混凝土结构耐久性研究现状
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耐久性混凝土研究报告耐久性混凝土研究报告一、研究背景混凝土是一种常用的建筑材料,其耐久性对于建筑结构的长期稳定性至关重要。
然而,由于外界环境的影响,例如温度变化、湿度、化学物质的侵蚀等,混凝土结构容易发生损坏和腐蚀,降低了其使用寿命和安全性。
因此,耐久性混凝土的研究非常重要。
二、研究目的本报告旨在通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术,探讨如何提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命。
三、研究方法1. 材料选取:选择常用的水泥、骨料和添加剂等作为研究对象。
2. 实验设计:通过对不同组合比例的混凝土进行试验,分析不同材料对混凝土耐久性的影响。
3. 实验数据分析:通过对试验数据的统计分析和对比,总结提高混凝土耐久性的关键因素。
四、研究结果1. 材料特性:通过实验发现,添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以显著提高混凝土的耐久性,减少裂缝和渗透问题。
2. 施工技术:采用适当的混凝土浇注技术和养护方法,可以改善混凝土的抗渗性和抗裂性。
五、研究结论通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术,可以得到以下结论:1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉是提高混凝土耐久性的有效方法,可以减少混凝土的渗透性和裂缝。
2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法,可以改善混凝土的工作性能和耐久性。
3. 对于长期处于潮湿环境的混凝土结构,应增加防水层和抗渗设施,以防止水分侵蚀。
六、研究建议基于以上研究结论,我们提出以下建议:1. 进一步研究和应用新型的混凝土材料和添加剂,以提高混凝土的耐久性和抗裂性。
2. 完善混凝土施工技术和养护措施,加强对混凝土的质量控制和监测。
3. 加强混凝土结构的维修和保养,及时处理损坏和裂缝问题,延长结构的使用寿命。
七、研究创新点本研究通过对耐久性混凝土的材料特性和施工技术的研究,提出了一些创新点:1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以有效改善混凝土的耐久性。
2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法可以提高混凝土的工作性能。
混凝土耐久性技术研究报告混凝土是现代建筑中最常用的建筑材料之一。
然而,随着时间的推移,混凝土的耐久性逐渐降低,出现了龟裂、脱落、剥落等问题,从而影响了建筑的安全性和美观性。
为了提高混凝土的耐久性,需要进行技术研究和应用。
本文将从混凝土耐久性的定义、影响因素、检测方法、技术手段等方面进行详细介绍。
一、混凝土耐久性的定义混凝土耐久性是指混凝土在特定环境下长期保持力学性能和外观的能力。
混凝土的耐久性与其使用寿命、安全性、经济性等密切相关。
提高混凝土的耐久性可以延长建筑的使用寿命,降低维修成本。
因此,混凝土耐久性的研究和应用具有重要的意义。
二、混凝土耐久性的影响因素混凝土耐久性受多种因素影响,主要包括以下几个方面:1.材料因素:混凝土的原材料、配合比、掺合料等都会影响混凝土的耐久性。
2.结构因素:混凝土的结构形式、尺寸、裂缝等也会影响其耐久性。
3.外部因素:混凝土的使用环境、气候条件、化学侵蚀等外部因素也是影响混凝土耐久性的重要因素。
三、混凝土耐久性的检测方法为了确保混凝土的耐久性,需要通过一定的检测方法来检测其性能。
目前,常用的混凝土耐久性检测方法主要包括以下几个方面:1.压缩强度测试:通过对混凝土样品进行压缩试验,来检测混凝土的强度和抗压性能。
2.抗渗测试:通过对混凝土样品进行渗透试验,来检测混凝土的抗渗性能。
3.碱石反应测试:通过对混凝土样品进行碱石反应试验,来检测混凝土的碱石反应情况。
4.冻融试验:通过对混凝土样品进行冻融试验,来检测混凝土的抗冻融性能。
5.化学侵蚀试验:通过对混凝土样品进行化学侵蚀试验,来检测混凝土的抗化学侵蚀性能。
四、混凝土耐久性技术手段为了提高混凝土的耐久性,可以采取以下技术手段:1.控制混凝土的配合比:通过控制混凝土的配合比,来提高混凝土的密实性和强度,从而提高其耐久性。
2.使用高性能混凝土:高性能混凝土具有更好的强度和耐久性,因此可以采用高性能混凝土来提高混凝土的耐久性。
混凝土材料的耐久性能研究现状分析一、引言混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料之一,其耐久性能一直是研究的热点问题。
混凝土材料的耐久性能直接影响着建筑物的安全、使用寿命和经济效益。
随着建筑工程的不断发展,混凝土材料的耐久性能也得到了越来越多的研究。
本文将从混凝土材料的耐久性能研究现状入手,探讨混凝土材料的耐久性能及其影响因素。
