，多余的水就游離析出，產(chǎn)出孔隙，飽和后易受凍脹破壞；另外摻入引氣型外加劑是提高混凝土抗凍性最有效的途徑之一；三是人為地優(yōu)化建筑物混凝土構件周圍的環(huán)境條件，以減少或改善致使混凝土凍融的各種不利因素。</p><p>　?。ǎ玻┲卫泶胧＂偎嗌皾{修補，適用于輕微的表層破壞；②預縮砂漿修補，所謂預縮砂漿是指經(jīng)拌和好之后再歸堆放置30～90mih后才使

18、用的干硬性砂漿，此種方法適高速水流區(qū)混凝土表面的損壞；③噴漿修補，多用于混凝土凍融破壞化較嚴重的部位；噴混凝土修補，是指經(jīng)施高壓將混凝土拌料以高速運動注入被修補的部位，其密度及抗?jié)B性較一般混凝土好，且具有快速，高效的特點； </p><p>　　第3章混凝土滲透及鋼筋的破壞</p><p>　　3.1混凝土滲透破壞</p><p>　　混凝土耐久性涉及到混凝土性能的

19、方方面面，是影響混凝土使用壽命的首要因素。造成混凝土耐久性不佳的原因多種多樣，主要可分為：(1)物理破壞： (2)化學破壞： (3)機械破壞：如何有效地預防和抵抗這些破壞因素的破壞力，是解決混凝土耐久性問題的關鍵</p><p>　　混凝土耐久性問題自20世紀50年代提出，受到世界各國的廣泛重視，幾十年來各國混凝土行業(yè)工作者進行了大量的基礎試驗研究工作，獲得了一定的成果，有些成果對一些常見的耐久性問題的解決起到了

20、顯著作用：如引氣劑對提高混凝土抗凍性的作用；限制水泥和混凝土中的堿含量對堿—集料反應的預防；活性礦物摻合料對提高抗?jié)B性和對鹽類侵蝕作用的抵抗以及對減輕碳化作用、保護鋼筋以免銹蝕、抑制混凝土中的堿—集料反應以及防止淡水溶析作用和表面破壞等均提出了有效的措施。為了得到耐久性良好的混凝土，按耐久性設計混凝土和預測混凝土的使用壽命成為耐久性研究的主要內(nèi)容和最終目標。但是我們也應該看到，由于研究內(nèi)容的片面性和理論深入不夠以及研究方法存在的局限性和

21、缺陷性，使得大量基礎的耐久性研究成果對解決實際混凝土工程耐久性問題的成效不大，也使當前的混凝土耐久性問題呈現(xiàn)越來越嚴重的趨勢。</p><p>　　3.2混凝土中鋼筋的銹蝕</p><p>　　鋼筋銹蝕是導致鋼筋混凝土結構耐久性損傷的一個重要原因，對結構的抗力，可靠性，使用壽命等有很大影響。鋼筋銹蝕是導致鋼筋混凝土結構和構建耐久性研究中的重要課題，其危害之大遠遠超過人們的預計。</p

22、><p>　　在國內(nèi)經(jīng)濟飛速發(fā)展的今天，全國各地建筑浪潮風起云涌，購房用于居住或投資，已經(jīng)成為人們生活中的一大開銷，房屋的質(zhì)量方面的投訴和糾紛也越來越多，而這些投訴還多是一些我們生活中能夠開到的問題，一些看不到的問題后果則更加嚴重，比如混凝土中鋼筋的銹蝕問題。</p><p>　　第4章混凝土的裂縫及養(yǎng)護</p><p>　　混凝土在工程建設中占有重要一環(huán)。而如今，混凝

23、土出現(xiàn)裂縫極其普遍，幾乎各處混凝土構造均會產(chǎn)生裂縫。盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹慎，但裂縫仍然時有出現(xiàn)。究其原因，有混凝土材料選用、混凝土施工技術、溫度應力的變化等各種因素。混凝土裂縫按深度不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能破壞結構的整體性和穩(wěn)定性，其危害是較嚴重的。而深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性。表面裂縫一般危害性較小

24、，施工混凝土外加劑不僅可以改善混凝土的物理力學性能，提高工程質(zhì)量，節(jié)約水泥，節(jié)省能源、縮短工期，改善施工條件，滿足特種混凝土的技術需要。同時，還具有投資少、見效快、技術經(jīng)濟效益明顯，社會效益突出等特點。根據(jù)不同技術要求，使用不同類型的外加劑可以獲得不同的經(jīng)濟效益。混凝土中摻加引氣減水劑，一是使混凝土中的微細氣泡均勻分布以提高抗凍和抗?jié)B的能力；二是由于它的分散作用而帶來減水增強效果。因而，既能改善新拌混凝土的和易性，又能提高混凝土的耐久性

