混凝土结构耐久性的研究综述
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混凝土耐久性及其评价方法研究一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料,在建筑领域中得到广泛应用。
然而,混凝土在使用过程中会受到多种因素的影响,如气候、环境、荷载等,从而导致其耐久性降低。
因此,混凝土耐久性的评价成为了一个重要的研究方向。
本文将对混凝土耐久性及其评价方法进行全面的研究。
二、混凝土耐久性的概念与影响因素2.1 混凝土耐久性的概念混凝土耐久性指的是混凝土在特定使用年限内,能够保持其设计强度、稳定性和耐久性等性能的能力。
混凝土耐久性的好坏关系到建筑物的使用寿命和安全性。
2.2 影响混凝土耐久性的因素混凝土耐久性受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:(1)气候条件:气候条件是影响混凝土耐久性的重要因素之一。
如高温、低温、干燥、湿润等气候条件会导致混凝土的龟裂、脱落等现象。
(2)环境因素:环境因素也是影响混凝土耐久性的重要因素。
如盐水、酸雨、氯离子等对混凝土的侵蚀会导致其耐久性下降。
(3)荷载因素:荷载因素也会对混凝土的耐久性产生影响。
如大荷载下混凝土易产生裂缝,导致其耐久性下降。
(4)施工因素:施工因素也会对混凝土的耐久性产生影响。
如混凝土的拌合、浇筑、养护等环节不当,会导致混凝土的强度和耐久性下降。
三、混凝土耐久性的评价方法3.1 耐久性指标的选择混凝土耐久性的评价需要选择合适的耐久性指标,常用的指标包括:抗压强度、抗拉强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等。
3.2 耐久性评价方法(1)实验室试验方法实验室试验方法是混凝土耐久性评价的一种重要方法,主要包括:① 抗压强度试验:通过测定混凝土的抗压强度来评价其耐久性。
② 抗拉强度试验:通过测定混凝土的抗拉强度来评价其耐久性。
③ 抗冻性试验:通过测定混凝土在冻融循环中的损伤程度来评价其耐久性。
④ 抗渗性试验:通过测定混凝土中水分的渗透性来评价其耐久性。
(2)现场检测方法现场检测方法是混凝土耐久性评价的另一种重要方法,主要包括:① 硬度检测:通过测定混凝土的硬度来评价其耐久性。
FRP筋增强混凝土结构耐久性能及其设计方法研究共3篇FRP筋增强混凝土结构耐久性能及其设计方法研究1FRP筋增强混凝土结构耐久性能及其设计方法研究随着建筑物的高度、跨度和荷载的增加,结构材料对抗大荷载、抗压能力及耐久性的要求也越来越高。
传统的钢筋混凝土结构虽然能够满足基本的需求,但在一些极端条件下,表现不足。
FRP筋增强混凝土结构由于其轻重比高,耐腐蚀、耐老化、高强度等特性,受到了广泛的关注。
本文将探讨FRP筋增强混凝土结构的耐久性能及其设计方法。
一、FRP筋增强混凝土结构的耐久性能1.耐火性能FRP筋增强混凝土结构的耐火性能较差,主要是因为FRP材料在高温下会发生软化。
在工程设计中应严格控制FRP材料的使用量,以尽量减少其对整个结构的影响。
此外,还需要采用一些防火措施,如加装防火涂料,以提高整个结构的耐火性能。
2.耐久性能FRP筋增强混凝土结构具有优异的耐久性能,主要体现在以下几个方面:(1)抗腐蚀性能:FRP材料具有优良的腐蚀抵抗能力,可在酸、碱等腐蚀介质中长期使用。
(2)抗疲劳性能:FRP材料的疲劳寿命约为钢材的40倍,可以有效地延长结构的使用寿命。
(3)耐老化性能:FRP材料不会因长时间暴露在紫外线、高温、高湿等环境中而出现龟裂、开裂等老化现象。
3.耐震性能FRP筋增强混凝土结构在抗震性能方面具有独特的优势。
由于FRP材料的轻重比较低,可显著减轻结构的自重,提高结构的自振周期,从而使结构在地震力作用下具有更好的抗震性能。
二、FRP筋增强混凝土结构的设计方法在FRP筋增强混凝土结构设计中,需要考虑材料的特性、结构的荷载和边界条件等因素。
1.材料特性FRP材料的特性是设计过程中需要考虑的关键因素。
主要包括FRP材料的拉、压特性、强度系数和疲劳寿命等。
在设计中需要根据结构的性质和荷载,合理选择FRP材料的规格和数量,以确保整个结构的安全性和可靠性。
2.结构荷载结构荷载是影响结构设计的另一个关键因素。
混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用一、引言混凝土结构是建筑工程中最常见的建筑材料之一,其优点在于其强度大、耐久性高、施工方便等。