二、混凝土材料的耐久性能研究现状1.国内外研究现状混凝土材料的耐久性能研究已经成为世界范围内的热点问题。
在国外,欧洲、美国等发达国家对混凝土材料的耐久性能研究非常重视。
在国内,混凝土材料的耐久性能研究也逐渐得到了关注。
国内学者主要从混凝土的配合比、外加剂的使用、混凝土的制备工艺、环境因素等角度研究混凝土材料的耐久性能。
2.研究方法目前,研究混凝土材料的耐久性能的方法主要有以下几种:(1)实验研究法:通过实验手段,对混凝土材料的耐久性能进行研究,如抗渗、抗冻、耐久性等。
(2)数值模拟法:通过建立数学模型,对混凝土材料的耐久性能进行预测和分析。
(3)实际工程观测法:通过对已建成的混凝土结构进行观测和数据分析,研究混凝土材料的耐久性能。
三、混凝土材料的耐久性能及其影响因素1.混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是混凝土材料耐久性能的重要指标之一。
混凝土的抗渗性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比等因素有关。
2.混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在冻融循环过程中的抗裂能力。
混凝土的抗冻性与混凝土的强度、孔隙率、空气含量、水胶比等因素有关。
3.混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用过程中所能保持的性能。
混凝土的耐久性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比、外加剂的使用、制备工艺等因素有关。
4.混凝土的碱骨料反应混凝土的碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐反应,导致混凝土膨胀、龟裂、剥落等现象。
混凝土的碱骨料反应与混凝土中的碱含量、骨料中的硅酸盐含量等因素有关。
四、结论混凝土材料的耐久性能是建筑工程中不可忽视的问题。
《国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度》混凝土作为一种广泛应用于建筑、基础设施等领域的重要建筑材料,其应用技术的研究一直备受关注。
从传统的角度对国内外混凝土应用技术的研究现状及发展趋势进行分析已较为常见,然而,若从一个独特的角度切入,或许能带来更深入、更具启发性的见解。
在当今全球化的背景下,混凝土应用技术的研究呈现出多元化和跨学科的特点。
各国在混凝土原材料的选择与优化方面不断探索,致力于寻找性能更优异、成本更低廉的原材料组合。
高性能混凝土的研究与应用就是一个典型的例子。
高性能混凝土通过选用特殊的水泥品种、高效减水剂、优质骨料以及掺入特定的掺和料等手段,显著提高了混凝土的强度、耐久性、工作性等性能指标。
在发达国家,高性能混凝土已经广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等重要工程中,取得了显著的经济效益和社会效益。
各国也在积极研究开发新型的混凝土原材料,如矿物掺合料的开发与利用,如粉煤灰、矿渣粉、硅灰等,它们不仅能有效改善混凝土的性能,还能减少对自然资源的消耗,实现可持续发展。
另混凝土的配合比设计技术也在不断创新和完善。
传统的配合比设计方法主要基于经验和试验,但随着计算机技术的飞速发展,基于数值模拟和人工智能的配合比设计方法逐渐崭露头角。
通过建立混凝土性能与材料组成、工艺参数之间的数学模型,利用计算机强大的计算能力进行模拟和优化,可以快速得出最优的配合比方案,提高设计效率和准确性。
一些研究机构和企业开发了基于神经网络、遗传算法等智能算法的混凝土配合比设计软件,能够根据工程要求和原材料特性自动生成合理的配合比,为工程实践提供了有力的技术支持。
在混凝土施工技术方面,国内外也取得了诸多进展。
泵送混凝土技术的成熟应用极大地提高了混凝土的浇筑效率和施工质量。
随着泵送高度和距离的不断增加,泵送混凝土的性能要求也越来越高,因此对混凝土的流动性、可泵性、稳定性等方面的研究不断深入。
混凝土的自密实技术也得到了广泛关注和研究。
混凝土结构耐久性研究现状及趋势作者:张留来源:《建材发展导向》2014年第03期摘要:我国工程建筑行业的迅速发展,对混凝土结构的耐久性提出了更高要求。
作为混凝土结构质量检验的重要指标,结构的耐久性不仅决定着其自身的使用寿命,还直接影响着建筑物的承载能力和安全性,因此在混凝土施工中应着重提高其结构的耐久性。
关键词:混凝土结构;耐久性;研究现状;发展趋势1 混凝土结构耐久性问题分析在工程修建过程中,混凝土结构的耐久性直接决定着建筑结构的使用寿命,而混凝土结构在投入使用中通常会受到恶劣环境和腐蚀性介质的影响,从而导致混凝土过早出现损坏甚至实效,因此在工程建设中,为了保障建筑工程的使用寿命和稳定性,就必须针对混凝土结构耐久性能进行提升。
在近几十年的发展中,我国大量的道路,桥梁和市政建筑等混凝土建筑结构因耐久性不足的问题出现损坏甚至实效的情况,使得工程建筑在实际使用中不得不投入大量资金对建筑结构进行修复与完善,而这不仅无法有效的保障混凝土结构的稳定承载能力,还会影响整体结构的使用安全。
