【正文】 積減小。嚴重銹蝕時，會導致 沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫 ，甚至導致混凝土保護層脫落，習稱“ 暴筋 ”，從而導致截面承載力下降，直至最終引起結構破壞。 混凝土結構的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結構損傷過程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個別點的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴重銹蝕時，會導致 沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫 ，甚至導致混凝土保護層脫落，習稱“ 暴筋 ”，從而導致截面承載力下降，直至最終引起結構破壞。 T0T1T2時間銹蝕量脫鈍縱向開裂破壞面積減小 屈服強度降低 粘結力降低 混凝土結構的耐久性 鋼筋銹蝕引起混凝土結構損傷過程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個別點的“ 坑蝕 ”，繼而逐漸形成“ 環(huán)蝕 ”，同時向裂縫兩邊擴展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴重銹蝕時，會導致 沿鋼筋長度出現(xiàn)縱向裂縫 ，甚至導致混凝土保護層脫落，習稱“ 暴筋 ”，從而導致截面承載力下降，直至最終引起結構破壞。 除增加混凝土的密實度和保護層厚度外，采用 涂面層 、 鋼筋阻銹劑 、 涂層鋼筋 等措施來防止鋼筋的銹蝕。 混凝土結構的耐久性 二、結構工作環(huán)境類別 ◆ 混凝土結構的耐久性與結構工作的 環(huán)境 有密切關系。 ◆ 同一結構在強腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短。 ◆ 對于不同環(huán)境 ，可以采取不同措施來保證結構使用壽命。 ◆ 如在惡劣環(huán)境 ，一味增加混凝土保護層是不經(jīng)濟的，效果也不一定好?？稍跇嫾砻娌捎梅雷o涂層。 表 1 1 3 混凝土結構的使用環(huán)境類別環(huán)境類別 說 明一 室內正常環(huán)境；無侵蝕性介質、無高溫高濕影響、不與土壤直接接觸的環(huán)境a 室內潮濕環(huán)境；露天環(huán)境；與無侵蝕性水及土壤直接接觸的環(huán)境二b 寒冷及嚴寒地區(qū)的露天環(huán)境；與無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；嚴寒寒冷地區(qū)的水位變動區(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侵蝕性物質影響的環(huán)境 混凝土結構的耐久性 三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設計 ◆ 混凝土結構的耐久性極限狀態(tài) ，是指經(jīng)過一定使用年限后，結構或結構某一部分達到或超過某種特定狀態(tài)，以致結構不能滿足預定功能的要求。 ◆ 但經(jīng)過簡單修補、維修，費用不大，可恢復使用要求的情況，可以認為沒有達到耐久性極限狀態(tài)。 ◆ 只有當嚴重超出正常維修費允許范圍時，結構的使用壽命才終止。 混凝土結構的耐久性 三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設計 [1] 對于不允許鋼筋銹蝕的構件和環(huán)境，混凝土保護層完全碳化，即 鋼筋脫鈍的時間 T1。 不允許鋼筋銹蝕的構件和環(huán)境有：預應力混凝土構件；低溫環(huán)境；反復荷載作用；塑性鉸區(qū)；采用鋼絲作主要受力鋼筋的構件；重要的、有紀念性的建筑物。 [2] 鋼筋銹蝕后截面損失率達到某一值 T2 ，如 1~5%，可依耐久性等級而定。 該極限狀態(tài)可為一般混凝土結構采用，因為鋼筋從脫鈍到喪失承載力還有相當長的時間，鋼筋截面損失 1~5%對結構承載力的影響還不是很嚴重。 混凝土結構的耐久性 [3] 結構或構件的可靠指標降低到某一允許值 T3。 