混凝土耐久性的研究_应用和发展趋势_陈改新
混凝土耐久性研究及改进措施
混凝土耐久性研究及改进措施混凝土是建筑领域中最常用的材料之一，其广泛应用的原因之一是其良好的耐久性。
然而，在实际应用中，混凝土构件的耐久性却常常面临诸多挑战。
本文将对混凝土耐久性的研究和改进措施展开讨论。
首先，我们需要明确混凝土的耐久性究竟指的是什么。
简单来说，混凝土的耐久性是指其在各种环境条件下保持力学性能和使用功能的能力。
在实际使用过程中，混凝土构件可能会受到各种因素的影响，如化学侵蚀、物理破坏、气候变化等。
这些因素都可能导致混凝土的力学性能下降，最终影响其使用功能。
混凝土的耐久性研究从应用到基础研究都有一定的意义。
通过研究混凝土耐久性，我们可以更好地了解其受力特性、组成成分以及与外界环境的相互作用。
这不仅对设计优良的混凝土结构具有重要意义，还可以推动混凝土材料的发展和应用。
在混凝土耐久性研究中，一个重要的课题是混凝土的化学侵蚀。
化学侵蚀是指外界化学物质对混凝土的侵蚀和破坏。
例如，酸雨、盐雾以及化学污染物等对混凝土的侵蚀都可能导致其力学性能下降。
为了提高混凝土的耐久性，研究人员通常会研发耐化学侵蚀的混凝土材料，并采取相应的防治措施，如使用化学品抗腐蚀剂、增加混凝土密实性、调整混凝土配合比等。
除了化学侵蚀，物理破坏对混凝土耐久性的影响也不可忽视。
物理破坏是指由于温度变化、冻融循环、机械载荷等因素引起的混凝土疲劳破坏。
特别是在极端气候条件下，混凝土构件容易出现开裂、脱落等问题。
为了提高混凝土的耐久性，研究人员常常会探索新的控制措施，如使用高性能纤维增强混凝土、增加混凝土的柔韧性、加强混凝土的约束等。
另外，气候变化也对混凝土的耐久性产生一定的影响。
全球气候变暖导致的温度变化和降水量增加对混凝土结构的影响尤为明显。
在高温和高湿度的环境下，混凝土可能会发生抗压强度下降、膨胀、开裂等问题。
因此，为了提高混凝土的耐久性，研究人员需要研发适应气候变化的混凝土材料，并采取相应的维护措施，如定期涂覆防水剂、进行保养维修等。
混凝土耐久性技术研究报告
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。
混凝土的耐久性能研究
混凝土的耐久性能研究一、引言混凝土是现代建筑中最常用的材料之一，其在工程建设中具有很高的应用价值。
然而，由于环境因素和使用条件的变化，混凝土结构存在着各种各样的耐久性问题，如龟裂、脱落、腐蚀等。
因此，混凝土的耐久性问题一直是建筑工程领域的一个热门研究方向。
本文将从混凝土的材料特性、耐久性能及影响因素等方面进行探讨和研究。
二、混凝土的材料特性混凝土是由水泥、砂、石料和水等材料混合而成的人造材料，其主要材料特性如下：1.强度高：混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度。
2.可塑性好：混凝土可以通过模具成型，灌注成型或喷射成型等多种方式制作各种形状的构件。
3.密实性好：混凝土的密实性可以有效地防止水分渗透和酸碱侵蚀。
4.耐久性好：混凝土具有较好的耐久性，可以在各种恶劣的环境条件下使用。
三、混凝土的耐久性能混凝土的耐久性主要包括以下几个方面：1.抗冻性：混凝土在低温下容易产生龟裂和脱落，甚至引起结构破坏。
2.耐久性：混凝土在长期使用和恶劣环境下容易产生龟裂、腐蚀和脱落等问题。
3.抗酸碱侵蚀性：混凝土在酸碱环境中容易发生化学反应，导致混凝土的物理性能发生变化。
4.耐热性：混凝土在高温下易产生龟裂和脱落等问题，甚至导致结构破坏。
