1)混凝土预应力混凝土结构构件所用的混凝土，需满足下列要求：①强度高。因此，《混凝土结构设计规范》规定，预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C30。为了避免预应力混凝土构件发生脆性破坏，要求预应力钢筋在拉断前，具有一定的伸长率。我国目前用于预应力混凝土构件中的预应力钢材主要有钢绞线、钢丝、热处理钢筋三大类。钢绞线的极限抗拉强度标准值可达1860 N/mm2，在后张法预应力混凝土中采用较多。......
2023-09-19
影响混凝土结构耐久性的因素-混凝土结构设计计算
【摘要】：混凝土结构所处的环境、使用条件和防护措施是影响混凝土结构耐久性的外因。工业污染、酸雨、酸性土壤及地下水均有可能对混凝土构成酸性腐蚀。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果是造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值。在影响混凝土结构耐久性的诸多因素中，钢筋腐蚀的危害最大。
影响混凝土结构耐久性的因素十分复杂，主要取决于以下4个方面因素：
①混凝土材料的自身特性；
②混凝土结构的设计与施工质量；
③混凝土结构所处的环境；
④混凝土结构的使用条件与防护措施。
其中混凝土材料的自身特性和混凝土结构的设计与施工质量是决定混凝土结构耐久性的内因。混凝土是由水泥、水、粗细集料和某些外加剂，经搅拌、浇筑、振捣和养护硬化等过程而形成的人工复合材料，如水灰比(水胶比)、水泥品种和用量集料的种类与级配等都直接影响混凝土结构的耐久性。此外，混凝土的缺陷(如裂缝、气泡、孔穴)都会造成水分和侵蚀性物质渗入混凝土内部，与混凝土发生物理化学作用，影响混凝土结构的耐久性。
混凝土结构所处的环境、使用条件和防护措施是影响混凝土结构耐久性的外因。外界环境因素对混凝土结构的破坏是环境因素对混凝土结构化学作用的结果。环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏主要有以下5个方面：
(1)混凝土碳化
混凝土碳化是由于混凝土本身含有大量的毛细孔，空气中二氧化碳与混凝土内部的游离氢氧化钠反应生成碳酸钙，造成混凝土疏松、脱落。碳化使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。
(2)化学侵蚀
水可以渗入混凝土结构内部，当其中溶入有害化学物质时，即对混凝土的耐久性产生影响。各种有害介质中，其中酸性介质对水泥水化物的侵蚀作用最为明显。被酸性介质侵蚀过的混凝土呈黄色，水泥剥落、集料外露。工业污染、酸雨、酸性土壤及地下水均有可能对混凝土构成酸性腐蚀。
此外，浓碱溶液渗入混凝土结构后混凝土会发生胀裂和剥落；硫酸盐类溶液渗入后与水泥发生化学反应导致结构体积膨胀也会造成混凝土破坏。
(3)碱集料反应
碱集料反应(简称AAR)是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应，生成膨胀物质(或吸水膨胀物质)而引起混凝土产生内部自膨胀应力而开裂的现象。由于碱集料反应一般是在混凝土成型后的若干年后逐渐发生，其结果是造成混凝土耐久性下降，严重时还会使混凝土丧失使用价值。由于反应发生在整个混凝土结构中，反应造成的破坏既难以预防，又难于阻止，更不易修补和挽救，故被称为混凝土的“癌症”。
(4)冻融循环破坏
渗入混凝土结构内部的水在低温下结冰体积膨胀，从而破坏混凝土的微观结构，经多次冻融循环后，结构损伤积累最终导致混凝土剥落酥裂，强度降低。
(5)钢筋腐蚀
钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。混凝土中钢筋腐蚀的首要因素是混凝土的碳化与剥落；钢筋腐蚀的同时伴有体积膨胀，混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成混凝土与钢筋之间的黏结力减弱，钢筋截面面积减小，构件承载力降低、变形和裂缝扩展等一系列不良后果，并且随着时间推移，腐蚀会逐渐恶化，最终可能导致结构的完全破坏。
钢筋的腐蚀一般可分为电化学腐蚀、化学腐蚀和应力腐蚀3种。值得注意的是，几乎所有腐蚀都需要水作为介质。另一方面，几乎所有的侵蚀作用对混凝土结构的破坏，都会引起的混凝土膨胀、最终导致混凝土结构开裂，且混凝土结构开裂后，侵蚀速度将大大加快，混凝土结构的耐久性将进一步降低。在影响混凝土结构耐久性的诸多因素中，钢筋腐蚀的危害最大。钢筋腐蚀与混凝土的碳化、氯盐的侵蚀以及水分、氧气的存在等条件是分不开的。
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