作为土建工程施工过程中常用的建筑材料,钢筋混凝土本身有着用途较广的特点,但是,实际应用钢筋混凝土材料时,发现进入维修期之后,其所需的维修费用较高,基于此,必须要不断延长钢筋混凝土的耐久性能,优化钢筋混凝土材料的结构,以期能够最大程度上降低其的维修成本,进一步促进土木工程行业发展。
1钢筋混凝土材料
钢筋混凝土工程上常被简称为钢筋砼,是指通过在混凝土中加入钢筋网,钢板或纤维而构成的一种组合材料与之共同工作来改善混凝土力学性质的一种组合材料。为加劲混凝土最常见的一种形式。混凝土是水泥与骨料的混合物。当加入一定量水分的时候,水泥水化形成微观不透明晶格结构从而包裹和结合骨料成为整体结构。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度。但是混凝土的抗拉强度较低,通常只有抗压强度的十分之一左右,任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离从而导致结构的破坏。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求,故未加钢筋的混凝土极少被单独使用于工程。
2影响钢筋混凝土耐久性的因素
2.1冻融破坏
就钢筋混凝土投入使用后的实际状况进行分析,发现冻融对钢筋混凝土结构造成的破坏较大,甚至严重的情况下还会降低其的耐久性,降低工程本身的安全性。除此之外,当钢筋混凝土处于冰点以下环境状态时,混凝土内部空隙中的水分会出现结冰的现象,这个过程中钢筋混凝土的体积或出现膨胀现象,并且随着其使用时间的延长,这些过冷水还会出现迁移状况,增加钢筋混凝土内部的压力,当这种压力超过一定限度之后,混凝土内部的结构会遭到较为严重的破坏。同时,部分出现冻融现象的钢筋混凝土还会出现表面严重脱落的现象,导致其内部的石子等出现裸露现象,导致其的强度和耐久性受到较大影响。
2.2碱集料反应
碱集料反应主要是指碱骨料与活性二氧化硅之间产生化学反应,实际进行钢筋混凝土浇筑施工时,施工单位需要在骨料表面位置浇筑碱-硅凝胶,一旦凝胶出现吸水现象之后,混凝土就会出现严重膨胀现象,使得混凝土结构性能出现严重下降状况。选择碱集料时,尽量选择活性较高的集料,要求施工单位要严格控制碱本身的使用量,将其运用于混合料内部,以提升钢筋混凝土的整体性能。
2.3钢筋锈蚀
钢筋混凝土投入使用过程中钢筋较为容易出现锈蚀现象,究其原因,发现已经硬化的混凝土内部存在很多空隙,一旦饱和液体充满这些空隙,那么钢筋就会受到碱性介质的影响,导致钢筋表面形成一种钝化薄膜,这种薄膜本身有着难以溶解的特点,能够有效降低钢筋出现锈蚀等一系列现象的概率。但是,实际应用钢筋混凝土时,发现钢筋混凝土较为容易受到周围因素影响,比如:土壤、大气、地下水等相关因素,钢筋出现锈蚀现象之后,混凝土本身的碱性就会出现严重降低的状况,导致钢筋表面的钝化膜受到较大影响,最终致使钢筋出现锈蚀现象。
3提升钢筋混凝土本身耐久性的措施
3.1选择最佳的原材料
要想保证钢筋混凝土本身的耐久性,就要选择最佳的原材料,重点选择水泥等相关材料,选择水泥材料时,要求施工单位要优先选择水化热低、碱含量较小的钢筋混凝土材料,并根据钢筋混凝土施工要求选择相应规格的原材料。同时,施工单位还要认识到影响钢筋混凝土性能和强度的唯一指标并不是水泥强度,基于此,要求选择水泥强度过程中,必须要充分考虑工程本身施工要求等相关因素,做好原材料质量检验工作,以提升钢筋混凝土本身的耐久性。
3.2重视钢筋混凝土设计工作
实际设计钢筋混凝土时,设计人员要充分考虑到其的耐久性要求,据此设计钢筋混凝土本身的强度,要求严格控制用水量和水泥用量,最大程度上降低水泥出现水化热的概率,避免水泥投入使用后出现收缩裂缝的概率,不断增强水泥本身的密实度,重点改善水泥本身的结构,将混合料加入其中,达到提升混凝土本身耐久性的目的。除此之外,设计人员还要依据环境设计要求严格控制混凝土保护膜的厚度,最大程度上降低周围因素对混凝土性能造成的影响,重点控制混凝土裂缝的开裂宽度,避免钢筋出现锈蚀现象。
3.3加强施工管理
严格控制施工配合比,搅拌必须均匀,振捣必须到位,要严格遵守养护制度,可以用表面养护剂来改善养护条件,提高保水性,加速表面硬化。混凝土构件的侵蚀病害都是从表面开始的,在混凝土终凝前做好原浆抹面压光,增强表面密实度,也可采用表面浸渍和表面涂覆的手段来降低混凝土表面渗透性。混凝土的耐久性问题是一个综合性问题,涉及环境、材料、设计和施工等诸多因素,只有正确地进行结构设计,合理地选择材料,严格地控制施工质量以及在其使用阶段实行必要的管理和维护,才能保证混凝土结构的耐久性。
4混凝土耐久性研究的发展趋势
随着技术的发展,人们对混凝土耐久性的研究越来越有针对性。针对传统混凝土结构及构件钢筋保护层混凝土寿命较低,耐久性不良的现状,通过对普通混凝土细观层次上(50~100m)的浆一骨界面过渡区进行优化或改善,以耐久性设计为主要目标,设计制备出内部细观界面大幅度优化的高致密保护层混凝土(High—denseconcretecover,简称HDc),并针对其抗渗性、抗钢筋锈蚀、抗酸性气体腐蚀以及抗冻性等耐久性能展开系统的试验研究。结果表明,所制备的HDC抗渗性优良,评价结果为渗透性“非常低”;HDC抗钢筋锈蚀性能相比普通混凝土保护层得到大幅度增强;在CO2、SO2加速侵蚀条件下,HDC90d中性化深度不足1mm;而HDC冻融后外观形貌、质量损失以及相对动弹性模量等表征抗冻性能的关键指标均明显优于普通混凝土。同时SEM微观试验结果表明,HDC浆一骨界面过渡区尺寸得到有效降低,增加了混凝土微结构密实度。说明HDC特殊的制备技术及其材料本征特性能有效提升了材料的综合性能,从而延长结构的服役寿命。
5总结
为了更好地满足人们对钢筋混凝土材料性能的需求,要求施工单位要详细了解影响钢筋混凝土耐久性能的因素,主要包括冻融破坏、碱集料反应、钢筋锈蚀、侵蚀性介质等,不仅会降低混凝土的性能,还会缩短其的使用时间,基于此,要求施工单位要重视原材料选择工作,明确耐久性设计要求,不断提高钢筋混凝土本身的密实性,以期能够有效降低钢筋出现锈蚀等现象的概率,降低其的后期维护成本。
参考文献
[1]曾梦炜,汤敏捷.钢筋混凝土结构耐久性的研究现状[J].价值工程,2011(12):154-154.
[2]范宏伟.钢筋混凝土结构耐久性的研究[J].有色金属文摘,2018,033(003):140-141.
[3]陈安文.论钢筋混凝土结构耐久性设计[J].中国房地产业,2017,000(010):154.
[4]徐巧云,史艳胜.钢筋混凝土结构耐久性的发展与研究[J].文摘版:工程技术(建筑),2016(5):289-289.