海洋工程钢筋 混凝土结构中应采取哪些措施提高结构耐久性

如题所述

要提高混凝土的耐久性,其根本措施是降低混凝土的孔隙率,特别是毛细管孔隙率,同时改善其外部工作环境,正确选用原材料,提高混凝土的密实度。根据工程情况,可从以下几方面采取有效措施。
混凝土原材料的选用
1、水泥。混凝土的原材料基本组成有砂、石、水泥和水,其中影响混凝土耐久性的组分主要是水泥,由于混凝土的强度和工作性能是通过水泥砂浆的凝结硬化而形成的人工石,所以一旦水泥石出现问题,混凝土的耐久性肯定会受到影响,因此在混凝土的组分中,水泥的选择非常重要,应根据工程的具体使用情况,即考虑水泥的强度,还要注重水泥的工程性能,选择水化热比较低、含碱量小、干缩性小、抗腐蚀和抗冻性好的水泥。
2、集料。集料的选择应考虑其碱活性,防止发生碱骨料反应。碱骨料反应是指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与骨料中碱活性矿物在潮湿环境下缓慢发生并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。
对重要工程的混凝土用砂,应根据混凝土结构的使用条件和要求,按规定方法对砂子进行碱活性检验。工程实践和研究表明,在混凝土中掺加适量的粉煤灰、矿渣和硅粉能有效抑制混凝土的碱骨料反应,是提高混凝土耐久性的有效措施。
3、掺合料
由于水泥石中水化物稳定性的不足是影响混凝土超耐久的一个主要因素,因此可以通过在混凝土中掺入活性矿物,改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。由于活性矿物掺料(矿渣、粉煤灰等)中含有大量活性SiO2及活性Al2O3,它们能和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化硫酸钙产生二次反应,生成强度更高,稳定性更优的低碱性水化硫酸钙,从而达到改善水化胶凝物质的组成,消除游离石灰的目的。并且如果掺加的是一些超细矿物,它还能填充混凝土中的孔隙,不仅使混凝土更为密实,还可阻断孔隙通道,减少混凝土受水、气的影响,从而提高其耐久性。
4、外加剂选用
为了改善混凝土自身的结构,即保证施工所需的和易性,又能减少混凝土的孔隙率,特别是毛细管孔隙率,就要尽可能降低用水量,减小水灰比,但混凝土的和易性和水灰比是矛盾的,可通过掺加减水剂保证二者同时能实现。
施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性,就必须在拌和时相应地增加用水量,这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂后,减水剂的定向排列,使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下,不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态,还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜,同时使水泥絮凝状的絮凝体内的游离水释放出来,因而达到减水的目的。
 保证混凝土的强度  
混凝土的强度和耐久性是两个不同的概念,便二者之间又有必然的联系。一般来讲,在满足施工和易性的前提下,混凝土的水灰比越小,混凝土的强度越高,同时由于混凝土的孔隙率较低,其耐久性也越好;另外在同等条件下,混凝土的强度越高,其密实度也越好,孔隙率也会降低,则其耐久性也就越好。所以通过活性矿物材料,提高其致密性,加强混凝土的施工振捣,保证混凝土的密实度,提高混凝土的强度,也是改善混凝土耐久性的措施之一。
1、混凝土工程施工应考虑的耐久性拌制过程中,可以通过二次搅拌法、裹砂法、裹砂石法等工艺,在保证其和易性的前提下,降低混凝土的用水量,从而提高其强度和密实度,改善其耐久性。在大体积混凝土施工过程中,应严格控制混凝土的温度裂缝,可采取分层浇注的方法,并做好测温控制工作,建立混凝土的浇注振捣制度,提高其密实度和强度。混凝土工程施工完毕后,应及时做好养护工作,防止其表面开裂或缺水,特别是在冬雨季期间,要根据天气情况做好混凝土的好养工作。
2、 混凝土工程设计应考虑的耐久性
注重在设计阶段提高混凝土的耐久性是提高其耐久性的重要环节,如果此阶段设计不良,后期施工也很难提高和改善。
在构件的设计上,要根据混凝土的使用环境和部位,设计好混凝土的保护层厚度,防止钢筋受外界介质的侵蚀。同时加强混凝土结构构件的节点设计,保证混凝土结构的整体性;对于处在高温高湿环境条件下的构件或对混凝土裂缝有严格要求的构件应进行裂缝宽度验算。在混凝土的配合比设计方面,应在满足混凝土和易性的前提下,尽可能降低水灰比,适当掺加一些活性掺和料,提高混凝土的密实度和强度,从而提高其耐久性。
3、 混凝土工程使用分阶段应考虑的耐久性
混凝土结构投入使用后,要保证其受力不能超过设计荷载,做好结构的日常检测和保养工作,若出现设计没有考虑的情况时,应及时进行检测和评估,做好修理工作。

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