但是,在实际使用中,混凝土结构也会面临疲劳与耐久性问题。
因此,本文将详细介绍混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用。
二、混凝土结构中的疲劳问题1. 疲劳的定义疲劳是指材料在受到重复载荷作用时发生的损伤和破坏。
在混凝土结构中,疲劳主要是由于受到重复荷载引起的。
2. 疲劳的危害混凝土结构的疲劳问题会导致混凝土结构的强度和刚度的降低,甚至会引起结构的崩塌。
因此,疲劳问题在混凝土结构设计中是必须考虑的问题。
3. 疲劳的影响因素混凝土结构中的疲劳问题受到多种因素的影响。
其中,主要包括以下几个方面:(1)荷载频率:荷载频率越高,疲劳损伤越严重。
(2)荷载幅值:荷载幅值越大,疲劳损伤越严重。
(3)荷载形式:不同形式的荷载对混凝土结构的疲劳损伤也不同。
(4)材料本身的性能:不同材料的抗疲劳性能不同。
4. 疲劳的设计原则为了解决混凝土结构中的疲劳问题,需要在设计阶段采取一系列措施。
具体的设计原则如下:(1)减小荷载频率:可以通过增加支撑点、减小振动源的频率等方式来减小荷载频率。
(2)减小荷载幅值:可以通过加强结构刚度、减小荷载大小等方式来减小荷载幅值。
(3)选择合适的荷载形式:需要根据实际情况选择合适的荷载形式,例如单向、双向、多向、随机等荷载形式。
(4)选择合适的材料:需要选择具有良好抗疲劳性能的材料。
5. 疲劳的解决方法除了在设计阶段采取一系列措施外,还可以通过以下几种方式来解决混凝土结构中的疲劳问题:(1)加强结构的刚度:可以通过增加结构的截面尺寸、增加加劲板的数量等方式来加强结构的刚度,从而减小结构的振动。
(2)采用防疲劳材料:可以采用具有良好抗疲劳性能的材料来替代传统的混凝土材料,例如纤维加强混凝土等。
(3)加装减振器:可以在混凝土结构的支撑点或节点处加装减振器,从而减小结构的振动。
混凝土框架结构的耐久性分析混凝土框架结构是现代建筑中常用的一种结构形式,其具有稳定性好、承载能力高、耐久性强等优点。
然而在长期使用过程中,混凝土框架结构也会面临着各种各样的问题,比如裂缝、腐蚀、变形等。
因此,对于混凝土框架结构的耐久性分析显得尤为重要。
本文将从以下几个方面来探讨混凝土框架结构的耐久性分析。
一、混凝土框架结构的耐久性问题混凝土框架结构在使用过程中,可能会面临以下几个方面的耐久性问题:1.混凝土的抗压强度会随着时间的推移而降低,从而导致结构的承载能力下降。
2.混凝土内部的钢筋易被氧化、锈蚀,导致钢筋断裂或失效,从而使得结构的稳定性受到影响。
3.混凝土表面的裂缝会影响混凝土的整体强度,同时也会进一步加速结构的老化。
4.在地震、风灾等自然灾害的作用下,混凝土框架结构易受到破坏,从而影响其耐久性。
二、混凝土框架结构的耐久性分析方法为了确保混凝土框架结构的耐久性,需要对其进行全面的耐久性分析。
常用的分析方法如下:1.力学分析法通过对混凝土框架结构进行力学分析,确定其受力状态和应力分布情况,从而评估其耐久性。
2.材料试验法通过对混凝土和钢筋等材料进行试验,测定其物理力学性能,从而评估混凝土框架结构的耐久性。
3.现场检测法通过对混凝土框架结构进行现场检测,包括外观检查、测量、取样分析等方法,从而评估其耐久性。
4.结构模拟法通过建立混凝土框架结构的模型,进行计算仿真分析,从而评估其耐久性。
三、提高混凝土框架结构的耐久性的方法为了提高混凝土框架结构的耐久性,需要从以下几个方面入手:1.材料选用应选择优质的混凝土和钢筋等材料,并严格按照标准进行配比和施工,确保材料质量。
2.结构设计结构设计应满足工程使用要求,并考虑地震、风灾等自然灾害的影响,保证结构的稳定性和耐久性。
3.施工过程施工过程中应注意质量控制,保证施工质量,同时应注意施工安全。
4.维护保养结构完工后,应加强维护保养,及时处理混凝土表面的裂缝和钢筋的腐蚀问题,保证结构的耐久性。
混凝土耐久性试验及其影响因素研究一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一,其广泛应用于各种建筑结构中。
然而,随着时间的推移,混凝土结构的耐久性逐渐变差,这给建筑的使用寿命和安全性带来了很大的隐患。
因此,混凝土耐久性试验及其影响因素研究具有重要意义。
二、混凝土耐久性试验1.试验目的混凝土耐久性试验的主要目的是评估混凝土结构在不同环境条件下的耐久性,包括抗氯离子渗透、抗硫酸盐侵蚀、抗碳化、抗冻融循环等。