5.抗震性：混凝土在地震等自然灾害下易发生破坏。
四、影响混凝土耐久性的因素混凝土的耐久性受到以下几个因素的影响：1.材料选择：混凝土的材料选择和配合比例对其耐久性有着重要的影响，合理的材料选择和配合比例可以有效地提高混凝土的耐久性。
2.施工工艺：混凝土的施工工艺也是影响其耐久性的因素之一，合理的施工工艺可以有效地提高混凝土的耐久性。
3.使用条件：混凝土的使用条件也是影响其耐久性的因素之一，如温度、湿度、酸碱度等。
4.环境因素：混凝土所处的环境也是影响其耐久性的因素之一，如气候、水质、空气污染等。
五、提高混凝土耐久性的方法为了提高混凝土的耐久性，可以采取以下几种方法：1.合理选择材料：选择合适的水泥、砂、石料等材料，并按照一定的比例进行配合，可以提高混凝土的耐久性。
混凝土耐久性的研究
混凝土耐久性的研究一、引言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其耐久性是保证建筑长期使用的重要因素。
因此，混凝土耐久性的研究对于建筑工程的可靠性和安全性具有重要的意义。
二、混凝土的组成和耐久性机制1.混凝土的组成混凝土由水泥、骨料、砂、水等几种材料混合而成。
其中水泥是混凝土的主要胶凝材料，可以将其他材料粘结在一起，形成坚硬的混凝土结构。
2.混凝土的耐久性机制混凝土的耐久性机制主要由以下几个方面组成：（1）物理作用：混凝土中的颗粒间相互作用形成了内部的力学结构，使混凝土具有一定的强度和刚度。
（2）化学作用：混凝土中的水泥会与水反应形成硬化产物，这些产物可以填充混凝土中的毛细孔隙，提高混凝土的密实性和耐久性。
（3）环境因素：混凝土在不同的环境下受到不同的影响，例如气候、温度、湿度等，这些因素会影响混凝土的化学反应和物理性质，影响混凝土的耐久性。
三、混凝土的耐久性问题及其影响因素1.混凝土的耐久性问题混凝土的耐久性问题主要包括以下几个方面：（1）热胀冷缩：混凝土在不同温度下会发生热胀冷缩现象，如果没有采取措施进行补偿，会导致混凝土的开裂和破坏。
（2）碳化：混凝土中的钙化合物会与大气中的二氧化碳反应，形成碳酸盐，导致混凝土中的钙化合物减少，降低混凝土的强度和耐久性。
（3）硫酸盐侵蚀：混凝土中的硫酸盐会与水反应形成硫酸钙，导致混凝土中的钙化合物减少，降低混凝土的强度和耐久性。
2.混凝土的影响因素混凝土的耐久性受到以下因素的影响：（1）水泥种类：不同种类的水泥具有不同的性质，会对混凝土的强度和耐久性产生影响。
（2）骨料种类：不同种类的骨料具有不同的性质，会对混凝土的强度和耐久性产生影响。
（3）混凝土配合比：不同的混凝土配合比会影响混凝土的强度和耐久性。
（4）养护条件：混凝土在养护过程中的温度、湿度等条件会影响混凝土的强度和耐久性。
（5）环境因素：混凝土在不同环境下的气候、温度、湿度等因素会影响混凝土的强度和耐久性。
混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究混凝土是建筑工程中常用的一种材料，具有优良的耐久性和强度，但是在实际应用过程中，由于受到环境、荷载等多种因素的影响，混凝土的耐久性问题也成为了工程中的一个重要研究内容。
本文将对混凝土的耐久性进行研究，并探讨其影响因素及相关的解决方法。
一、混凝土耐久性的影响因素1. 环境因素混凝土在不同的环境中会受到不同程度的侵蚀和破坏，比如气候条件、化学腐蚀、生物侵蚀等。
在潮湿的环境中，混凝土易受到水分侵蚀，导致混凝土内部空隙被侵蚀并加速腐蚀。
在酸雨的腐蚀下，混凝土内的水泥基质会被溶解，从而降低混凝土的强度和耐久性。
