预应力混凝土耐久性的影响因素及优化措施尹开禧--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

预应力混凝土耐久性的影响因素及优化措施尹开禧

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：尹开禧

[导读] 摘要：预应力混凝土结构具有很大的优越性，现已在土木、建筑、水利和交通领域得到了广泛应用。

        海南澄迈 571924
        摘要：预应力混凝土结构具有很大的优越性，现已在土木、建筑、水利和交通领域得到了广泛应用。但是，预应力混凝土结构在长期的侵蚀环境中，结构功能会不断衰退，甚至被破坏，影响着预应力混凝土结构的使用年限。在混凝土结构设计过程中，相关部门需要分析强度、刚度和抗震性能等设计指标，并注重混凝土结构的使用年限，提高预应力混凝土的耐久性，为建筑工程项目建设的有效实施提供支持。本文对预应力混凝土耐久性的影响因素及优化措施进行探讨。
        关键词：预应力混凝土；耐久性；影响因素；优化措施
        1 预应力混凝土桥梁耐久性的相关内容
        预应力混凝土桥梁耐久性指的是预应力混凝土桥梁在预应力状态下，有效地抵抗外界环境的影响，并在内部物理、化学的作用下，确保预应力混凝土结构外观满足相关规范要求，确保预应力混凝土使用性能不变。与其他普通混凝土桥梁结构相比，预应力混凝土桥梁具有预加应力作用，能够有效地减少桥梁自身混凝土裂缝问题的出现，并有效地抵抗外界环境为预应力桥梁带来的侵蚀。但是，在预应力混凝土桥梁材料老化、重载和超载情况下，高强度预应力钢筋性能会有所下降，甚至出现突发脆性破坏，这就需要相关部门加强预应力混凝土耐久性研究力度，深入分析预应力混凝土耐久性的影响因素，延长预应力混凝土结构的使用年限。
        2 预应力混凝土耐久性的影响因素
        2.1 混凝土碳化
        混凝土碳化是指二氧化碳在空气中进入混凝土的孔隙、毛细孔，并溶解在孔隙中的液体，在水泥水化产物氢氧化钙、硅酸钙等物质的作用下形成的碳酸钙。碳化自身不会危害混凝土，会提高混凝土的密实度和强度，但会受混凝土碱性下降的影响，在高碱环境中破坏钢筋保护的致密氧化膜，这样影响混凝土对钢筋的保护，进而破坏钢筋。另外，碳化混凝土会加剧收缩变形，出现裂缝问题，影响黏结力，严重的还会剥落钢筋保护层。
        2.2 氯离子的侵蚀
        氯离子侵蚀是指在外界环境的影响下，氯离子对硬化混凝土的侵蚀。氯离子具有半径小、渗透力强、易吸附在钢阳极钝化膜中的特点。钢筋表面氯离子的不均匀性会引起钢筋锈蚀，严重影响预应力混凝土结构。
        2.3 碱集料反应
        为了提高混凝土结构的耐久性，相关部门需要注重碱集料反应的影响，一般混凝土碱和活性骨料会发生反应，生产碱硅胶、黏土质集料等物质，这些物质会吸收微孔水分，出现体积膨胀问题，在周围水泥浆硬化作用下会产生膨胀压力。在膨胀压力达到水泥浆抗拉强度的情况下，会出现混凝土开裂问题，这种反应的危害很大，为了有效地改善这一情况，技术人员需要提高混凝土结构的耐久性，及时消除稳定性低的成分。
        2.4 氯化侵蚀破坏
        通常情况下，氯化侵蚀破坏在外部含有大量氯离子的环境中，以及使用含氯原子的混凝土外加剂，氯离子进入混凝土内部的方式主要是侵入、扩散，逐步进入材料内部对钢筋造成腐蚀，进而破坏预应力混凝土结构。氯化侵蚀破坏主要由3个层次，分别是：（1）破坏钢筋表面形成的保护膜，即钝化膜；（2）形成腐蚀电池环境，提高钢筋腐蚀速度，出现钢筋锈蚀问题；（3）去极化作用会锈蚀钢筋。
        3 预应力混凝土耐久性的优化措施
        3.1 确保混凝土保护层厚度
        混凝土碳化是造成钢筋锈蚀的主要原因，在保护层混凝土碳化，钢筋表层钝化膜会被破坏，这样就会锈蚀钢筋。为了有效地解决这一问题，技术人员需要加大钢筋混凝土保护层厚度，并对其进行严格控制，不断提高预应力混凝土结构的耐久性。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3.2 合理地选择水泥品种和粗细骨料