2.试验方法(1)氯离子渗透试验:使用电导率法或氯离子含量分析法,测定混凝土的氯离子渗透深度。
(2)硫酸盐侵蚀试验:将混凝土试件置于硫酸盐溶液中,测定试件的重量损失和强度损失。
(3)碳化试验:将混凝土试件置于二氧化碳环境中,测定试件的碳化深度和抗碳化性能。
(4)冻融循环试验:将混凝土试件置于冻融循环条件下,测定试件的破坏形式和破坏时间。
3.试验结果分析根据试验结果,可以评估混凝土结构的耐久性,确定相应的维护和修复措施。
三、混凝土耐久性影响因素分析1.材料因素混凝土材料的配合比、水胶比、矿物掺合料等都会影响混凝土的耐久性。
例如,适量的粉煤灰掺合可以提高混凝土的抗氯离子渗透性能。
2.施工因素混凝土的施工质量对混凝土结构的耐久性有很大的影响。
例如,混凝土密实度不足、孔隙率过大等会降低混凝土的耐久性。
3.环境因素混凝土结构所处的环境条件也会影响混凝土的耐久性。
例如,潮湿的环境会加速混凝土的碳化,从而降低混凝土的耐久性。
4.维护因素混凝土结构的维护状况也会影响混凝土的耐久性。
例如,及时清理混凝土表面的污垢可以减少混凝土的氯离子渗透。
四、混凝土耐久性改善技术1.防水剂适量的防水剂可以提高混凝土的密实度,从而提高混凝土的耐久性。
2.表面处理通过表面处理,可以减少混凝土表面的开裂和龟裂,从而提高混凝土的耐久性。
3.修复技术及时发现混凝土结构的病害,并采取修复措施,可以延长混凝土结构的使用寿命。
五、结论混凝土耐久性试验及其影响因素研究是混凝土结构维护和修复的基础。
混凝土结构耐久性分析混凝土结构是现代建筑、桥梁、水利工程等基础设施建设中常用的建筑材料。
耐久性是一个混凝土结构能够承担预期使用条件下的环境和荷载作用,同时保持功能、强度和外观的属性的重要性能指标。
然而,混凝土结构在实际使用中,可能会因为多方面的因素(如气候、人为破坏、各种外力等)导致它的耐久性下降,甚至失效。
因此,混凝土结构耐久性分析显得尤为必要。
一、混凝土结构耐久性下降原因1.1 环境因素环境因素是混凝土结构耐久性下降的主要因素,对环境的温度、湿度、光照、酸雨、盐雾等因素都会影响混凝土材料的性能,尤其是对钢筋的腐蚀影响最为明显。
1.2 混凝土结构质量问题在混凝土结构施工过程中,可能存在众多质量问题,如混凝土成分不合理及失水过度、养护不足、震动不足等都会影响混凝土的耐久性。
1.3 年限问题所有建筑物都有一个使用寿命,当使用寿命到达后,混凝土结构会自然变得脆弱,破坏和崩溃的可能性变得非常高,达到失效状态。
二、混凝土结构耐久性分析指标2.1 混凝土的强度混凝土的强度是混凝土结构耐久性的一个重要指标,混凝土的强度不足会导致结构的承载能力下降,甚至导致结构的破坏。
2.2 混凝土的抗渗性能混凝土的抗渗性能是指混凝土结构在外界环境的作用下,能否有效地防止水和其他有害物质渗透到混凝土结构的表面并进一步影响混凝土结构的性能。
2.3 钢筋的腐蚀情况钢筋的腐蚀是混凝土结构在使用过程中最常见、也最为严重的问题之一。
由于钢筋的腐蚀会导致钢筋截面积减小,从而降低钢筋的承载能力,并且还可能导致钢筋与混凝土的黏结力下降,加速混凝土结构的老化。
三、混凝土结构耐久性评估3.1 基础测试对于混凝土结构的耐久性评估,第一步必须是基础测试。
测试结果将确定混凝土结构的表面、内部质量,以及钢筋的状态和存在问题。
3.2 混凝土结构构件损伤分析针对混凝土结构损伤、腐蚀和疲劳断裂等问题,进行结构构建的检测和分析,分析混凝土结构可能存在的问题。
3.2 额外测试和分析除了基础测试,还应对混凝土结构进行额外的测试和分析。
混凝土结构设计中的耐久性设计混凝土结构在建筑工程中扮演着重要的角色,其耐久性设计尤为关键。
耐久性设计是指在一定使用期限内,结构能够保持其设计使用功能。
耐久性设计的好坏直接影响着结构的使用寿命和安全性。
本文将从混凝土结构耐久性设计的概念、影响因素、设计要点以及常见问题等方面进行探讨。
一、耐久性设计的概念耐久性设计是指在结构设计过程中考虑和控制结构在使用环境中受到的各种破坏因素,使结构满足设计使用寿命的要求。
耐久性设计的目的是确保混凝土结构在使用寿命内具有足够的承载能力和稳定性,并且保持良好的使用功能和外观。
二、耐久性设计的影响因素1. 材料选择:混凝土的品种、配合比、强度等对结构的耐久性至关重要。
要选择符合设计要求和使用环境的混凝土材料,严格控制材料的质量。
2. 环境条件:结构所处的环境条件,如潮湿度、温度、气候等都会影响结构的耐久性。
要合理选择结构材料和采取防护措施,以适应不同的环境条件。
3. 结构设计:结构设计中的构造形式、截面尺寸、支座方式等都会对结构的耐久性产生影响。