生物的侵蚀也是影响混凝土耐久性的一个重要因素，生长在混凝土表面的植物根系、细菌和真菌会对混凝土产生破坏作用，进一步减少混凝土的使用寿命。
2. 结构设计及施工工艺混凝土结构设计的合理与否，以及施工工艺的优劣都会直接影响混凝土的耐久性。
比如在结构设计中，应该充分考虑到混凝土在使用寿命内可能受到的荷载及变形，以及预留的防护层等，以降低混凝土的受力状态。
施工工艺的好坏也会直接影响混凝土的质量，比如浇筑时的震动、密实度和成坯的养护等。
3. 材料选用混凝土的耐久性还与使用的材料有直接关系，如水泥的品质、骨料的优劣、添加剂和外加剂的选用等。
其中水泥的品质直接影响混凝土的耐久性，因为其决定了混凝土的强度和抗渗透性，而骨料的优劣会影响混凝土的强度和耐久性，添加剂和外加剂的选用则会影响混凝土的工作性能和耐久性。
二、混凝土耐久性的研究方法及解决方案1. 实验研究对混凝土的耐久性进行实验研究是比较常用的方法之一。
通过模拟不同环境条件对混凝土的侵蚀和破坏，研究混凝土的耐久性变化规律，并探讨其影响因素。
比如可以通过浸泡试验、腐蚀试验、冻融试验等，来评价混凝土的耐久性，并根据实验结果提出相应的解决方案。
2. 数值模拟利用数值模拟的方法对混凝土的耐久性进行研究，通过建立相应的数学模型，模拟不同环境条件下混凝土的受力和破坏过程，预测混凝土在不同环境下的使用寿命，为设计和施工提供参考依据。
混凝土结构耐久性研究的回顾与展望
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。
混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究混凝土作为建筑材料中常用的一种材料，具有良好的耐久性和承载能力，被广泛应用于建筑物、道路、桥梁等工程中。
随着建筑工程的发展和城市化进程的加速，混凝土结构的耐久性问题越来越受到关注。
固有的混凝土耐久性问题包括：龄期收缩裂缝、碱－骨料反应、钢筋锈蚀、氯离子渗透和低温对混凝土材料性能的影响等。
一、龄期收缩裂缝在混凝土的早期龄期，由于混凝土内部水分的蒸发和收缩，以及外部环境因素的影响，容易产生龄期收缩裂缝。
这些裂缝会影响混凝土的力学性能和耐久性，甚至导致混凝土结构的变形和破坏。
龄期收缩裂缝的控制和预防成为混凝土工程中的重要问题。
目前，针对龄期收缩裂缝的研究主要集中在混凝土材料的配合比设计和施工工艺等方面。
通过合理设计混凝土配合比，选择合适的水泥种类和掺合料，以及采用预应力技术和混凝土养护等方法，可有效控制混凝土的龄期收缩裂缝，提高混凝土结构的耐久性。
二、碱－骨料反应碱－骨料反应是混凝土耐久性问题中的一个主要难题。
在一些条件下，混凝土中的氢氧化钙和氢氧化钠等碱性组分与骨料中的活性硅酸盐矿物发生反应，产生胶凝胀缩物质，导致混凝土内部产生裂缝和结构损坏，降低混凝土的力学性能和耐久性。
三、钢筋锈蚀在混凝土结构中，钢筋起着增强混凝土强度和抗拉性能的作用。
当混凝土受到渗水、受潮或受腐蚀等影响时，钢筋易发生锈蚀，导致混凝土结构的力学性能和耐久性下降。
研究钢筋锈蚀问题对提高混凝土结构的耐久性至关重要。
目前，针对钢筋锈蚀问题的研究主要集中在混凝土覆盖层设计和防护措施等方面。
通过采用合适的混凝土配合比、混凝土覆盖层厚度和材料，以及采用防腐技术和防护措施等方法，可以有效避免钢筋发生锈蚀，延长混凝土结构的使用寿命。
四、氯离子渗透混凝土结构常常处于潮湿、潮热环境中，容易受到外界氯离子的渗透。
氯离子渗透会破坏混凝土中的水化产物和表面保护层，降低混凝土结构的耐久性和抗渗性能，甚至导致混凝土结构的钢筋锈蚀和裂缝形成。
