【正文】 積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致 沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫 ，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“ 暴筋 ”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致 沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫 ，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“ 暴筋 ”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。 T0T1T2時(shí)間銹蝕量脫鈍縱向開(kāi)裂破壞面積減小 屈服強(qiáng)度降低 粘結(jié)力降低 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致 沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫 ，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“ 暴筋 ”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。 除增加混凝土的密實(shí)度和保護(hù)層厚度外，采用 涂面層 、 鋼筋阻銹劑 、 涂層鋼筋 等措施來(lái)防止鋼筋的銹蝕。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 二、結(jié)構(gòu)工作環(huán)境類別 ◆ 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)工作的 環(huán)境 有密切關(guān)系。 ◆ 同一結(jié)構(gòu)在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短。 ◆ 對(duì)于不同環(huán)境 ，可以采取不同措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)使用壽命。 ◆ 如在惡劣環(huán)境 ，一味增加混凝土保護(hù)層是不經(jīng)濟(jì)的，效果也不一定好?？稍跇?gòu)件表面采用防護(hù)涂層。 表 1 1 3 混凝土結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境類別環(huán)境類別 說(shuō) 明一 室內(nèi)正常環(huán)境；無(wú)侵蝕性介質(zhì)、無(wú)高溫高濕影響、不與土壤直接接觸的環(huán)境a 室內(nèi)潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；與無(wú)侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境二b 寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)的露天環(huán)境；與無(wú)侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境三 使用除冰鹽的環(huán)境；嚴(yán)寒寒冷地區(qū)的水位變動(dòng)區(qū)；濱海地區(qū)室外環(huán)境；四 海洋環(huán)境 （海水潮汐區(qū)；浪濺區(qū)；海水下環(huán)境）五 受人為和自然的化學(xué)侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設(shè)計(jì) ◆ 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性極限狀態(tài) ，是指經(jīng)過(guò)一定使用年限后，結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)某一部分達(dá)到或超過(guò)某種特定狀態(tài)，以致結(jié)構(gòu)不能滿足預(yù)定功能的要求。 ◆ 但經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修補(bǔ)、維修，費(fèi)用不大，可恢復(fù)使用要求的情況，可以認(rèn)為沒(méi)有達(dá)到耐久性極限狀態(tài)。 ◆ 只有當(dāng)嚴(yán)重超出正常維修費(fèi)允許范圍時(shí)，結(jié)構(gòu)的使用壽命才終止。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設(shè)計(jì) [1] 對(duì)于不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境，混凝土保護(hù)層完全碳化，即 鋼筋脫鈍的時(shí)間 T1。 不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境有：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；低溫環(huán)境；反復(fù)荷載作用；塑性鉸區(qū)；采用鋼絲作主要受力鋼筋的構(gòu)件；重要的、有紀(jì)念性的建筑物。 [2] 鋼筋銹蝕后截面損失率達(dá)到某一值 T2 ，如 1~5%，可依耐久性等級(jí)而定。 該極限狀態(tài)可為一般混凝土結(jié)構(gòu)采用，因?yàn)殇摻顝拿撯g到喪失承載力還有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，鋼筋截面損失 1~5%對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響還不是很嚴(yán)重。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 [3] 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠指標(biāo)降低到某一允許值 T3。 隨著時(shí)間的推移，因荷載的作用、環(huán)境變化引起的材料老化、損傷，結(jié)構(gòu)材料的性能逐漸下降，結(jié)構(gòu)可靠度隨時(shí)間逐漸降低，失效概率逐漸增大。 當(dāng)可靠指標(biāo)降低到不可接受的程度時(shí)，則認(rèn)為達(dá)到了耐久性極限狀態(tài)。 但結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)維修，其可靠度將提高。 [4] 徐變位移達(dá)到某一限值 。 徐變是混凝土的一項(xiàng)性質(zhì)，有些結(jié)構(gòu)甚至是重大結(jié)構(gòu)因徐變過(guò)大而發(fā)生破壞，這也可認(rèn)為是一種耐久性破壞。