要合理设计结构,确保结构在使用寿命内不会出现严重的损坏。
4. 施工工艺:施工过程中的施工方法、工艺操作等也会影响结构的耐久性。
要保证施工质量,严格按照设计要求执行施工工艺。
三、耐久性设计的要点1. 防水防潮:混凝土结构在使用过程中要经受各种湿润环境的考验,要做好防水防潮的设计工作,防止水分侵入混凝土内部引发腐蚀。
2. 防腐防火:结构要考虑到防腐和防火等方面的要求,选择耐候性好的材料和进行合理的防护措施,提高结构的耐久性。
3. 疲劳抗震:结构在使用过程中会受到外部荷载的作用,要考虑结构的疲劳和抗震性能,合理设计结构的受力方式和抗震构造。
4. 维护保养:结构的保养工作对于其耐久性至关重要,要制定合理的维护计划,及时检修和维护结构,延长结构的使用寿命。
四、混凝土结构设计中的常见问题1. 配合比不合理:混凝土配合比过高或过低都会影响结构的性能,容易导致混凝土开裂和渗水等问题。
浅析混凝土结构的耐久性混凝土结构是现代建筑中最广泛使用的结构之一。
其强度高、耐久性好等优点,使得混凝土成为建筑领域中的代表性材料。
然而,混凝土结构的耐久性一直是建筑工程师所关注的问题。
在长时间的使用过程中,混凝土结构会遇到各种外部环境和内在因素的影响,使得其耐久性逐渐下降。
本文将从多个方面对混凝土结构的耐久性进行浅析,以帮助读者更好地了解混凝土结构的特点和维护方法。
1. 混凝土本身的性质首先来看混凝土本身的性质。
混凝土是一种由水泥、细骨料和粗骨料等材料混合而成的复合材料。
它的强度和耐久性主要取决于其组成材料的质量、配合比和成型质量等因素。
一般来说,混凝土中水泥的质量越好、配合比越合理、成型工艺越优良,其强度和耐久性就越好。
此外,混凝土的龄期也会对其性能产生影响。
龄期较短的混凝土可能会受到冻融、温度变化等外部环境因素的影响而出现龟裂、开裂等问题,而龄期较长的混凝土则更加稳定。
2. 外部环境的影响混凝土结构的耐久性还受到外部环境的影响。
例如,空气中的化学物质和水分会渗透到混凝土中,对其强度和稳定性产生负面影响。
氧化、酸蚀、碱性反应等也会对混凝土结构的外观造成影响,并可能导致其破坏。
在山区和海滨地区,还会受到风吹雨打、海水侵蚀等自然现象的影响,进一步加速混凝土结构的老化。
3. 内在因素的影响混凝土结构的耐久性还与内在因素有关。
例如,混凝土结构内部的钢筋会受到氧化、锈蚀等影响,从而影响整个结构的强度和稳定性。
此外,混凝土结构内部也可能存在缺陷或不均匀的情况,例如孔洞、虚化、裂缝等,这些都会对结构的承重能力和耐久性产生影响。
4. 维护和保养为保持混凝土结构的良好状态,需要进行定期的维护和保养。
一般来说,混凝土结构的维护包括表面清洗、防水、补漏、加固以及涂装等方面。
定期检查和维护可以及时发现和修复一些潜在问题,从而延长混凝土结构的使用寿命。
此外,在建筑设计和施工过程中,也需重视混凝土结构的耐久性问题,选择优质的材料、配合合理的比例、采取科学的施工工艺等,尽可能提高混凝土结构的质量和可靠性。
混凝土结构设计中的耐久性要求一、引言混凝土结构作为建筑工程的主要构造材料之一,在建筑领域中扮演着重要的角色。
在设计混凝土结构时,耐久性是一个非常重要的考虑因素。
耐久性涉及到混凝土结构在使用寿命内的性能表现,包括强度、稳定性、耐久性和安全性等方面。
本文将探讨混凝土结构设计中的耐久性要求。
二、混凝土结构中的耐久性要求1. 安全性要求混凝土结构的耐久性要求首先要保证结构的安全性。
结构的安全性是指结构在使用寿命内的承载能力、变形能力和稳定性等方面具有足够的安全保障。
因此,在混凝土结构的设计中,必须对结构的荷载进行合理的计算和分析,确保结构的安全性。
2. 耐久性要求混凝土结构的耐久性要求是指结构在使用寿命内能够保持足够的强度、稳定性和耐久性。
混凝土结构的耐久性要求通常包括以下几个方面:(1)抗裂性能:混凝土结构在使用寿命内必须具有足够的抗裂性能,即能够承受外界荷载和变形引起的裂缝。
(2)耐久性能:混凝土结构在使用寿命内必须具有足够的耐久性能,即能够抵抗外界环境因素(如氧化、酸碱性等)的侵蚀和破坏。
(3)可维护性:混凝土结构在使用寿命内必须具有足够的可维护性,即能够方便地进行检查、维修和保养。
3. 稳定性要求混凝土结构的稳定性要求是指结构在使用寿命内能够保持足够的稳定性,即避免结构发生倒塌、滑移和失稳等现象。
为了保证混凝土结构的稳定性,必须对结构进行合理的结构设计和荷载计算,并采取必要的稳定性措施,如增加结构的自重、增加结构的水平刚度等。
