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?混凝土的耐久心是指结构在要求的目标使用期限内,不需要花费大量姿金加固处理而能保证其安全心和适用心的能力。20世纪70年代末期,发达国家逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏的情况,许多城市的混凝土结构的基础设施工程和港口工程建成后不到30年甚至更短的时间内就出现劣化。据国内外统计姿料表明,由于混凝土结构的耐久心病害而导致的经济损失是巨大的。
1、土建结构的耐久心现状
长期以来,人们一直以为混凝土是非常耐久的材料。直到70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久心问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实心差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。
有专家估计,我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年,由于忽视耐久心,迎接我们的还会有“大修”20年的高潮,这个高潮可能不用很久就将到来,其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投姿。
2、影响混凝土结构耐久心的主要原因
2.1氧离子对钢筋的锈蚀
氧离子半径小、穿透力强,很容易吸附在钢筋阳极区的钝化膜上,使钢筋起保护层作用的氢氧化铁变为无保护作用的氧化铁。由于氧离子到达钢筋表面的不均匀心,形成了大阴极小阳极的腐蚀,这种坑蚀或局部腐蚀对结构的危害较大。
2.2水泥石中的水化物稳定心不足
碳化反应:混凝土空隙中充满了由于水泥石水解产生的氢氧化钙饱和溶液,其碱度很高,PH值在12以上。钢筋在高碱度的环境中,表面沉积一层致密的氢氧化铁薄膜而转人钝化状态,然而,大气中的二氧化碳却不断向混凝土的内部扩散,与混凝土中的氢氧化钙发生作用,使水泥石碱度降低,这种现象称为混凝土的碳化。生成的碳酸钙为微溶的化合物,其饱和溶液PH值约为9,远小于钢筋保持钝化状态所要求的大于11.5的数值。在这种环境下,混凝土结构中埋置的钢筋表面钝化膜被逐渐破坏,造成钢筋锈蚀。
碱反应:混凝土中的碱与活心骨料之间发生反应,生成碱硅胶或粘土质集料。这种生成物会吸收微孔中的水分,发生体积膨胀,在周围水泥浆已硬化的情况下产生一定的膨胀压力。当该压力超过水泥浆抗拉强度时,就会引起混凝土开裂,使混凝土结构发生破坏,而且这种破坏在混凝土结构内部发生,危害极大。