针对混凝土结构耐久性问题的研究要从材料,结构和构件三方面入手,并结合混凝土结构所处的水浸,冻融和碱腐蚀等环境开展针对性的维护措施,从而提高混凝土结构的耐久性和稳定性,使其使用寿命得以延长。
2 混凝土结构耐久性研究现状分析混凝土耐久性的研究主要从材料,结构和构件三方面开展,结合混凝土结构中钢筋腐蚀,混土土碳化机理以及冻融等实际影响因素,对结构耐久性进行深入研究。
2.1 混凝土材料耐久性研究在混凝土结构的实际建筑过程中,钢筋混凝土材料质量的优劣和配比直接影响着结构的耐久性,因此在对混凝土和钢筋材料的耐久性研究中,要结合钢筋混凝土材料劣化的具体表现加以分析,主要包括钢筋结构的锈蚀,混凝土的碳化,冻融以及碱腐蚀。
在钢筋锈蚀的研究中,由于混凝土结构间隙中的Ca(OH)2过饱和溶液呈较强的碱性,这就导致了钢筋结构长期处于碱性环境下,钢筋表层和Ca(OH)2发生电化学反应从而生成氧化薄膜,而由于混凝土材质中还含有硫酸盐和氯离子等酸性离子,这就使得钢筋表层的氧化薄膜遭到破坏,从而使钢筋结构的腐蚀进一步加深。
钢筋混凝土耐久性定义及现状钢筋混凝土是现代建筑中广泛应用的结构材料,其耐久性对于建筑物的长期性能和安全性至关重要。
简单来说,钢筋混凝土的耐久性就是指其在使用环境中抵抗各种破坏因素,保持其结构性能和功能的能力。
这一性能直接关系到建筑物的使用寿命和维护成本。
耐久性的定义涵盖了多个方面。
从材料角度来看,它包括混凝土自身的抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性等;对于钢筋,则涉及到其抗锈蚀能力。
从结构整体而言,耐久性还体现在结构抵抗疲劳、徐变等长期荷载作用下的性能保持。
混凝土的抗渗性是耐久性的一个重要方面。
如果混凝土的孔隙较大或连通性较好,水分就容易渗透进去。
这不仅会导致混凝土内部的钢筋锈蚀,还可能在冻融循环时造成混凝土的破坏。
抗冻性则对于寒冷地区的建筑物尤为关键。
在反复的冻融作用下,混凝土可能会出现开裂、剥落等现象,严重影响其结构强度。
化学侵蚀也是威胁混凝土耐久性的常见因素。
例如,酸雨、硫酸盐等化学物质会与混凝土发生反应,导致其性能逐渐劣化。
钢筋的锈蚀则是影响钢筋混凝土耐久性的核心问题之一。
当钢筋表面的钝化膜被破坏,在氧气和水分的作用下,钢筋就会发生锈蚀。
锈蚀后的钢筋体积膨胀,会导致混凝土开裂,进一步加速钢筋的锈蚀和混凝土的破坏。
在实际应用中,钢筋混凝土的耐久性面临着诸多挑战。
首先,环境因素的影响不可忽视。
在沿海地区,空气中的氯离子会加速钢筋的锈蚀;在工业污染严重的区域,酸雨和化学污染物对混凝土的侵蚀较为严重。
气候变化也给钢筋混凝土的耐久性带来了新的考验。
极端天气的增多,如暴雨、高温、严寒等,都可能加剧混凝土的老化和破坏。
设计和施工质量也是影响钢筋混凝土耐久性的重要因素。
不合理的设计可能导致结构受力不均匀,局部应力过大,从而加速混凝土的破坏。
施工过程中的问题,如混凝土搅拌不均匀、振捣不密实、养护不当等,都会影响混凝土的质量和耐久性。
此外,建筑物在使用过程中的维护管理也对其耐久性有着直接的影响。
如果建筑物在使用过程中没有得到及时的维护和修缮,一些小的缺陷可能会逐渐发展成严重的病害。
混凝土结构耐久性研究的回顾与展望一、本文概述混凝土,作为一种广泛应用的建筑材料,其结构耐久性问题一直是工程领域的研究热点。
随着全球基础设施建设的快速发展,混凝土结构的耐久性问题愈发凸显,对其性能衰减机制、预防策略以及修复技术的研究与应用显得尤为重要。
本文旨在回顾混凝土结构耐久性研究的历程与主要成果,分析当前研究的热点与难点,并对未来的研究方向进行展望。
文章将首先概述混凝土结构耐久性研究的重要性,随后梳理国内外在这一领域的研究进展,以期为推动混凝土结构耐久性研究的进一步发展提供有益的参考。
二、混凝土结构耐久性研究的回顾混凝土结构耐久性研究的历史可以追溯到20世纪初,当时主要关注的是混凝土材料的基本性能和强度。
然而,随着时间的推移,工程师们开始注意到混凝土结构在自然环境和使用条件下会逐渐出现损伤和劣化,从而影响其使用性能和安全性。
这一认识促使了对混凝土结构耐久性问题的深入研究。
在20世纪中期,研究者们开始系统地研究混凝土结构的耐久性,涉及混凝土材料的耐久性、钢筋的锈蚀、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀等多个方面。
这一阶段的研究主要集中在实验室环境下模拟混凝土结构的耐久性试验,以及对损伤和劣化机理的初步探索。
进入21世纪,随着计算机技术的飞速发展,数值模拟和有限元分析等技术在混凝土结构耐久性研究中得到了广泛应用。
这使得研究者能够更精确地模拟和预测混凝土结构在不同环境和荷载条件下的耐久性能,为工程实践提供了有力支持。
随着全球环境问题的日益严重,混凝土结构耐久性研究的视角也逐渐拓展到可持续性和环境影响方面。
例如,研究者开始关注混凝土材料的环境友好性、废弃混凝土结构的回收利用、以及新型耐久性材料和技术的研发等。
混凝土结构耐久性研究已经经历了从简单到复杂、从单一到综合的发展历程。
然而,随着工程实践的不断深入和全球环境问题的日益严峻,混凝土结构耐久性仍然面临着诸多挑战和问题需要解决。