4. 防火性能混凝土结构的防火性能是指结构在火灾发生时能够保持足够的稳定性和承载能力,以确保人员的安全和财产的保护。
为了提高混凝土结构的防火性能,必须采取必要的防火措施,如增加结构的防火涂料、采用防火材料等。
三、混凝土结构设计中的耐久性要求的实现1. 材料的选择和质量控制混凝土结构的耐久性要求与所使用的混凝土材料的质量有直接关系。
因此,在混凝土结构设计中,必须选择具有足够强度和稳定性的混凝土材料,并加强对材料的质量控制。
分析混凝土结构耐久性研究的回顾与展望摘要:该文以混凝土结构耐久性设计为研究对象,首先针对混凝土结构耐久性设计过程中存在的几点问题做出了简要分析,进而详细研究了设计过程中需要特别关注的几点问题,旨在于引起各方人员的特别关注与重视。
关键词:混凝土结构耐久性设计问题要点分析1 混凝土结构耐久性设计中存在的问题分析在当前技术条件支持下,我国有关混凝土结构耐久性的设计方法主要可以分为两种类型:其一,此类混凝土结构设计方法起源于欧洲,主要适用于欧洲绝大部分国家的混凝土结构设计规范,在应用于我国工程实践有着大量的不适应性,从而需要基于实践应用情况,对其做出合理的修改与调整;其二,此类混凝土结构设计方法主要将耐久性的设计分作计算/验算以及构造这两个方面予以考量,通过对荷载作用力以及抗力随时间变化的发展规律,达到分析结构使用周期的目的。
然而其自身就存在一定的问题,如习惯单一破坏因素的试验研究,其与实际工程中多因素影响下的联合作用存在一定的脱节问题,导致大量的重复性劳动,且组织与实际工作之间的联系不够紧密,从而导致所得出的结论不够准确。
2 混凝土结构耐久性设计中的关键要点分析现阶段,发展比较成熟与科学的混凝土耐久性设计方法应当由两个方面的关键要素所构成:其一是有关混凝土结构耐久性的计算与验算;其二是有关混凝土结构耐久性的构造。
按照上述方式,推荐在混凝土结构耐久性的设计过程当中,按照如下步骤予以实现:第一步是针对整个混凝土结构所处环境区域加以严格分类及界定,在此基础之上,还需要确定此类环境相对于混凝土结构的作用与效应;第二步是针对整个混凝土结构的设计使用寿命加以合理确定;第三步是针对混凝土结构所对应的耐久性设计数据加以详细计算与验算处理;第四步是按照上述步骤中所确定的混凝土结构耐久性计算数据,制定严格意义上的混凝土结构耐久性构造措施与方案。
具体而言,需要在实践工作中,重点关注如下几个方面的内容。
(1)混凝土结构耐久性设计过程中对于环境相对于混凝土结构耐久性设计的作用与效应分析:在当前技术条件支持下,从混凝土结构耐久性设计的研究角度上来说,按照环境属性的差异性,可具体划分为六种类型:①大气环境;②土壤环境;③海洋环境;④受环境水影响环境;⑤化学物质侵蚀环境;⑥特殊环境。
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。
混凝土结构设计的耐久性设计要求混凝土结构设计的耐久性一直是工程设计中的一个重要方面,主要是为了确保结构在长期使用过程中不受到各种外界因素的损害。
有效的耐久性设计要求可以延长结构的使用寿命,减少维修和更换的需求,降低维护成本,并确保结构的安全性和可靠性。
本文将从材料选择、结构设计和防护措施等方面探讨混凝土结构设计的耐久性设计要求。
一、材料选择混凝土结构设计的耐久性首先取决于所选用的材料,包括水泥、骨料等。
在选择水泥时,应优先选择具有较高抗压强度和耐久性的品种,如硅酸盐水泥和矿渣水泥等。
骨料应具有良好的力学性能和化学稳定性,以确保混凝土的强度和耐久性。
二、结构设计混凝土结构的设计应充分考虑结构的使用环境和荷载条件,以确保结构的稳定性和耐久性。
在设计过程中,应合理选择截面尺寸和配筋方式,以提高结构的抗裂性和抗震性能。
此外,结构应尽可能避免出现应力集中和裂缝的问题,可以通过合理的布置钢筋和采取适当的预应力措施来达到这一目的。
三、防护措施为了提高混凝土结构的耐久性,需要采取一系列的防护措施,包括以下几个方面:1. 防水处理:在混凝土结构的设计中,应考虑采取适当的防水措施,如使用防水剂、加强防水层的厚度和密实度等,以防止水分渗透和腐蚀导致结构损坏。
2. 防腐蚀处理:混凝土结构在潮湿环境下容易受到腐蚀的影响,为了提高耐久性,应采取防腐蚀措施,如使用抗氯化物混凝土、涂覆腐蚀防护涂层等。
3. 施工质量控制:混凝土结构的施工质量对其耐久性至关重要。
应加强施工过程的质量控制,确保混凝土的配合比例、浇筑质量和养护条件等符合设计要求。
4. 环境监测:对于重要的混凝土结构,应建立完善的环境监测系统,对结构所处环境的温度、湿度和盐度等因素进行监测,及时发现问题并采取相应的修复和维护措施。
