摘要：本文首先阐述了钢筋混凝土厂房柱的耐久性，接着分析了防止柱铆筋锈蚀的方法及加固措施，最后对混凝土的损伤、防护及加固方法进行了探讨。
关键词：钢筋;混凝土损伤;耐久性
引言：
钢筋混凝土柱是工业厂房最主要的结构构件之一,它必须具有足够的强度、刚度和耐久性以满足其安全性、适用性和耐久性的基本功能要求。但在以往的研究中,人们往往注重于结构设计期的经济性和可靠性的分析,在可靠性分析时,又往往注重于结构安全性方面,对结构服役期的工作状态熟视无睹,对结构的耐久性考虑很少,即忽视了结构在使用过程中,由于结构本身的质量缺陷以及环境和荷载的共同作用,结构的性能会随时间逐渐恶化,如变形的增大,裂缝宽度的扩展,钢筋或钢的锈蚀,混凝土的剥落、风化和磨损等,结构生命过程中可靠度也随着时间变化,所以解决结构设计的经济性和可靠性之间的矛盾,应着眼于结构生命的全过程,要考虑结构的耐久性。
1钢筋混凝土厂房柱的耐久性
结构设计的目的是使所设计的结构在预定的使用期限内,能满足设计所预期的各种功能要求。一般说来,工程结构必须满足安全性、适用性、耐久性三项功能的要求。所谓耐久性,是指结构在化学的、生物的或其他不利因素的作用下,在预定时期内其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率。从工程概念上说,足够的耐久性能就是指在正常维护条件下结构能够使用到预期的耐久年限。
2防止柱铆筋锈蚀的方法及加固措施
混凝土柱钢筋的锈蚀是多种因素综合作用的结果.因此防止钢筋锈蚀也必须从多方面人手综合采取措施。
2.1合理选材。合理地选用柱的水泥品种、骨料质量及钢筋类别等能保证混凝土对钢筋的保护作用及钢筋自身的抗锈蚀能力。因此,必须根据钢筋混凝土柱的使用条件合理选用混凝土原料及钢筋类别。
2.2提高柱混凝土的密实度。首先应从选择混凝土最佳配合比入手,应尽量降低水灰比,必要时可加人减水剂,并在柱的施工中加强质量管理,注意振捣密实,加强初期养护也能确保混凝土密实度。
2.3增加柱保护层厚度,确保保护层的完好性。适当增加柱混凝土保护层的厚度,避免保护层开裂,能防止在使用期内碳化到钢筋表面,并能阻止腐蚀介质渗到钢筋表面,这是保护钢筋免遭锈蚀的重要措施。
2.4采取耐腐蚀钢筋。对于在强腐蚀介质中使用的工业厂房柱,应考虑使用耐腐蚀钢筋。常用的耐腐蚀钢筋有环氧涂层钢筋、镀锌钢筋。
2.5对柱表面喷刷防腐涂层。在柱表面涂刷或喷涂防腐层能防止腐蚀介质浸透到钢筋表层,从而提高柱的耐久性。常用的防腐涂层有聚合物水泥砂浆、油漆、沥青及环氧树脂等。另外,采用特种混凝土或采用钢筋阻锈剂也能防止钢筋生锈,但考虑造价问题,这两种方法一般不多使用。
2.6锈蚀钢筋的加固方法
(1)涂刷钢筋。对于柱子钢筋锈蚀不太严重的,可对钢筋直接涂刷。使用的涂料有水泥浆、环氧树脂阻锈剂等。
(2)补加钢筋。当柱钢筋截面积减少超过20%时必须补加钢筋。常规做法是将补强钢筋搭接在已削弱的钢筋上,以恢复其原有的钢筋断面值。超出无损坏部分的钢筋搭接长度应满足现行规范要求。
3混凝土的损伤、防护及加固方法
3.1混凝土的损伤机理
混凝土的损伤若单从强度方面看,表现为抗压强度和抗剪强度的降低。其损伤的形式如出现裂缝、断面缺损和变质等;但是若从外因分析,多由于设计和施工几时的隐患造成。
3.2柱表面混凝土的损伤原因
(1)内部隐患造成的损伤。内部隐患是指使用的材料、施工设计和构造等方面所产生的缺陷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓材料存在的问题是指混凝土在硬化过程中因收缩产生的裂缝,或者是在材料中含有酸、盐类等有害物质;施工方面带来的问题,如柱表面产生的蜂窝麻面、混人的异物和材质不均等;所谓构造方面的缺陷,是指设计时所确定的混凝土强度和实际强度不一致或因结构计算失误而产生的裂缝等。除此之外,也有不恰当的构造方法或因不认真施工等原因而使混凝土造成损伤。