因此,未来的研究需要更加全面、深入和创新,以推动混凝土结构耐久性的持续改进和提升。
钢筋混凝土耐久性定义及现状关键信息项:1、钢筋混凝土耐久性的定义2、钢筋混凝土耐久性的影响因素3、目前钢筋混凝土耐久性的研究现状4、提高钢筋混凝土耐久性的措施5、钢筋混凝土耐久性在不同环境下的表现11 钢筋混凝土耐久性的定义钢筋混凝土耐久性是指钢筋混凝土结构在预定的使用年限内,在正常维护条件下,抵抗各种环境因素的作用,保持其预定的安全性、适用性和外观完整性的能力。
耐久性设计的目的是确保结构在其设计使用年限内,能够满足预定的功能要求,而不需要进行大规模的维修或重建。
111 耐久性涵盖的方面耐久性包括抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性、抗碱骨料反应性以及钢筋的锈蚀等多个方面。
这些性能的综合表现决定了钢筋混凝土结构的使用寿命。
12 钢筋混凝土耐久性的影响因素影响钢筋混凝土耐久性的因素众多,主要包括以下几个方面:121 材料因素混凝土的原材料质量和配合比直接影响其耐久性。
例如,水泥的品种和强度等级、骨料的种类和级配、水灰比的大小等。
低质量的原材料和不合理的配合比会导致混凝土内部结构疏松,孔隙率增大,从而降低其抗渗性和抗侵蚀性。
122 环境因素环境条件对钢筋混凝土耐久性的影响至关重要。
例如,在潮湿、寒冷的环境中,混凝土容易遭受冻融破坏;在沿海地区,混凝土结构会受到海水侵蚀和氯离子渗透的影响;在工业环境中,混凝土可能会受到化学物质的侵蚀。
123 施工因素施工质量对钢筋混凝土耐久性有着重要影响。
施工过程中的振捣不密实、养护不当、模板拆除过早等问题都会导致混凝土内部出现裂缝和孔隙,从而降低其耐久性。
124 设计因素结构的设计不合理也会影响钢筋混凝土的耐久性。
例如,结构的配筋不足、保护层厚度不够、构件的截面尺寸过小等都会加速钢筋的锈蚀和混凝土的劣化。
13 目前钢筋混凝土耐久性的研究现状近年来,随着钢筋混凝土结构在工程中的广泛应用,对其耐久性的研究也越来越受到重视。
国内外学者在以下几个方面取得了一定的研究成果:131 耐久性评估方法的研究建立了多种耐久性评估模型和方法,如基于概率的评估方法、基于经验的评估方法和基于性能的评估方法等。
混凝土的研究现状及发展趋势混凝土是一种由水泥、砂、石子和水等原材料制成的建筑材料,具有强度高、重量轻、耐久性好等优点,被广泛应用于建筑、桥梁、道路、隧道等领域。
然而,随着工业化进程的加快和城市化进程的不断推进,混凝土的应用需求也在不断增加,同时也面临着一些新的挑战。
因此,对混凝土的研究和发展趋势进行探讨,具有重要的意义。
一、混凝土的研究现状1.组成材料的研究混凝土的主要组成材料是水泥、砂、石子和水等,这些材料的品质和配比直接影响混凝土的强度和耐久性。
目前,国内外学者对混凝土组成材料的研究已经比较深入,主要集中在以下几个方面:(1)水泥的研究:包括水泥种类、水泥的化学成分、水泥的颗粒形态等方面的研究,旨在提高混凝土强度和耐久性。
(2)砂石子的研究:主要研究砂石子的品质、颗粒形状、粒度分布等特性,以及砂石子的配合比例,以提高混凝土的抗压强度和抗弯强度。
(3)水的研究:主要研究水的质量、用量、用水温度等参数对混凝土的影响,以提高混凝土的耐久性和冻融性能。
2.混凝土强度和耐久性的研究混凝土的强度和耐久性是衡量混凝土质量的两个重要指标。
目前,国内外学者对混凝土强度和耐久性的研究已经比较深入,主要集中在以下几个方面:(1)混凝土强度的研究:主要研究混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标,以提高混凝土的承载能力。
(2)混凝土耐久性的研究:主要研究混凝土的耐久性、耐久性与环境的关系、混凝土材料的老化机理等问题,以提高混凝土的使用寿命。
3.混凝土结构的研究混凝土结构是应用混凝土的重要领域之一,其研究涉及混凝土结构的设计、施工、监测、检测等方面。
目前,国内外学者对混凝土结构的研究已经比较深入,主要集中在以下几个方面:(1)混凝土结构的设计:主要研究混凝土结构的设计原理、设计方法、设计参数等问题,以提高混凝土结构的安全性和经济性。
(2)混凝土结构的施工:主要研究混凝土结构的施工工艺、施工技术、施工质量控制等问题,以保证混凝土结构的安全性和使用寿命。
摘要:本文简要叙述混凝土结构的耐久性现状,强调提高混凝土结构的耐久性设计标准对我国当前大规模基础设施工程建设的重要性。
文中着重介绍新近编制的中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES 01-2004,2005年修订版)中有关耐久性设计部分的基本考虑以及需要进一步完善的内容。
1 混凝土结构的耐久性现状混凝土结构在土木工程中的应用已逾百年。
早期的混凝土结构数量很少,钢筋混凝土材料在一般大气环境中的性能劣化过程又很长,所以混凝土结构的耐久性在很长的时期内一直未能得到足够注意。
混凝土结构在桥梁、港工等基础设施工程中的大量应用是从20世纪50年代初(二战以后)起步的,60年代起发达国家的交通运输业高速发展,开始大范围地使用除冰盐来融化冬季道路上的积雪,到70年代初,始料未及的因氯盐(海水、海洋盐雾及除冰盐)引起钢筋严重锈蚀和混凝土被钢筋锈蚀而胀裂、剥落的现象大量出现,这才引起西方国家工程界和政府的重视。