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 ◆ 對(duì)結(jié)構(gòu)壽命的計(jì)算還是一個(gè)很困難的問(wèn)題，目前主要對(duì)基于混凝土碳化和鋼筋銹蝕所需要時(shí)間的計(jì)算。 ◆ T1為混凝土保護(hù)層完全碳化所需要的時(shí)間， 若不容許鋼筋銹蝕 ，則 T1即為結(jié)構(gòu)壽命 ； ◆ 若允許鋼筋有一定量的銹蝕 ，則可取開(kāi)始出現(xiàn)沿鋼筋產(chǎn)生縱向裂縫的時(shí)間 T1+T2作為結(jié)構(gòu)壽命 ； ◆ 若允許結(jié)構(gòu)承載力開(kāi)始下降 ， 則可取結(jié)構(gòu)壽命 T1+T2+T3。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 四、保證耐久性的措施 [1] 最小保護(hù)層厚度 ： ◆ 為保證耐久性和鋼筋的粘結(jié)力，對(duì)一、二、三類環(huán)境一般建筑結(jié)構(gòu)（設(shè)計(jì)工作壽命 50年）， 《 規(guī)范 》 規(guī)定了最小混凝土保護(hù)層厚度。 ◆ 對(duì)四、五類環(huán)境種的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)按專門規(guī)定考慮。 ◆ 當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作壽命有更高要求時(shí)（ 100年），混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)將表 51的數(shù)值乘以 ，定期維修等措施。 [2] 混凝土的要求 ： ◆ 耐久性的另一個(gè)重要方面是 混凝土密實(shí)性 ，因?yàn)槊軐?shí)性好對(duì)延緩混凝土的碳化和鋼筋銹蝕有很大作用。 ◆ 提高混凝土密實(shí)性主要是減小水灰比和保證水泥用量。 ◆ 若混凝土種氯離子含量過(guò)大，則會(huì)對(duì)鋼筋銹蝕有惡劣影響。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 表 1 1 4 結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求環(huán)境類別水灰比不大于水泥用量不少于( k g /m3)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不小于氯離子含量不大于一 0 .6 5 200 C1 5 1 .0 0 %a 0 .6 0 225 C2 0 0 .3 0 %二b 0 .5 5 250 C2 5 0 .3 0 %三 0 .5 0 275 C3 0 0 .1 5 %注： 1 、氯離子含量按水泥總重量的百分率計(jì)算；2 、 預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的混凝土中的氯離子含量不得超過(guò) 0. 06 % ；3 、 當(dāng)混凝土中加入摻合料時(shí)，可酌情降低水泥用量；處于二類環(huán)境中的基礎(chǔ)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)可采用 C 2 0 ，但保護(hù)層厚度應(yīng)符合 《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。表 1 15 混凝土中的堿含量限值 （ k g /m3）環(huán)境類別 一般結(jié)構(gòu) 重要結(jié)構(gòu) 特殊結(jié)構(gòu)一 二、三用非活性骨料注： 1 、當(dāng)混凝土中加入礦渣、粉煤灰等活性摻合料且有可靠根據(jù)時(shí)，可放寬堿含量的限值；2 、當(dāng)沒(méi)有活性骨料 時(shí)，可不考慮堿含量。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 [3] 裂縫控制 ：裂縫的出現(xiàn)加快了混凝土的碳化，也是使鋼筋開(kāi)始銹蝕的主要條件。為保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，必須對(duì)裂縫進(jìn)行控制。 《 規(guī)范 》 根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件所處環(huán)境類別，鋼筋種類對(duì)腐蝕的敏感性，以及荷載作用時(shí)間，將裂縫控制分為三個(gè)等級(jí)： 一級(jí)： 嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 ；按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)產(chǎn)生拉應(yīng)力。 二級(jí)： 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 ；按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不應(yīng)大于混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；而按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算時(shí)，構(gòu)件受拉邊緣混凝土不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力，有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)可適當(dāng)放松； 三級(jí)： 允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件 ；按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長(zhǎng)期作用影響計(jì)算時(shí)，構(gòu)件的最大裂縫寬度應(yīng)滿足表 116規(guī)定的限值。 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性 表 1 1 6 裂縫控制等級(jí)與裂縫寬度限值鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別 裂縫控制等級(jí) 最大裂縫寬度限值 裂縫控制等級(jí) 最大裂縫寬度限值一 三 0 .3 三 0 .2二 三 0 .2 二 ——三 三 0 .2 一 ——[4] 其他措施 ◆ 對(duì)于結(jié)構(gòu)中使用環(huán)境較差的構(gòu)件， 宜設(shè)計(jì)成可更換或易更換的構(gòu)件。 ◆ 對(duì)于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，宜采用帶肋 環(huán)氧涂層鋼筋 ，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)有防護(hù)措施。 ◆ 采用有利提高耐久性的 高強(qiáng)混凝土 。