(2)酸、盐类对混凝土的损伤。在柱混凝土内若含有酸、盐类或者因混凝土与酸、盐类等物质接触时,可以使混凝土损伤。在混凝土中,因水泥水化时产生的氢氧化钙与酸类中和,使其丧失碱性,进一步分解作用使混凝土开始变质,导致强度降低。当盐类与混凝土作用时,提高了氢氧化钙的溶解度,同时,它还会与一部分水泥水化时的生成物形成复盐,吸收其结晶水而发生体积膨胀,进而导致混凝土崩坏。总之,当混凝土与上述有害物质作用时,因强度的降低更加助长了钢筋的锈蚀,所以结果是非常危险的。
(3)火灾对混凝土的损伤。当发生火灾时,柱混凝土表面的升温比内部快的多,因其内外膨胀量的不同,在表面就产生拉应力,使混凝土出现裂缝。当混凝土进一步升温时,裂缝逐渐扩展和加长,使部分混凝土产生脱落。除此之外,由于发生火灾时产生过多的二氧化碳而使混凝土迅速碳化。
(4)因钢筋锈蚀的发展使柱混凝土造成的损伤。钢筋锈蚀发展产生的膨胀应力可使混凝土出现裂缝,若是锈蚀再逐渐发展时,混凝土就产生剥离和脱落。在混凝土中一旦产生上述缺陷时,接触水和其它有害成分的机会就会增多,所以,钢筋锈层的增长更加助长了混凝土已有缺陷部分的扩大。
3.3柱混凝土损伤的防护
(1)首先要保证施工质量。由于施工问题使混凝土表面出现麻面、蜂窝、露筋、缺棱掉角、表层酥松等,是混凝土破损的先天隐患,应在施工过程中加以杜绝。
(2)使用阶段防止人为破坏。由于随意在柱表面焊接、凿孔穿管、车辆吊车碰撞等,柱表面出现坑槽、破碎、缺棱掉角等破损现象很普遍,应注意防止或减少这类现象的发生。
(3)采用混凝土表面涂热沥青或采用专门的涂料、饰面材料对混凝土进行表面处理,可以防止或减少侵蚀性介质渗人混凝土内部,效果较好。
(4)提高混凝土密实度、抗渗性,提高保护层厚度,在混凝土中掺用活性掺和剂,采用引水剂或减水剂等也是防止混凝土损伤的有效方法。
3.4柱混凝土损伤的加固方法
(1)涂抹砂桨法
此方法多用于对混凝土浅层的修补,如柱表面的蜂窝麻面、裂缝、缺棱掉角、酥松腐蚀、保护层脱落等,直接将砂浆涂抹在损伤表面上。为增强砂浆与原面层的粘结力,对原表面要清洗干净,并涂以界面处理剂或低粘度环氧树脂。还可以修补后再涂一层树脂或聚合物水泥面层,以提高混凝土的耐腐蚀性、不透水性和抗冻性。
(2)续浇混粗土法
对柱混凝土断面损伤较严重(深层损伤)时,如孔洞、深层蜂窝、大裂缝及人为严重破坏等,可采用续浇混凝土法。由于续浇时增设了锚筋,因此它可以保证混凝土的强度。
(3)喷射混凝土法
此法是柱混凝土大面积修补中广泛使用的一种方法。它是通过喷射新混凝土来更换柱中被损坏的混凝土。喷射混凝土有干过程喷射和湿过程喷射。干过程喷射是将水泥、添加剂和20mm以下粒径的骨料拌合在一起干混合后通过喷嘴在一定的压力下进行喷射。
结束语：
钢筋混凝土工业厂房柱与钢结构柱、木结构柱等不同,一旦受到损伤后,要想修补往往是很困难的。因此对钢筋混凝土工业厂房柱的破损机理、防护措施及加固方法进行研究、探索是很有必要的,只要搞清楚其破坏机理,才能对症下药,采取正确的防护、加固方法,从而获得较好的结果。
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论文作者:游庆松 李瑞
论文发表刊物:《城镇建设》2019年15期
论文发表时间:2019/11/1
标签：混凝土论文; 钢筋论文; 损伤论文; 锈蚀论文; 耐久性论文; 钢筋混凝土论文; 结构论文; 《城镇建设》2019年15期论文;