耐久性问题一旦暴露往往已为时过晚,就得被迫花费大量资金不断进行修理、加固直至拆除重建,严重影响工程的正常运行,过早终结工程的使用寿命。
以美国的混凝土桥梁为例,虽然耐久性设计方法和设计标准自上世纪60年代以来一再改进提高,使得新建桥梁的设计使用寿命已能达到设计所要求的75~100年以上,已建桥梁中需限载通行的桥梁比例也因旧桥的不断拆除有所递减,但每年用于桥梁维修与更换的费用仍在增加。
美国每年用于基础设施工程修理的费用相当于这些工程资产总值的10%。
目前我国正在进行大规模的基础设施工程建设,比发达国家晚数十年,但却面临着更为严重的混凝土结构耐久性问题。
首先,我国设计规范中规定的耐久性设计标准从一开始就甚低于西方国家,而且几十年来基本上没有太大的改变;其次,对混凝土结构耐久性有着重大影响的施工质量又最为薄弱。
混凝土结构的耐久性主要取决于钢筋的混凝土保护层厚度与混凝土的密实性,后者常通过混凝土最低强度等级和混凝土最大水胶比加以体现。
混凝土耐久性研究现状及存在问题简析摘要:混凝土作为建筑过程中的基础用材,技术人员对混凝土的耐久性十分重视。
如果混凝土的耐久性不够,建筑铸成之后容易产生蜂窝、孔洞、麻木等问题。
在微观层面,氯离子、毛细孔、氢氧化钙、硅胶体都能对混凝土造成损害,影响建筑工程的效果。
基于此,笔者从混凝土的研究现状出发,着力分析混凝土耐久度存在的问题。
希望能为混凝土耐久性问题的解决提出一些见解。
关键词:混凝土;耐久性;研究现状;问题简析引言:混凝土是工程建设中的基础材料。
没有混凝土的助力,中国的基建声誉不可能发扬海外。
从混凝土的应用结果的角度来看,中国基建的总体系统和理论相对完善。
但是,伴随着基建事业的全面发展,基建不仅需要建设在平地上,还需要建设在高纬度地区或者深海等复杂环境中。
因此,混凝土的耐久性理论亟待进一步革新,以不断适应最新的混凝土需求。
一、混凝土耐久性研究现状(一)氯离子与混凝土耐久度随着基建事业的发展,混凝土需要在深海环境中作业,打造跨海通道。
目前,在我国有很多跨海通道的应用案例,包括渤海跨海通道、琼州跨海通道等。
跨海通道的根基埋在海底,容易受到海水的影响,使混凝土的耐久度出现下降的情况。
因为在海水中存在氯离子,氯离子会使混凝土的强度降低,使混凝土出现开裂,严重时会造成跨海通道出现倒塌的情况,威胁人民的生命财产安全。
例如,2018年8月,欧洲的莫兰蒂大桥9号桥墩出现倒塌,50余人因为渎职罪而被警方逮捕。
事后经过现场调查,专家组判断,正是由于混凝土被氯离子所侵蚀,从而导致桥墩底部的混凝土出现断裂。
柱子的断裂逐步引起桥面的断裂,最终使这所意大利的标志性建筑出现倒塌现象。
目前,关于氯离子对混凝土耐久度的研究比较完善,理论都比较系统,例如,学者谢真真在论文中从氯离子对混凝土的危害入手,探索了氯离子对混凝土和钢筋的影响原因,并对预防氯离子危害提出了相应的解决措施,提倡使用工业废渣逐步降低混凝土中氯离子的含量,以保障混凝土的稳固性[1]。
建筑结构的耐久性问题的分析与探讨>摘要:我国建筑结构的耐久性与国外相比要低很多,而结构的低耐久性将会降低工程的质量,同时也会造成对资源的极大浪费。
分析与探讨建筑结构耐久性的现状、耐久性问题的严重性,并提出解决相关问题的一些措施对提高建筑的质量和使用寿命意义重大。
一、建筑结构的耐久性现状目前,世界上绝大多数建筑结构都是由钢筋混凝土材料制造而成,混凝土结构的耐久性成为大多数工程结构耐久性的决定因素,这也是困扰着建筑界的一大难题。
然而,这个问题至今都未引起国家和相关部门的重视。
如在美国,有很多城市的港口工程和混凝土基础设施工程在修建后不到三十年的时间里就出现了材料质量的劣化,对使用寿命造成了一定的影响。
1998年美国土木工程学会报告也称,最起码需要1.4万亿美元来处理美国国内的基础设施工程中存在的结构耐久性问题,仅用于修理与更换公路桥梁的混凝土面板这一项就需要花费850亿美元。
我国建设部的一项调查显示国内大多数工业建筑物在使用25-30年后需进行大修,而处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅为15-20年。
虽然公共建筑和民用建筑使用环境相对较好,可持续使用50年以上,但室外的露天构件使用寿命仅为30-40年。
我国目前基础设施建设工程规模宏大,每年投资额达2万亿人民币以上。
照此看来,大概30-50年后,这些工程将进入维修期,所需的建设费用和维修费用将是巨大的。
二、影响混凝土耐久性的主要因素影响混凝土耐久性的主要因素有以下几点:(一)土建施工之前,设计人员需要对构件的耐久性方面进行详细论证和规划设计。
但目前我国工程项目的设计多对项目所需的经济、技术、资源以及环境影响等方面进行论证和分析,而在一定程度上忽视了建筑本身耐久性的分析,使得工程质量很难有所保障。
(二)混凝土的质量检验习惯上以强度作为衡量标准,导致水泥工业在强度方面的过分要求,使水泥细度增加,并且提高了早强的矿物成分,这些都使混凝土的耐久性受到极大影响。