        在选择水泥品种的过程中，相关人员需要做好分析和评估工作，如碱含量高的水泥会减缓碳化，矿渣水泥、火山灰水泥的抗化学侵蚀能力很强，但抗冻性、抗碳化能力相对较差，这就需要选择低碱度、低水化热、低需水量、强度高及与外加剂适应性能好的水泥。另外，骨料需要颗粒清洁、杂质少，并保证骨料级配的合理性，降低空隙率，在满足施工性能和密实性的基础上，减少水泥用量，必要条件下选择连续级配的粗骨料，在采用单粒级的过程中，需要适当增加砂率。
        3.3 合理设计配合比
        在配合比设计过程中，技术人员需要遵循最小水泥用量、最大水灰比的原则，合理地控制混凝土水灰比，避免混凝土拌合物硬化后因水溢出形成孔隙，减少冻融作用对预应力混凝土结构表面的美观性造成破坏。其中，最小水泥用量主要是确保混凝土的密实性，必须要具备足够水泥浆填充集料空隙，将骨料进行黏结，形成一个整体，但过大水泥用量会导致构件产生收缩和徐变，进而出现裂缝问题。另外，在设计配合比的过程中，相关人员需要合理地选择水泥标号，在满足强度要求的基础上，从耐久性和经济性角度优化选择水泥标号。并且，掺入优质的掺合料也会提高混凝土的耐久性，如磨细的矿渣、粉煤灰和硅灰等，这些都可以减少混凝土空隙，提高混凝土的密实度。
        3.4 添加矿物外加剂
        在施工现场，混凝土配合比中添加一定比例的矿物质外加剂，会导致胶凝结构出现变化，如硅灰、磨细矿渣都是常用的矿物质外加剂，在与水泥物质水化后，混凝土胶凝结构会发生变化，增强了水泥硬度，添加矿物质外加剂的水泥会使混凝土毛细空隙被填充，进而提高混凝土结构的强度和承载力，使得钢筋和混凝土缝隙有所减少，进而提高钢筋吸附保护能力。因此，在实际施工中，技术人员需要根据施工环境、建筑特点，合理地添加矿物外加剂，提高预应力混凝土结构的耐久性。
        3.5 加强钢筋施工的质量控制
        施工单位通常在施工过程中重点关注钢筋的型号和数量来确保施工的质量是否过关，对于生活中的一些细节问题，往往选择性忽视。例如：一些柱底或墙体的纵向钢筋在浇筑后可能出现位移的情况，且大多数的施工单位往往在保证主体的位置不变情况下，对于一些保护层的施工，重视程度不够，所以造成混凝土的施工效果达不到理想的标准，一旦表面出现干裂，会使钢筋直接暴露在空气或雨水当中，形成氧化腐蚀。所以在上述的施工过程中应该加强对施工细节问题的关注程度，对于现场施工的各项工序以及钢筋的位置，应该严格按照设计的标准进行，并对施工场地的各项工序和位置是否过关作为重点的检查环节。通常情况下，钢筋保护层的检查主要分为如下两个步骤：首先，应该检查钢筋保护层的厚度是否合格；其次，检查一些特殊位置是否按照设计进行操作。
        3.6 做好振捣和养护工作
        在浇筑混凝土的过程中，相关技术人员需要充分振捣密实，并对混凝土表面进行抹光压平处理，提高混凝土密实性。钢筋在预应力混凝土结构中使用比较多，预应力筋、非预应力筋、箍筋排列比较密切，不易振捣密实，在必要情况下可以采用自密实混凝土，提高浇筑质量。另外，施工企业需要做好混凝土养护工作，尤其是早期养护，降低混凝土收缩率、孔隙率，确保混凝土的养护期。
        结束语：
        综上所述，为了提高预应力混凝土结构的耐久性，相关人员需要根据所处环境预留足够的保护层厚度，严格控制最大水灰比、最小水泥用量，认真选择材料和外加剂，避免影响结构的耐久性。除此之外，相关部门需要适当延长预应力混凝土结构的养护期，确保水泥充分水化，并做好预应力筋防腐工作，进一步提高工程项目建设的整体质量。
        参考文献：
        [1]汪荣津. 预应力混凝土结构质量问题的系统分析[J].建筑技术开发，2017，44.
        [2]董圆梦. 基于耐久性的预应力混凝土结构研究[J].企业技术开发，2016，35.
        [3]李宗伟. 李晓明. 预应力混凝土桥梁耐久性的影响因素及改善措施[J].安徽建筑，2012，19.
        作者简介：
        尹开禧，1993年5月出生，广西浦北县，研究方向：无机非金属材料工程混凝土，职称：助理工程师。