隨著時間的推移，因荷載的作用、環(huán)境變化引起的材料老化、損傷，結構材料的性能逐漸下降，結構可靠度隨時間逐漸降低，失效概率逐漸增大。 當可靠指標降低到不可接受的程度時，則認為達到了耐久性極限狀態(tài)。 但結構經(jīng)過維修，其可靠度將提高。 [4] 徐變位移達到某一限值 。 徐變是混凝土的一項性質，有些結構甚至是重大結構因徐變過大而發(fā)生破壞，這也可認為是一種耐久性破壞。 混凝土結構的耐久性 ◆ 對結構壽命的計算還是一個很困難的問題，目前主要對基于混凝土碳化和鋼筋銹蝕所需要時間的計算。 ◆ T1為混凝土保護層完全碳化所需要的時間， 若不容許鋼筋銹蝕 ，則 T1即為結構壽命 ； ◆ 若允許鋼筋有一定量的銹蝕 ，則可取開始出現(xiàn)沿鋼筋產(chǎn)生縱向裂縫的時間 T1+T2作為結構壽命 ； ◆ 若允許結構承載力開始下降 ， 則可取結構壽命 T1+T2+T3。 混凝土結構的耐久性 四、保證耐久性的措施 [1] 最小保護層厚度 ： ◆ 為保證耐久性和鋼筋的粘結力，對一、二、三類環(huán)境一般建筑結構（設計工作壽命 50年）， 《 規(guī)范 》 規(guī)定了最小混凝土保護層厚度。 ◆ 對四、五類環(huán)境種的建筑結構，應按專門規(guī)定考慮。 ◆ 當對結構設計工作壽命有更高要求時（ 100年），混凝土保護層厚度應將表 51的數(shù)值乘以 ，定期維修等措施。 [2] 混凝土的要求 ： ◆ 耐久性的另一個重要方面是 混凝土密實性 ，因為密實性好對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大，則會對鋼筋銹蝕有惡劣影響。 混凝土結構的耐久性 表 1 1 4 結構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)混凝土強度等級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算；2 、 預應力構件的混凝土中的氯離子含量不得超過 0. 06 % ；3 、 當混凝土中加入摻合料時，可酌情降低水泥用量；處于二類環(huán)境中的基礎，混凝土強度等級可采用 C 2 0 ，但保護層厚度應符合 《地基基礎設計規(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 一般結構 重要結構 特殊結構一 二、三用非活性骨料注： 1 、當混凝土中加入礦渣、粉煤灰等活性摻合料且有可靠根據(jù)時，可放寬堿含量的限值；2 、當沒有活性骨料 時，可不考慮堿含量。 混凝土結構的耐久性 [3] 裂縫控制 ：裂縫的出現(xiàn)加快了混凝土的碳化，也是使鋼筋開始銹蝕的主要條件。為保證混凝土結構的耐久性，必須對裂縫進行控制。 《 規(guī)范 》 根據(jù)結構構件所處環(huán)境類別，鋼筋種類對腐蝕的敏感性，以及荷載作用時間，將裂縫控制分為三個等級： 一級： 嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構件 ；按荷載標準組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不應產(chǎn)生拉應力。 二級： 一般要求不出現(xiàn)裂縫的構件 ；按荷載標準組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不應大于混凝土抗拉強度標準值；而按荷載準永久組合計算時，構件受拉邊緣混凝土不宜出現(xiàn)拉應力，有可靠經(jīng)驗時可適當放松； 三級： 允許出現(xiàn)裂縫的構件 ；按荷載標準組合并考慮長期作用影響計算時，構件的最大裂縫寬度應滿足表 116規(guī)定的限值。 混凝土結構的耐久性 表 1 1 6 裂縫控制等級與裂縫寬度限值鋼筋混凝土結構 預應力混凝土結構環(huán)境類別 裂縫控制等級 最大裂縫寬度限值 裂縫控制等級 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 ◆ 對于結構中使用環(huán)境較差的構件， 宜設計成可更換或易更換的構件。 ◆ 對于暴露在侵蝕性環(huán)境中的結構和構件，宜采用帶肋 環(huán)氧涂層鋼筋 ，預應力鋼筋應有防護措施。 ◆ 采用有利提高耐久性的 高強混凝土 。