混凝土结构耐久性与维护管理研究摘要:本文旨在探讨混凝土结构的耐久性和维护管理方法。
通过对混凝土结构耐久性问题的深入研究,分析了混凝土结构在不同环境条件下的受损机制和影响因素。
同时,提出了一系列的维护管理策略,旨在延长混凝土结构的使用寿命,提高其耐久性和可靠性。
本文综合运用了实证研究、理论分析和工程实践等方法,为混凝土结构的耐久性与维护管理提供了有益的指导和建议。
关键词:混凝土结构,耐久性,维护管理,受损机制,延长使用寿命混凝土结构作为现代建筑中常见的一种结构形式,具有承载能力强、耐久性好等优点,在各类建筑中得到广泛应用。
然而,随着时间的推移和外界环境的影响,混凝土结构会逐渐出现各种损伤和劣化。
这些损伤不仅会降低结构的承载能力,还会影响其安全性和使用寿命。
因此,研究混凝土结构的耐久性和维护管理方法对于保障结构的安全运行和延长其使用寿命具有重要意义。
本文将以混凝土结构耐久性与维护管理为主题,探讨混凝土结构在不同环境条件下的受损机制和影响因素。
同时,针对混凝土结构的各类损伤和劣化现象,提出了一系列的维护管理策略,旨在延长混凝土结构的使用寿命和提高其耐久性。
本文拟综合运用实证研究、理论分析和工程实践等方法,以期为混凝土结构的耐久性与维护管理提供有益的指导和建议。
一、混凝土结构耐久性问题的研究现状混凝土结构的耐久性问题一直是结构工程领域的研究热点之一。
在过去的几十年里,许多学者和工程师对混凝土结构的耐久性进行了广泛的研究和探索。
研究者们对混凝土结构的耐久性进行了定义和评价指标的制定。
耐久性通常被定义为结构在设计寿命内保持功能完好的能力。
评价指标包括混凝土的抗压强度、抗渗性能、抗冻融性、耐化学侵蚀性能等。
研究者们深入研究了混凝土结构在不同环境条件下的受损机制。
常见的受损机制包括碳化、氯离子侵入、冻融损伤、碱-骨料反应等。
这些机制导致混凝土的物理性能和化学性能发生变化,从而降低结构的耐久性。
研究者们对影响混凝土结构耐久性的因素进行了广泛的研究。
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度近年来,混凝土应用技术在国内外得到了广泛的研究和应用。
作为建筑材料中最为常见的一种,混凝土的性能和应用一直是学术界和工程领域的关注焦点。
在本文中,我们将探讨混凝土应用技术研究的现状以及其未来发展的趋势,从另一角度对这一主题进行分析,并分享我们对混凝土应用技术的观点和理解。
一、国内混凝土应用技术研究现状国内混凝土应用技术研究目前处于快速发展的阶段。
随着国内基础设施建设和城市化进程的加速推进,对混凝土应用技术的需求逐渐增加。
在国内学术界和工程实践中,混凝土的强度、耐久性、施工工艺等方面进行了广泛的研究。
(1)混凝土配合比设计与施工工艺的研究在混凝土应用技术的研究中,混凝土配合比设计和施工工艺是一个重要的方面。
通过设计合理的混凝土配合比,可以使混凝土拥有更好的力学性能和耐久性能。
研究和改进混凝土的施工工艺,可以提高混凝土施工的效率和质量。
(2)新型混凝土材料和掺合料的研究随着科技的不断进步,新型混凝土材料和掺合料的研究也取得了重要进展。
高性能混凝土、自密实混凝土、自愈合混凝土等新型材料的研究和应用,极大地拓展了混凝土的应用范围和性能。
利用工业废弃物作为掺合料也成为了一种研究热点,既可以充分利用资源,又可以改善混凝土的性能。
(3)混凝土的耐久性研究混凝土的耐久性是评价混凝土质量的重要指标之一。
在国内的混凝土应用技术研究中,耐久性研究一直是一个热门的主题。
通过分析混凝土的酸碱腐蚀、盐渍腐蚀、冻融循环等因素对混凝土耐久性的影响,可以为混凝土材料的研发和工程应用提供理论依据。
二、国际混凝土应用技术研究现状与国内相比,国际上对混凝土应用技术的研究更加深入和全面。
各个国家和地区在混凝土应用技术领域的研究中都取得了重要的成果。
(1)混凝土材料的研究国际上对混凝土材料的研究非常广泛。
除了传统的水泥基混凝土外,还涌现出了一系列新型混凝土材料,如高性能混凝土、自修复混凝土、纳米混凝土等。
钢筋混凝土结构耐久性研究现状及其提高措施本文介绍了国内外钢筋混凝土结构耐久性的状况及研究的动态,从材料、构件和结构3个层次论述了钢筋混凝土结构耐久性研究的现状。
从研究与分析混凝土的结构形式和耐久性的影响因素入手,总结了提高钢筋混凝土耐久性的措施,并列出了耐久性研究的方向。
标签钢筋混凝土结构;耐久性;碳化;锈蚀;冻融;寿命预测引言混凝土的耐久性,是指结构及其各组成部分,在所处的自然环境和使用条件等因素的长期作用下,抵抗材料性能劣化、仍能维持结构的安全和适用功能的能力[1]。
或者说结构在设计使用年限内抵抗外界环境或内部本身所产生的侵蚀破坏作用的能力[2]。
在结构设计中,耐久性被看成是结构所需的一种功能而不是其固有的内在性能,所以耐久性又被定义为结构及其部件在各种可能导致材料性能劣化的外加因素作用下、并在预期的使用年限内维持其所需功能的能力[3]。
由于钢筋混凝土结构耐久性不足造成的后果是非常严重的。
美国1991年仅修复由于耐久性不足而损坏的桥梁就耗资910亿美元。
英国每年用于修复钢筋混凝土结构的费用就达200亿英镑。
而日本目前每年仅用于房屋结构维修的费用即达400亿日元以上。
