第09章变形、裂缝宽度验算与耐久性设计–6学时03.pptVIP

第九章 裂缝宽度和变形的验算 9.4 混凝土结构的耐久性 是指结构在设计规定的使用年限内， 在正常维护下不需要进行大修和加固， 即能满足正常使用和安全功能要求的能力。 9.4.1 耐久性的概念与主要影响因素 1、概念 9.3 混凝土构件的截面延性 下学期介绍 第九章 裂缝宽度和变形的验算 2、主要影响因素 内部因素： 混凝土强度 密实性 水泥用量 水灰比 氯离子 碱含量 外加剂用量 保护层厚度等 外部因素：环境温度 环境湿度 CO2含量 侵蚀性介质等 是影响耐久性的最主要综合因素。 混凝土碳化 钢筋锈蚀 9.4.2 混凝土的碳化 （1）混凝土中碱性物质（Ca(OH)2）的作用：使混凝土内的钢筋表明形成氧化膜，它能有效地保护钢筋，防止钢筋锈蚀。 （2）混凝土碳化的概念：大气中的CO2与混凝土中的碱性物质发生反应，使混凝土的PH值降低，这就是混凝土的碳化。 （3）碳化引起的危害：当碳化达到钢筋表面时，将破坏钢筋表面的氧化膜，引起钢筋的锈蚀。 第九章 裂缝宽度和变形的验算 第九章 裂缝宽度和变形的验算 （b）材料因素 （a）环境因素 ▲CO2浓度：CO2浓度大，碳化反应快。 ▲环境湿度：相对湿度50%~70%时，碳化速度快。 ▲环境温度： 环境温度交替变化，碳化速度快， ▲水泥用量：水泥用量多，抗碳化性能高。 ▲水灰比：水灰比大，碳化速度快。 ▲保护层：保护层厚，碳化到钢筋表面的时间长。 （c）施工养护条件：混凝土的密实性。 （4）影响混凝土碳化的因素 第九章 裂缝宽度和变形的验算 （5）减小混凝土碳化的措施 （a）合理设计混凝土的配合比、 规定水泥用量的低限值、水灰比的高限值； （b）提高混凝土的密实性、抗渗性； （c）规定钢筋保护层的最小厚度； （d）采用水泥砂浆、涂料等覆盖面层； 1、钢筋锈蚀的充要条件 必要条件 —表面氧化膜破坏 充分条件 —含氧水分的侵入 9.4.3 钢筋锈蚀 第九章 裂缝宽度和变形的验算 2、钢筋锈蚀的电化学反应 钢筋表面的氧化膜被破坏后， 在有水份和氧气的条件下，就会发生电化学锈蚀。 4、钢筋锈蚀过程：先点后面 3、钢筋锈蚀的危害 锈蚀产生的铁锈（Fe(OH)3），体积膨胀2~6倍， 引起保护层被挤裂，促使锈蚀加快发展。 第九章 裂缝宽度和变形的验算 5、防止钢筋锈蚀的主要措施 （1）降低水灰比； 保证密实度、保护层厚度； 控制氯含量。 （2）采用覆盖层，防止CO2、O2、CL－侵入； （3）采用防腐钢筋或在钢筋表面涂抹防腐材料； （4）对钢筋采用阴极保护法。 第九章 裂缝宽度和变形的验算 9.4.4 耐久性设计 1、耐久性设计的目的和基本原则 在规定的使用年限内，在正常维护下，保持适于使用，满足既定功能的要求。 目的： 基本原则： 结构使用的环境类别 设计使用年限 进行设计 根据 2、混凝土结构使用的环境类别 第九章 裂缝宽度和变形的验算 ：见建工教材P322附表4-2 3、混凝土结构的设计使用年限 第九章 裂缝宽度和变形的验算 一般为50年，重要的可为100年。 （1）耐久性极限状态的三类定义 及其相应的设计使用年限“T” （a）不允许钢筋锈蚀，混凝土保护层完全碳化；T=t1 （b）允许钢筋锈蚀一定量值；T=t1 +t2 （c）承载力开始下降； T=t1 +t2 +t3 （2） t1 、t2 、t3的概念 t1 －保护层完全碳化，钢筋表面氧化膜被破坏所需的时间； t2 －氧化膜被破坏至钢筋锈蚀一定量所需的时间； t3 －（ t1 +t2 ）后至构件承载力开始下降所需的时间； 第九章 裂缝宽度和变形的验算 4、保证耐久性的措施 对一、二、三类环境中， 设计使用年限为50年的结构混凝土应符合下表规定 （1）结构设计的技术措施 （建工教材P242） 略 （2）对混凝土材料的要求 ：见建工教材P242表9-1 （3）施工要求 （a）混凝土的耐久性主要取决于混凝土的密实性。 （b）提高混凝土密实性的主要措施是减小水灰比 和保证水