25、。 </p><p>　　4.1混凝土的裂縫原因</p><p><b>　　1．原材料不合格</b></p><p>　　施工單位及各材料商為了降低成本，在施工中使用不合格材料，如使用安定性不合格的水泥、含泥量較高的中細砂、商品混凝土中摻入大量的粉煤灰及低性能的混凝土添加劑等，均成為混凝土產(chǎn)生裂縫的主

26、要因素。</p><p><b>　　2．模板變形</b></p><p>　　模板的制作及安裝質(zhì)量對于保證鋼筋混凝土構件的外觀平整、幾何尺寸的準確及構件的強度和剛度等起著重要的作用。在施工中，若柱模板支設于松軟的土層或支于未經(jīng)夯實的回填土上，在施工荷載的作用下往往會引起柱模板下陷，從而造成鋼筋混凝土的裂縫。3．溫度和濕度的變化</p><p>

27、;　　混凝土在施工階段的內(nèi)部溫度為水泥水化熱的絕熱溫度和澆筑溫度的疊加值，其中，外界氣溫越高，混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱越高，內(nèi)部溫度持續(xù)上升，在表面引起拉應力。許多混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護不周、時干時濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導致裂縫。</p><p>　　4.2混凝土的裂縫措施</p><p>　　1．混凝

28、土材料的選用</p><p>　　（1）水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥，優(yōu)先選用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。</p><p>　　（2）粗骨料應選用連續(xù)級配，細骨料應選用中砂，添加劑應選用緩凝劑、減水劑，摻合料應選用粉煤灰、礦渣粉等。</p><p>　　2．施工中模板的要求</p><p>　　模板支

29、撐在施工前應先將地面土進行處理，以保證立桿支撐在施工時不會下陷。模板和支撐的選用必須經(jīng)過計算，除滿足強度要求外還必須有足夠的剛度和穩(wěn)定性；邊支撐立桿與墻間距不應大于300mm，中間不宜大于800mm。在混凝土澆筑前，質(zhì)檢人員應按規(guī)范要求對模板支撐、尺寸等逐一檢查，在拆模時，混凝土強度應滿足規(guī)范的要求。</p><p><b>　　3．控制溫度的措施</b></p><p&

30、gt;　　（1）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。</p><p>　?。?）拌合混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。</p><p>　?。?）熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫。</p><p>　　4．改善約束條件的措施是：</p>

31、;<p>　?。?）合理地分縫分塊。</p><p>　?。?）避免基礎過大起伏。</p><p><b>　　第5章 結論</b></p><p>　　本文主要講解分析了關于混凝土的耐久性的耐久性，及其關于耐久性的一些措施。以及混凝土對整個工程的重要的作用，作為用量最大、應用面很廣的人造工程材料，混凝土不僅是資源和能源的消耗大戶

32、，還給地球環(huán)境和人類的居住空間帶來了很大的負面影響。因此，在混凝土技術的發(fā)展進程中一定要堅持可持續(xù)發(fā)展原則，在不斷提高混凝土使用壽命的同時，最大限度地提高混凝土的各種性能，并大量利用各種工業(yè)和城市廢棄物，將混凝土技術綠色化，使其對環(huán)境的污染減少到最低，同時提高混凝土與人類環(huán)境相結合的水平。</p><p>　　對混凝土的裂縫的預防、控制進行了理論和實踐上的初步探討，雖然學術界對于混凝土裂縫的成因和計算方法有不同的

33、理論，但對于具體的預防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一，同時在實踐中的應用效果也是比較好的。具體施工中要加強質(zhì)量控制措施，對工程質(zhì)量進行事前預防控制、事中檢查控制，并加強對現(xiàn)場施工人員技術指導和質(zhì)量系統(tǒng)的灌輸，從而使各參與方共同承擔起減少混凝土裂縫的責任。</p><p><b>　　畢業(yè)論文聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文，是本人在老師指導

34、下，進行實踐工作所完成的。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文的成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本論文聲明的法律責任由本人承擔。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　感謝學習老師指導，使論文才得以順利完成；感謝泰山職業(yè)技術學院曾經(jīng)為我授

35、過課的老師，感謝泰山職業(yè)技術學院建工系的全體老師，是他們的言傳身教，才使我日有所長，學有所成；感謝我的朋友，沒有的他（她）的幫助，不可想象我將會怎么樣。感謝老師一直以來對我學習的關心和指導，感謝建筑系的領導老師。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] Elishakoff I., Ren Y. J. & Shinozuka

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