日本引以为豪的新干线使用不到10年,就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。
我国基础建设比发达国家迟三十多年,现有建筑物的老化现象也是很严重的。
据统计,我国现有建筑面积70亿平方米,其中有50 %进入老化阶段,约23亿平方米需分期分批进行鉴定加固,近10-12亿平方米急需维修加固才能使用。
建设部科技发展司混凝土结构耐久性综合调查组曾对北京、西宁、贵阳和杭州的一些建筑物进行了调查,其结果表明,建国初期的建筑均已达到必须大修的状态;现有大多数工业建筑不能满足安全、经济使用50年的要求,一般使用25~30年就需大修加固。
钢筋混凝土结构的耐久性问题已越来越引起人们关注。
美国学者用“五倍定律”形象地说明了耐久性的重要性,特别是设计对耐久性问题的重要性。
混凝土结构耐久性的研究状态及其发展趋势摘要:本文首先介绍了混凝土结构耐久性的定义及设计原则,接着论述了其与节约型经济、资源利用、环境保护等方面的关系,从可持续发展的角度强调了混凝土结构耐久性研究的重要意义。
阐明了混凝土耐久性的研究方向,尤其提出了要重视“多学科交叉”的研究思路,最后提出了提高混凝土结构耐久性的具体措施。
关键词:混凝土结构; 耐久性; 可持续发展; 多学科交叉1.引言混凝土是一种常用的建筑材料,已在房屋、桥梁、水坝、公路、机场、城市交通设施以及军事工程等领域得到广泛的应用[1]。
混凝土结构结合了钢筋与混凝土的优点,造价较低,是目前世界上应用最普遍的结构形式。
虽然,随着新型建筑材料的出现,还会不断出现新的结构形式,但肯定地说,混凝土结构仍然是最常用的结构形式[2]。
今天,全世界混凝土的消费量已逾90亿吨,并且由于都市化的逐渐发展(城市建设的发展),今后若干年仍将呈持续上升的势头。
在人们的传统观念中,总是认为混凝土是一种经久耐用的建筑材料,根本不需要考虑耐久性问题,同时也忽视了“耐久性设计”。
然而,事实表明这种“忽视”正在让人们付出巨大的代价。
我国现有建筑约5×109m2,其中约23×108m2需分期分批进行鉴定加固,近1×109m2急需维修加固才能使用。
从建筑物的百年大计来讲,混凝土的耐久性应比强度更为重要[3] 。
2.混凝土结构耐久性的定义及设计原则混凝土结构的耐久性一般可理解为:结构在规定的使用年限内,在各种环境条件作用下,不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用性和可接受的外观的能力。
[4]所以,在混凝土结构设计规范(GB50010-2002)中提出了如下的设计原则:“在设计使用年限内,结构和结构构件在正常维护条件下应能保持其使用功能,而不需进行大修加固。
设计使用年限应按现行国家标准GB50068确定。
若建设单位提出更高要求,也可按建设单位的要求确定。
混凝土结构耐久性研究现状
由于钢筋混凝土结构结合了钢筋抗拉与混凝土抗压的优点,表现出良好的受力性能,成为应用最普遍最广泛的结构形式,近年对水工结构、港工结构、桥梁结构、建筑结构的大量工程调查显示,钢筋混凝土结构表现出了严重的耐久性问题,许多既有钢筋混凝土结构工程往往达不到设计使用年限就需要进行加固修复,其中耐久性的降低是一大影响因素。
钢筋混凝土结构耐久性问题的日益突出,引起了世界各国对加强钢筋混凝土结构耐久性研究的重视。
耐久性是指在确定的环境和维修、使用条件下,构件在设计使用年限内保持适用性、安全性的能力。
钢筋混凝土结构在其使用过程中经常会受到各种各样的腐蚀和损伤,降低了构件的耐久性和结构的可靠度,导致工程的实际使用寿命往往短于设计使用年限。
影响耐久性的因素,混凝土的碳化,钢筋锈蚀,混凝土的冻融,碱-骨料反应等。
我国在钢筋混凝土耐久性问题上尚缺少全国性的系统资料,但从一些调查资料和发表的有关文献来看,钢筋混凝土耐久性问题也是极其严重的。
中国建筑科学研究院的调查表明,我国现役工业建筑物损坏严重,其结构的使用寿命一般不能保证50年,多数在25-30年左右就必须进行大修或加固。
1994年铁路部门的统计表明,我国铁路存在有病害的钢筋混凝土桥2675座,其中的722座发生裂损;仅使用20年的北京西直门立交桥,由于长期在冬季使用化冰盐,部分梁柱锈蚀严重,现己拆除重建。
从发达国家所取得的经验来看,钢筋混凝土耐久性问题造成的损失己是惊人的。
美国标准局(NBS)1975年的调查表明,美国每年因腐蚀造成的各种损失为700多亿美元,蚀破坏的修复费,1998年度就需要2500亿美元。
英国为解决海洋环境下钢筋混凝土结构的腐蚀与防护问题和修复已损伤的钢筋混凝土结构,每年耗资将近200亿英镑,而日本引以为自豪的新干线,在运行10年后也出现大面积的混凝土开裂、剥蚀现象,日本运输省曾检查了其103座混凝土港口码头,发现使用20年以上的都有大量的顺筋裂缝,目前日本每年用于房屋结构维修的费用就达400亿日元。
混凝土结构耐久性降低首先起源于材料性能劣化,继而引起混凝土构件强度、刚度衰减,最后影响整个结构安全。
由于客观条件,很多研究基于一般假设,如先钢筋锈蚀后加载试验,忽略荷载对混凝土力学性能劣化影响。
在实际工程中绝大多数混凝土结构经受荷载和环境因素同时作用,混凝土在承受荷载时,混凝土本身力学性能退化;同时对钢筋保护作用降低,加速钢筋锈蚀,有效钢筋截面面积减小致使构件承载力降低,钢筋与混凝土黏结性能退化使得钢筋塑性不能充分发挥,降低结构延性。