五、低温对混凝土材料性能的影响在寒冷地区，混凝土结构常常受到低温冻融环境的影响，容易产生冻融裂缝和冻害现象。
铁路混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势
铁路混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势摘要：铁路行业是国民经济持续增长的重要组成部分，在社会经济持续增长下，铁路工程规模不断扩大，相应对工程质量和使用寿命提出了更高的要求。
在铁路客专混凝土施工中，混凝土自身耐久性高低将直接影响到工程整体建设质量。
而在当前可持续发展背景下，在混凝土施工中融入节能减排理念十分重要，贯穿于各个环节，对于我国混凝土耐久性研究和应用意义较为深远。
故此，本文就铁路混凝土耐久性研究、应用和发展趋势进行分析，客观阐述混凝土的重要性，为后续研究提供参考。
关键词：混凝土；耐久性；应用；发展趋势混凝土是建筑工程中应用较为广泛的材料，材料来源易得、抗压强度高、结构稳定性突出、成本较低的特点，在实际应用中取得了较为可观的成效。
在混凝土实际应用中，混凝土结构耐久性问题对于工程整体质量和使用寿命影响较大，如果耐久性不足，可能为工程埋下一系列安全隐患，带来的损失也将是十分严峻的。
混凝土耐久性是一个复杂的问题，其研究内容主要表现在混凝土的腐蚀机理、在役结构健康情况评价、剩余寿命预测和结构性能防护研究等多个方面，但是对于建筑耐久性和剩余寿命研究却并未得出统一方法。
故此，加强混凝土耐久性研究，探究其实践应用成效和未来发展趋势很有必要，明晰研究现状，对混凝土耐久性做出客观的分析和阐述。
一、混凝土耐久性概述混凝土是一种常见的材料，材料来源易得、抗压强度高、结构稳定性突出、成本较低特点，成为当前世界应用较为广泛的建筑材料。
材料科学在不断发展和创新中，混凝土材料在其中占据的地位仍然不可撼动。
如果混凝土耐久性不足，结构稳定性较差，那么将导致铁路客专混凝土使用寿命缩减，需要花费大量的资金予以修建和完善，尤其是在当前能源和资源急剧减少、环境污染和人口数量膨胀背景下，可持续战略对于新时期材料应用提出了更高的要求。
我国对于混凝土耐久性的研究起于上个世纪80年代后期，经过不断的研究深化，为了能够更加深入的了解混凝土耐久性特性和应用成效，对于混凝土耐久性的认知已经成为共识，渗透到工程建设的各个环节，对于我国混凝土耐久性研究、应用和未来发展具有十分深远的影响，打下了坚实的基础和保障。
混凝土的耐久性研究
混凝土的耐久性研究混凝土作为一种重要的建筑材料，在现代建筑中扮演着重要的角色。
然而，随着时间的推移，混凝土结构可能会面临各种不同的损坏形式，如裂缝、腐蚀和磨损等，导致其耐久性受到威胁。
因此，对混凝土耐久性的研究变得至关重要。
本文将探讨混凝土耐久性的相关研究，并分析几种提高混凝土耐久性的方法。
1. 耐久性研究的重要性混凝土结构的耐久性是其能够在设计寿命内保持安全和可靠的重要指标。
一个耐久的混凝土结构可以减少维修和更换的成本，同时延长其使用寿命。
耐久性研究可以帮助我们了解混凝土结构的性能，预测其寿命，以及发展改进措施，以提高混凝土结构的寿命。
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。
首先是环境因素，如气候、温度变化、潮湿度和化学物质的存在等。
这些因素会导致混凝土表面的腐蚀和侵蚀。
其次是材料本身的特性，包括水胶比、骨料种类和质量等。