总结:混凝土结构设计的耐久性设计要求涉及材料选择、结构设计和防护措施等多个方面。
通过合理选择材料、优化结构设计和采取有效的防护措施,可以提高混凝土结构的耐久性,延长其使用寿命,从而保证结构的安全性和可靠性。
混凝土结构耐久性及高性能混凝土的应用摘要:混凝土结构在建筑工程中一直扮演着重要的角色,是建筑质量可靠性的保障。
随着国家经济水平和科学技术水平的不断提高,越来越多的建筑工程出现在人们的生活中,为城市化的建设贡献着力量。
因此,建筑工程对混凝土结构的质量要求变得越来越严格,并在实际施工的过程中,将一些先进的技术手段的与混凝土结构相融合,以此来提升混凝土结构的耐久性、稳定性和安全性等。
本文就混凝土结构耐久性及高性能混凝土的应用进行简单的论述,希望能对混凝土结构在未来的良好发展有所帮助。
关键词:混凝土结构;耐久性;高性能;应用由于时代的发展和社会的进步,越来越多风格迥异的建筑涌入人们的生活中,给社会的发展和建设增添别样的风采。
随着这些独特建筑的出现,各建筑工程所要考虑的问题也多了起来,尤其在混凝土的使用和结构耐久性方面,更是加强了关注力度。
混凝土是建筑工程建设中重要的组成部分,也是影响建筑整体质量关键的因素。
要想让混凝土结构的耐久性有所提升,更好的适应现代社会下建筑工程的建设,建筑工程团队不仅要善于发现现阶段混凝土结构建设中存在的问题,找到影响其耐久性的原因,并制定合理方案进行解决,还需要建筑工程能够对高性能的混凝土有进一步的了解,这样才会为建筑行业的可持续发展提供保障。
一、混凝土结构耐久性及高性能混凝土概述1、混凝土结构耐久性的概述简单的来说,混凝土材料的耐久性能的指标一般包括:抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性、混凝土的碳化和碱骨料的反应。
混凝土一般是通过水泥、砂和石作为骨料,与水按照一定的比例经过搅拌而形成的。
混凝土作为建筑工程中使用的主要建筑材料,对建筑行业的发展具有十分重要的意义。
提高了人们生活水平的同时,也促进了我国经济发展。
2、高性能混凝土概述高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,采用常规材料和工艺生产,具有混凝土结构所要求的各项力学性能,具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。
其特点体现在:第一,高性能混凝土用水量较低,流动性好,抗离析性高,从而具有较为优异的填充性。
・294‘材料导报
2013年5月第27卷专辑21
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混凝土结构耐久性的研究综述+
张亮,严建军,李响(长江科学院;水工程安全与病害防治工程技术研究中心,武汉430010)摘要混凝土是当今重要的结构工程材料,混凝土结构的耐久性问题日益突出。介绍了国内外混凝土结构耐
久性研究概况以及主要研究内容,简述了混凝土结构耐久性的影响因素及相应的提高措施,同时提出了关于混凝土结构耐久性的未来发展趋势,为目前我国混凝土结构耐久性设计、施工和管理提供参考。关键词混凝土结构耐久性
中图分类号:TU375文献标识码:A
AReviewontheDurabilityofConcreteStructureZHANGLiang,YANJianjun,LIXiang
(ChanNiangRiverScientificResearchInstitute;ResearchCenterforWaterEngineeringSafetyandDisaster
PreventionofMinistryofWaterResources,Wuhan430010)
AbstractConcreteisanimportantstructuralengineeringmaterial,buttheproblemofthedurabilityofcon-
cretestructuresisincreasinglysignificant.Researchsurveysandthemainresearchcontentsofthedurabilityofcon—
cretestructureathomeandabroadaredescribed,andinfluencingfactorsandimprovingmeasuresaresummarized.