混凝土结构经受荷载和环境因素共同作用,荷载与环境等各因素产生的交互作用使得实际服役混凝土结构破坏过程复杂。
研究荷载与环境综合作用下混凝土结构耐久性问题对实际工程更具有意义。
混凝土结构在荷载与一般大气环境综合作用下,荷载对混凝土碳化影响不容忽视,混凝土碳化与荷载大小(应力水平)和荷载形式(拉、压应力)等有关。
当荷载应力抑制混凝土内部微裂缝发展时,混凝土碳化减缓; 而当荷载应力扩展混凝土内部微裂缝时,混凝土碳化加速。
荷载与特定大气环境( 如人工气候环境、盐雾大气环境、海洋大气环境等) 综合作用下构件耐久性研究成果甚少。
张俊芝等试验研究了人工气候环境下承受荷载作用混凝土梁受压
区钢筋初始锈蚀时间,结果表明随着混凝土受压区压应力增长,受压钢筋初始锈蚀时间延长。
虞爱平等试验研究了大气盐雾环境下承受持续荷载作用钢筋混凝土梁裂缝、挠度和承载力变化情况,结果表明:在持续荷载与盐雾大气环境(含Cl-、CO2等) 耦合作用下梁劣化随着荷载增加,劣化速度加快;在给定加载水平时,随着梁锈蚀率增加,其刚度降低。
由于荷载作用大小、形式多样,大气环境、海洋环境复杂多变,荷载与环境综合作用下混凝土结构耐久性研究尽管已经取得很多研究成果,但总体来讲,这方面研究从内容深度和广度、以及试验方法等方面还需要进一步完善。
笔者认为应从以下几方面进行重点研究:
(1) 混凝土的碳化模型、氯离子扩散模型研究立足于实际结构工作状态,通过试验研究,建立、验证和完善模型的适用性,以便能较好地评定混凝土的耐久性和使用寿命。
(2) 结构混凝土研究基于实际工作状态,除继续研究正常使用状态荷载水平与环境耦合研究外,尚须进行极限承载力荷载水平与环境耦合的耐久性研究。
(3)荷载与环境耦合作用引起的应力水平和荷载裂缝对结构耐久性影响有待进一步的试验研究和验证。
通过对南疆地区盐渍土环境下混凝土结构的耐久性现状调研及其影响因素研究,可得以下主要结论:
(1)南疆地区在役混凝土结构耐久性现状不容乐观,混凝土腐蚀、保护层剥落、钢筋锈蚀、构件开裂和鼓胀隆起是主要的病害,使混凝土结构的耐久性及服役期间的安全性受到严重威胁。
(2)南疆地区混凝土结构耐久性损伤劣化主要是由恶劣的气候条件、盐渍土腐蚀和盐水侵蚀、冻融破坏、干湿循环、钢筋锈蚀和盐渍土地基的盐胀、冻胀作用等引起。
(3)通过采取增厚混凝土表面沥青胶泥防腐涂层厚度或使用环氧树脂防腐涂料、提高混凝土密实度、使用钢筋阻绣剂、采用强夯法、设置止水带或敷设防渗膜等工程措施,可最大限度地减小或者消除盐渍土腐蚀和盐水侵蚀以及盐渍土地基的盐胀和冻胀作用,切实提高本地区混凝土结构的耐久性能。
(4)南疆地区部分在役混凝土结构耐久性损伤已影响到结构安全性,开展混凝土结构耐久性损伤机理与防治技术研究刻不容缓。
当今我国重大基础工程建设的迅猛发展和城市化高速推进已引起混凝土科学与工程界的倍加关注,大量水泥和混凝土材料的耗用不仅给我国的环境保护和资源紧张带来了挑战,同时也是混凝土结构耐久性研究的巨大推动力。
如不提高混凝土结构的耐久性,延长工程的服役寿命,必将给国家造成巨大的经济损失,影响到社会可持续发展,并将为工程的安全服役带来威胁。
在此基础上就该混凝土耐久性设计、评估和寿命预测的研究领域的发展方向提出当前亟待解决的问题:
(1)材料本身的劣化是使结构耐久性变差的内在因素,需从材料退化的机理出发研究结构的性能退化。
(2)中国幅员辽阔,气候差异悬殊,混凝土耐久性的要求也不相同,故需协调、联合相关单位或研究机构建立混凝土耐久性数据库。
(3)混凝土结构耐久性问题成因复杂,影响因素众多,且各因素间有耦合效应,应加强基于多因素交叉影响下的混凝土结构耐久性试验研究。
(4)有待进一步研究和发展基于全生命周期理念(SLCC)的耐久性设计理论和混凝土结构耐久性的动态评估与寿命预测体系。
高性能混凝土由于水胶比较低,硬化后混凝土结构更加密实,在抗冻性、抗渗性等耐久性指标方面明显优于普通混凝土,但是抗碳化能力有所下降。
采用高性能混凝土是解决钢筋混凝土结构耐久性不足的有效手段。
针对当前钢筋混凝土结构耐久性不足的现状,通过添加阻锈剂、对钢筋进行涂层、对高性能混凝土涂装涂层、电化学防护法等方法可进一步提高高性能混凝土的耐久性。
参考文献
[1] 王浩,田帅,宋启会. 谈国外混凝土耐久性研究现状[J]. 科技风. 2014(07): 160-163.
[2] 王成葛,广华,侯建国,黎亮,万瑞霞. 南疆地区混凝土结构耐久性现状与影响因素研究[J]. 武汉大学学报(工学版). 2017: 1-11.
[3] 焦俊婷. 荷载与环境综合作用混凝土结构耐久性研究进展[J]. 混凝土. 2015(08): 35-38.
[4] 陈安亮,徐曦. 高性能混凝土耐久性初探[J]. 混凝土世界. 2017(1): 86-89.
[5] 皮孙志,王水清.混凝土结构耐久性研究[J].建筑技术开发.2011(7):33-34.
[6] 左江波,綦春明.混凝土结构耐久性研究的新进展[J].混凝土.2011(8):51-53.
[7] 张晓,汪潇,郭勇志.影响钢筋混凝土耐久性的因素及改善措施[J].建筑技术.2015(46):290-291.。