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1、福建工程学院成人高等学历教育毕业设计（论文）开题报告题 目 混凝土中钢筋锈蚀与结构耐久性 姓 名 程少平 学 号 年 级 2012级 专 业 土 木 工 程 学习形式 函 授 层 次 专 升 本 指导教师 张诚紫 （签名） 2014 年 8 月 3 日毕业设计（论文）开题报告1. 前 言随着建筑行业的发展，国人越来越重视房屋的质量。钢筋混凝土结构以及高性能钢筋混凝土结构应用越来越广泛，其耐久性问题也越来越受到重视。由于混凝土中钢筋锈蚀，结构的耐久性能逐渐衰退，危害了结构的承载能力，降低了结构的使用寿命。因此，在结构投入一定使用年限后，就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂等现象。混凝土中钢筋锈蚀与结构的耐
2、久性也自然的成为一大研究对象。为此，本文将从混凝土中钢筋锈蚀与耐久性研究的背景及现状，结合钢筋腐蚀机理，提出相应对策和措施，以便在今后的工程中，尽可能的去防止或杜绝混凝土中钢筋的锈蚀现象，确保结构的安全及使用寿命的延长。 文献综述混凝土结构耐久性，是混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。通过进一步的分析可以发现，引起结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工及维护的各个环节。首先，虽然在许多国家的规范中都明确规定钢筋混凝土结构必须具备安全性、适用性与耐久性，但是，这一宗旨并没有充分地体现
3、在具体的设计条文中，使得在以往的乃至现在的工程结构设计中普遍存在着重强度设计而轻耐久性设计的现象。根据目前我国的研究成果，钢筋锈蚀可以导致混凝土产生裂缝，降低结构的强度，是影响混凝土结构耐久性的最直接因素。钢筋锈蚀后体积膨胀，使得混凝土胀裂，进而导致钢筋混凝土的强度降低。钢筋混凝土结构早期失效的主要原因是混凝土中钢筋的锈蚀。同时对于钢筋锈蚀机理的研究，目前国内外已取得很多成果，根据不同的所处环境分为以下三种类型：（1）干燥环境；（2）表面湿润环境；（3）长期浸泡环境。混凝土结构中的钢筋锈蚀受许多因素影响，其中内部因素有钢筋位置、钢筋直径、水泥品种、混凝土的密实度、保护层厚度的完好性、混凝土的液
4、相组成（pH值及CL-含量）等；外部因素有温度、湿度、周围介质的腐蚀性、周期性的冷热交替作用的。简述如下。（1）钢筋保护层的碳化。碳化的原因是混凝土不密实，抗渗性能不足。硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化钙，故显碱性，pH值12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的混凝土置于空气中或含二氧化碳环境中时，由于二氧化碳的侵入，混凝土中的氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，称其为混凝土的碳化。当混凝土的pH值12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值n.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；（2）氯离子的含量。据有关试
5、验证明，即便是pH值较高的溶液(如pH值13)，只要有46mg/L的氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。（3）混凝土的密实度及保护层厚度。混凝土对钢筋的保护作用可以包括两个主要方面：一是混凝土的高碱性使钢筋表面形成钝化膜；二是保护层对外界腐蚀介质、氧化剂及水分等渗入的阻止作用。后一种作用主要取决于混凝土的密实度及保护层厚度。混凝土保护层厚度是影响钢筋腐蚀的重要因素。为了保证钢筋不锈蚀，必须使其具有一定保护层厚度，但是，混凝土保护层厚度过大不仅会降低混凝土结构的极限抗弯能力，而且会改变冲切破坏的斜截面角度，降低混凝土构件的极限抗冲切能力。（4）环
6、境条件。环境条件是引起钢筋锈蚀的外在因素，如温度、湿度及干湿交替作用、海水飞溅、海盐渗透等都对混凝土结构中的钢筋锈蚀有明显影响。特别是当混凝土的自身保护能力（如密实度及保护层厚度）不合要求和保护层有裂缝等缺陷时，外界因素的影响会更突出。许多实际调查结果都表明，钢筋混凝土结构在干燥无腐蚀介质条件下的使用寿命要比在潮湿的腐蚀介质中使用的要长2-3倍。例如在正常条件下可以使用5时年以上的钢筋混凝土结构，在腐蚀介质中仅能使用15年就会严重破坏。（5）混凝土液相pH值影响。以往研究证明，钢筋腐蚀速度与混凝土液相的pH值有密切关系。当pH值大于10时，钢筋腐蚀速度很小；而当pH值小于4时，钢筋腐蚀速度急剧
7、增加。（6）其他因素。除了上述各因素外，钢筋的应力状态对其锈蚀有很大影响。这种应力腐蚀的一般锈蚀更危险，应力腐蚀不同于钢筋的均匀锈蚀，而是以裂缝的形式出现，并不断发展直到破坏，这种破坏又常常是毫无预兆的突然脆断。一般来讲钢筋的应力锈蚀分为两个阶段，即局部电化学腐蚀阶段的裂缝发展阶段。对此必须充分估计，以免钢筋发生事故性断裂。主要参考文献1 贡金鑫，赵国藩.钢筋混凝土结构耐久性研究的进展D. 大连：大连理工大学土木系，2000.2 李传杰，刘晓光，刘锦羽.钢筋混凝土结构耐久性影响因素分析N. 漯河职业技术学院学报，2006年7月.3 满传军.钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响J.山西建筑，2008
8、，第34 卷第27 期.4 刘荣生.混凝土中钢筋锈蚀的原因及危害和预防措施J.山西建筑，2010，第36 卷第12 期.5 吴宗皓.混凝土中钢筋锈蚀及预防J.工程论坛，2006，第2期.6 刘礼军.浅谈混凝土结构耐久性破损中钢筋锈蚀机理与处理措施D.广东：广东省建筑科学研究院，2012.7 GB/T 504762008，混凝土结构耐久性设计规范S.8 张永华.影响钢筋混凝土结构耐久性因素探究D.石家庄：石家庄铁道大学四方学院，2009.9 段新华.混凝土结构的耐久性在建筑施工中的探讨J.科技资讯，2009，第7期.10 宋晓冰.混凝土中钢筋宏电池锈蚀机理及顺筋裂缝区钢筋锈蚀试验研究D，北京：清
9、华大学土木系，1999.2.毕业设计（论文）任务要研究或解决的问题和拟采用的方法：本课题研究根据钢筋锈蚀对结构耐久性影响的背景及现状，结合国内相关技术标准及钢筋腐蚀的机理，从不同环境条件分析钢筋腐蚀原因，同时结合图表分析，提出防止钢筋锈蚀措施、控制混凝土质量等相应的解决方法。通过毕业设计指导教师的指导，结合综合分析、比较等方法，通过查阅近十年来在重要刊物上发表的关于混凝土钢筋腐蚀与结构耐久性影响的文献、数据图表分析，并对这些文献进行阅读、分析、归类、总结，作为本篇论文写作的参考。本次论文大致结构框架如下：一、引言二、钢筋腐蚀机理三、钢筋腐蚀分析四、钢筋腐蚀与耐久性分析与解决五、结论3. 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见和对毕业设计（论文）结果的预测）：指导教师_ 张诚紫_ _2014年 8 月 3日4. 系意见：主 任_年 月 日说明：开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一，此报告应在导师指导下，由学生填写，经导师签署意见及系审查后生效。