Meanwhile,thefuturetrendsonthedurabilityofconcretestructuresareputforwardandcanprovidereferencefor
concretedurabilitydesign,constructionandmanagement.
Keywordsconcrete,structure,durability
混凝土是工程中用量最多的建筑材料,也是最主要的结构材料,钢筋混凝土结构已成为世界上应用最为广泛的结构形式。然而,从混凝土应用于土木工程至今,大量的混凝土结构由于各种原因导致提前失效,达不到预定服役年限。这其中有的是结构设计的抗力不足造成的,有的是使用荷载的不利变化引起的,但更多的是结构耐久性不足造成的,特别是海洋环境对沿海及近海地区的混凝土结构造成的钢筋锈蚀,导致结构发生早期损坏,丧失耐久性。耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因之一。混凝土结构的耐久性是指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安全、使用功能和外观要求的能力。可以理解为,混凝土结构的耐久性是指在正常设计、施工、使用和维护条件下,在规定的时间内,虽然构件性能随时间逐渐劣化,但结构仍能满足预定功能的能力[1]。虽然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,但工程结构设计中普遍存在重强度设计而轻耐久性设计的现象。同时,不合格的施工也会影响混凝土结构的耐久性。另外,在混凝土结构使用过程中,缺乏合理的维护也会导致结构耐久性降低。国内外统计资料表明,由于混凝土结构的耐久性病害而导致的经济损失非常巨大,而且耐久性问题也会越来越严重,因此,加强混凝土结构耐久性研究,提高设计质量,延长结构使用寿命是一个非常重要的现实课题。
1混凝土结构耐久性研究进展
1.1混凝土耐久性研究内容混凝土结构的耐久性研究可分为环境、材料、构件和结构4个层次,其中材料和构件的研究较为深入。图1[2]可以更直观地说明混凝土结构耐久性的研究内容。一般大气环境是民用混凝土结构所处的环境状态,而海洋环境是混凝土结构所处的特殊环境,是混凝土结构耐久性研究的重点对象。材料层次的研究是混凝土结构耐久性最基础的部分,包括混凝土和钢筋两部分,其中混凝土碳化、氯盐腐蚀、冻融破坏和碱集料反应属于混凝土的耐久性问题,而钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性下降最主要和最直接的因素,目前对影响钢筋锈蚀的因素、修饰钢筋材料性能的变化、钢筋锈蚀的防护和检测等各方面均已有较多研究[3.43。混凝土构件耐久性的研究是研究混凝土结构耐久性的前提和基础,钢筋锈蚀引起混凝土保护层胀裂,锈胀裂缝产生后钢筋的锈蚀加速,大大影响钢筋混凝土构件的耐久性能。结构层次的研究包括对未建混凝土结构进行耐久性设计和对服役混凝土结构进行耐久性评估。目前国内外针对混凝土耐久性设计提出的极限状态方程均有各自的观点,都是从耐
*中央级公益性科研院所基本科研业务费项目(CKSF2012018/CL)张亮:男,1980年生,工程师,研究方向为水泥混凝土E-mail:baldcat@163.corn
万方数据混凝土结构耐久性的研究综述/张亮等・295・久性计算或构造措施人手来进行耐久性设计的[53。长期以来,对服役结构耐久性的评估一直依赖有经验的技术人员做出的评价和处理,即传统经验法。随着现代科技的发展,混凝土结构耐久性评估方法和手段有很大进展[6-8j,但迄今为止,尚未有理想的混凝土耐久性评估模式,在实际工程应用中还是以经验判断为基础,运用层次分析法来进行混凝土结构的耐久性评估居多,对混凝土结构的耐久性还有待进一步深入研究。
混凝土结构耐久性分析,大气环境环境层次{霎囊姜萎
L工业环境,混凝土碳化
l氯盐腐蚀材料层次<冻融破坏
I碱集料反应L钢筋锈蚀r混凝土锈胀开裂模型构件层次{粘结性能衰退模型L构件承载力的变化结构层次f耐久性设计L耐久性评估
