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钢筋混凝土读书报告 土木工程学院 06防灾减灾及防护工程 张士金 摘要：本文讨论了混凝土结构耐久性，影响混凝土结构耐久性的主要机理；同时,从材料、构件和结构三个层次分析和综述了混凝土结构耐久性的研究现状。除此之外，本人根据对钢筋混凝土第十二章讲稿及理解，计算了习题12.1。 关键词：混凝土结构，钢筋，混凝土，耐久性， 过去，由于对混凝土结构耐久性的认识不全面、研究不充分，在设计时因建筑物选址不当，或当构造措施不力，或施工质量欠佳等问题，当结构建成后、在使用年限到达之前，甚至建成不久后就发现结构性能劣化，有明显的宏观破损现象，无法继续使用，即耐久性失效。对这些结构进行检测、维修和加固将消耗大量经费和物资，其中有些甚至不值得修复而废弃，造成极大浪费。 自从硅酸盐水泥问世以来，混凝土已成为当今最广泛使用的建筑结构材料。然而，由于混凝土结构材料自身和使用环境的特点，混凝土结构存在着严重的耐久性问题。由于对耐久性认识不足，我国的很多混凝土结构在使用不到 20～30 年，就出现了耐久性破坏，有的甚至不到 5 年就需要大修。另外，从环境保护、可持续发展以及与国际接轨等角度来看，提高混凝土结构的耐久性同样具有非常重要的意义和迫切性。 1 影响混凝土结构耐久性的主要因素分析 1.1 内部因素 （1） 混凝土的强度等级。即强度等级越高，其耐久性越好。 （2）渗透性。渗透性好，耐久性差。 （3）保护层厚度。 （4）水泥品种、强度等级和用量多少。 （5）外加剂用量。 1.2 外部因素 主要有环境温度、湿度以及 CO2 的含量。内部因素的完善性强度和外部因素综合作用的结果决定了混凝土耐久性的优劣。因此，混凝土的结构缺陷常常是由设计不同，施工不良和使用维修不当而引起的。 2 影响混凝土耐久性的常见现象 2.1 混凝土的碱集料反应 碱集料反应是指混凝土集料中某些活动矿物与混凝土微孔中的碱性溶液产生化学反应，碱集料反应产生碱——硅酸盐凝胶，它吸水后膨胀，体积可增大 3～4倍，从而使混凝土剥落、开裂、强度降低，导致了混凝土的破坏，碱集料反应进展缓慢，要多年时间才能造成破坏。因此，引起碱集料反应的 3 个条件是： （1）混凝土凝胶中有碱性物质。碱性物质主要来自于水泥，当水泥中含碱量 （Na2O、K2O） 大于 0.6%时很快析出到水溶液中，遇到活性骨料便产生反应。 （2）骨料中有活性物质。如蛋白石、黑硅石、燧石、玻璃质火山石、安山石等都含 SiO2 的骨料。 （3）水分。碱集料反应的充分条件是有水分，在干燥状态下则很难发生碱集料反应。 2.2 混凝土的冻融破坏 混凝土水化硬结后内部产生诸多毛细孔。而实际在浇注混凝土时，为了得到必要的和易性，添加的水量往往会比水泥水化所需要的水要多。而这部分多余的水以游离水的形式滞留于混凝土毛细孔中，遇到低温时就会结冰，结冰时体积膨胀约增加 9%，从而引起混凝土内部结构的破坏。经多次反复，当损伤积累到一定程度时就引起了结构破坏。 2.3 侵蚀性介质的腐蚀 化学介质对混凝土的侵蚀主要在石油化工、化学、冶金及港湾建筑中。有些混凝土受化学介质的侵入，造成混凝土的一些成分被溶解、流失。从而引起混凝土裂缝、孔隙、松散破碎；有些化学介质侵入后与混凝土中的一些成分反应，生成物体积膨胀，也会造成混凝土结构破坏。 2.4 机械磨损 机械磨损主要使指用于工业地面、公路路面、桥面、飞机跑道等，采用耐磨的地面及掺有钢纤维的路面，可以增加耐磨性。 2.5 混凝土的碳化 混凝土的碳化是混凝土中成分为主要是 Ca（OH）2 与渗透进混凝土中的二氧化碳和其他酸性气体的二氧化硫、硫化氢等发生化学反应的一个过程。实质上是混凝土的中性化。由于降低了混凝土的碱度，破坏钢筋表面的钝化模而使钢筋产生锈蚀；同时，由于碳化会加剧混凝土的收缩，也会导致混凝土的开裂。 2.6 钢筋锈蚀 钢筋锈蚀发生锈胀，会使混凝土保护层脱落；钢筋锈蚀也会导致钢筋有效面积减小，破坏钢筋与混凝土的粘结，使结构承载力下降甚至造成结构破坏。 3 施工控制方法 3.1 结构设计 3.1.1 结构选型及布置 混凝土结构设计应充分考虑结构的形状、接缝、排水等。由于环境中侵蚀介质在构件棱角或突出部分可以同时从多面侵入混凝土，而凹入部分又易积存侵蚀介质，因此从提高耐久性角度出发，混凝土构件选型应力戒单薄、复杂和多棱角。在满足使用功能的前提下，结构布置力求简单、规整。仔细处理接缝和排水，因为这些地方处理不好，其往往成为侵蚀介质入侵的通道。避免侵蚀介质、粉尘等的积聚，减轻侵蚀，便于表面防护处理和维护。对于在较差环境中使用的构件，宜设计成可更换或易更换的构件。 3.1.2 裂缝控制 裂缝会降低混凝土的抗渗性，故应严加控制。对于不可控制裂缝 (如混凝土收缩，过载等造成的裂缝)，应针对成