第三，施工工艺和质量对混凝土结构的耐久性也起着至关重要的作用。
3. 提高混凝土耐久性的方法通过对混凝土耐久性的研究，我们可以探索多种方法来提高其耐久性。
其中一种方法是优化混凝土配比。
通过调整水胶比和添加剂的种类和用量，可以改善混凝土的密实性和抗渗性，从而提高其耐久性。
另一种方法是采用特殊的混凝土技术，如高性能混凝土(HPC)和自密实混凝土(SCC)。
这些特殊的混凝土技术可以提供更高的抗压强度和耐久性。
还有一种方法是采用防护措施，如使用防水涂层和防腐剂来减少混凝土的腐蚀和侵蚀。
4. 混凝土耐久性研究的案例许多研究机构和建筑公司都致力于混凝土耐久性的研究。
例如，某大学的研究团队进行了一项研究，探讨了高氯离子浓度对混凝土腐蚀的影响。
他们通过实验测试和数值模拟等方法，研究了不同混凝土配比中氯离子的扩散和腐蚀性能，以及添加剂对防治腐蚀的效果。
他们的研究结果有助于制定更好的混凝土配比和腐蚀控制策略。
类似的研究还包括对混凝土耐久性的研究，如裂缝形成机理、抗冻性和氯盐侵蚀等。
混凝土耐久性技术的研究
混凝土耐久性技术的研究混凝土作为现代建筑中最广泛使用的材料之一，其耐久性对于建筑结构的长期性能和安全性至关重要。
随着时间的推移，混凝土结构可能会受到各种因素的侵蚀和破坏，从而影响其使用寿命。
因此，对混凝土耐久性技术的研究具有重要的现实意义。
混凝土耐久性问题的产生主要源于多种因素的综合作用。
首先，化学侵蚀是一个常见的问题。
例如，在酸雨频繁的地区，混凝土可能会受到酸的侵蚀，导致其结构逐渐破坏。
此外，混凝土中的水泥与某些化学物质发生反应，也会降低其性能。
其次，物理作用也不容忽视。
比如，冻融循环会使混凝土内部产生裂缝，从而削弱其强度。
再者，钢筋锈蚀也是影响混凝土耐久性的重要因素。
当钢筋表面的保护层被破坏，钢筋生锈后体积膨胀，会对周围的混凝土产生压力，导致混凝土开裂。
为了提高混凝土的耐久性，研究人员采取了一系列技术措施。
其中，优化混凝土配合比是一个关键的环节。
通过合理选择水泥品种、骨料种类和级配，以及控制水胶比，可以显著提高混凝土的密实度和强度，从而增强其抵抗侵蚀的能力。
在水泥的选择上，应根据具体的使用环境和工程要求来确定。
例如，对于硫酸盐侵蚀较为严重的环境，应选用抗硫酸盐水泥。
骨料的选择也十分重要，质地坚硬、级配良好的骨料能够提高混凝土的性能。
同时，控制水胶比可以减少混凝土中的孔隙，提高其抗渗性。
混凝土中添加外加剂也是提高耐久性的有效手段。
例如，掺入引气剂可以引入微小的气泡，改善混凝土的抗冻性。
阻锈剂能够防止钢筋的锈蚀，延长混凝土结构的使用寿命。
此外，还有减水剂、膨胀剂等外加剂，都可以根据具体需求来改善混凝土的性能。
混凝土的养护对于耐久性同样至关重要。
在混凝土浇筑后的早期阶段，采取适当的养护措施，如保湿、保温，可以促进水泥的水化反应，提高混凝土的强度和密实度。
合理的养护时间和方法因混凝土的类型、环境条件等因素而异。
在施工过程中，保证施工质量也是提高混凝土耐久性的重要保障。
严格控制混凝土的搅拌、浇筑和振捣工艺，避免出现蜂窝、麻面等质量缺陷，能够减少混凝土内部的薄弱环节，降低侵蚀介质的侵入风险。
混凝土耐久性研究
混凝土耐久性研究混凝土是一种常见的建筑材料，具有良好的抗压性和耐久性，因此被广泛应用于各种建筑结构中。
随着时间的推移，混凝土可能会受到各种环境因素的影响，导致其耐久性下降，甚至出现裂缝和腐蚀现象。
混凝土耐久性的研究成为了建筑材料领域中的重要课题之一。
本文将对混凝土耐久性的研究进行探讨，并从材料、结构和环境三个方面进行分析和总结。