图1混凝土结构耐久性研究内容框架Fig.1Contentsofconcretedurability1.2国内外研究现状早期,波特兰水泥主要应用于大量的海洋工程,这些构
筑物长期经受外部介质的强烈影响而发生迅速破坏,因此,早期混凝土耐久性的研究主要集中在海上构筑物中混凝土的腐蚀研究。19世纪40年代,法国工程师Buka对水硬性石灰及用石灰和火山灰制成的砂浆性能进行了研究,并著有《水硬性组分遭受海水腐蚀的化学原因及其防护方法的研究》一书,这是研究海水对水硬性胶凝材料制成的混凝土腐蚀破坏的第一部科研著作。20世纪20年代初,随着结构计算理论和施工技术的相对成熟,钢筋混凝土结构开始被大规模采用,因此许多新的耐久性问题逐渐出现。1925年,美国开始在硫酸盐含量极高的土壤内对钢筋混凝土进行长期实验;20世纪40年代,美国学者T.E.Stanton首先发现并定义了碱一骨料反应,此后混凝土结构的耐久性问题在许多国家受到了重视;1945年,Powers等提出了静水压假说和渗透压假说,开始了混凝土冻融破坏的研究。20世纪60年代,混凝土结构耐久性的研究进入了一个高潮,并开始朝系统化、国际化方向发展。国际材料与结构研究所联合会(RILEM)于1960年成立了“混凝土中钢筋腐蚀”技术委员会,旨在推动混凝土结构耐久性研究的发展,混凝土结构正常使用的问题逐渐成为国际学术机构和国际性学术会议讨论的重要课题之一。之后,召开了多次国际混凝土耐久性学术会议,部分科研成果已应用于工程实践并成为指导工程设计、施工、维护等的标准性技术文件。我国从20世纪60年代开始混凝土结构的耐久性研究,主要研究混凝土的碳化和钢筋的锈蚀的影响。20世纪80年代初,我国对混凝土结构的耐久性进行了一些研究,取得了很多成果。中国土木工程学会于1982年、1983年连续两年召开了全国耐久性学术会议,为混凝土结构规范的科学修订奠定了基础。铁道部、交通部和中国土木工程学会等有关部门结合工程的需要对混凝土结构的腐蚀组织进行了实验研究,收集了大量的实验数据。各高等院校也为混凝土耐久性研究做了很多工作[9-15]。1991年12月全国混凝土耐久性学组在天津成立,使我国混凝土结构耐久性的研究朝系统化、规范化方向迈进了一步。2001年11月众多相关专家学眷在北京举行的工程科技论坛上,就土建工程的安全性和耐久性问题进行了热烈讨论,混凝土结构的耐久性问题受到了前所未有的重视[16。。目前,混凝土结构的耐久性研究在我国已广泛展开,并取得了一些实践成果,为制定符合我国国情的行之有效的混凝土结构耐久性评估标准和耐久性设计规范奠定了基础。1.3混凝土结构耐久性研究的发展混凝土结构的耐久性是一个十分复杂的结构工程基础问题,虽然目前已有一些研究成果,但仍有许多问题有待解决。由于混凝土结构耐久性的研究多依赖于大量、长期的观测和调研数据,因此在实验室加速试验与实际环境中进行材料耐久性能的对比是研究钢筋混凝土耐久性的基本前提。目前我国已制定有关结构材料耐久性实验的标准,如《普通混凝土长期性能与耐久性能试验方法》(GB./T50082—2009),但实际环境与实验室中标准实验有一定差别,如自然环境中温度、湿度时刻都在发生变化,具有难以预测的随机性,导致实际环境中混凝土结构耐久性与实验室试验结构有一定差异,在结构耐久性分析和设计中如何考虑这种差异值得深入研究。在自然环境、使用环境中,由于腐蚀介质的侵蚀和材料的老化,结构的性能不断劣化,导致结构的使用寿命缩短。从可靠度方面看,结构的使用寿命评估是一个概率问题,目前对结构使用寿命的预测已有较多研究,但这些预测或者没有考虑实际结构的性能随时间的变化,或者根据假定的结构性能退化规律推断结构的使用寿命,从实际应用的角度讲,这些研究缺乏一定准确性。因此,结构使用寿命的评估应从实际出发,以结构或构件本身的性能随时间的变化规律为依据,进行深入研究。此外,如何简单有效地提高工程结构的耐久性是目前国内外研究的焦点问题,从长远看,混凝土结构耐久性不足会降低结构的可靠度,成为发生事故的隐患。因此,切实提高混凝土结构耐久性,延长结构使用年限,将是未来混凝土结构耐久性研究的主要发展趋势。2混凝土结构耐久性的影响因素混凝土是一种非均质多相材料,外界腐蚀介质浸入混凝土内部,通过一系列物理化学反应,使混凝土耐久性降低。
万方数据