一、混凝土的材料研究混凝土主要由水泥、砂、骨料和外加剂等原料组成，而其性能和耐久性与这些原料的品质和比例密切相关。
混凝土的材料研究是混凝土耐久性研究的重要组成部分。
1.水泥的种类和品质：水泥是混凝土的胶凝材料，直接影响着混凝土的强度和耐久性。
目前市面上流通的水泥种类繁多，如普通硅酸盐水泥、硅蛇碱水泥、粉煤灰水泥等。
各种水泥的性能有所不同，针对不同的工程需求，需要选择合适的水泥种类。
水泥的品质也是影响混凝土耐久性的关键因素，合格的水泥具有较低的碱含量和较高的抗压强度，能够有效提高混凝土的耐久性。
2.骨料和砂的选择：骨料是混凝土中的主要骨架材料，其品质和粒径对混凝土的强度和耐久性起着重要作用。
优质的骨料应具有耐磨损、耐腐蚀和高强度的特点，可以有效改善混凝土的耐久性。
选用合适的砂子也是关键，砂子的细度和含泥量会影响混凝土的工作性能和耐久性。
3.外加剂的应用：外加剂是指用于改善混凝土性能和耐久性的各种材料，如减水剂、减缩剂、增强剂等。
通过使用外加剂，可以有效控制混凝土的流动性、减少收缩裂缝、提高抗渗性等，从而提高混凝土的耐久性。
外加剂在混凝土材料研究中的应用也具有重要意义。
除了材料本身的特性外，混凝土的结构设计也对其耐久性有着重要的影响。
合理的结构设计可以延长混凝土的使用寿命，减少疲劳、裂缝和腐蚀等问题。
1.混凝土配合比设计：混凝土的配合比是指水泥、砂、骨料和水的比例关系。
合理的配合比设计可以保证混凝土的强度和耐久性。
在配合比设计中，需要考虑到混凝土的工作性能、抗压强度、抗渗性等指标，通过科学的配合比设计，可以使混凝土具有更好的耐久性。
混凝土中新型耐久性增强材料的研究与应用
混凝土中新型耐久性增强材料的研究与应用一、前言混凝土是一种常见的建筑材料，因其性能稳定、施工方便、造价低廉等优点，广泛应用于建筑、交通、水利等领域。
然而，由于混凝土存在着耐久性差、易龟裂、易受环境因素影响等问题，导致混凝土的使用寿命受到限制。
为了解决这些问题，人们研究出了一系列新型耐久性增强材料，用于改善混凝土的性能，延长其使用寿命。
本文将从新型耐久性增强材料的研究和应用两个方面，详细介绍这一领域的发展现状和前景。
二、新型耐久性增强材料的研究1.高性能混凝土高性能混凝土是指性能比普通混凝土更优异的一种混凝土。
其主要特点是强度高、耐久性好、抗裂性强、耐久性好等。
高性能混凝土的研究主要集中在材料的选择、掺合物的配比、配合比的设计、施工工艺等方面。
材料的选择是高性能混凝土研究的首要问题。
目前，用于制作高性能混凝土的材料主要包括水泥、粉煤灰、硅灰、微珠混凝土等。
这些材料具有高强度、高耐久性等特点，可以有效提高混凝土的性能。
掺合物的配比是高性能混凝土研究的关键。
目前，用于制作高性能混凝土的掺合物主要包括矿物掺合料、化学掺合料等。
这些掺合料具有调节水泥水化反应、改善混凝土性能等作用，可以有效提高混凝土的性能。
配合比的设计是高性能混凝土研究的重要方面。
通过合理的配合比设计，可以使混凝土具有更好的性能，如高强度、高耐久性、高抗裂性等。
施工工艺是高性能混凝土研究的关键。
通过合理的施工工艺，可以保证混凝土的质量，从而提高混凝土的性能。
2.纳米材料纳米材料是一种具有纳米级尺寸的材料，具有较大的比表面积和特殊的物理、化学性质。
纳米材料的研究主要集中在纳米氧化铝、纳米二氧化硅、纳米碳纤维等方面。
纳米氧化铝是一种具有高比表面积、高机械强度和高耐久性的材料。
其主要作用是提高混凝土的力学性能、耐久性和抗龟裂性能。
纳米二氧化硅是一种具有高比表面积、高比强度和高耐久性的材料。
其主要作用是提高混凝土的耐久性和抗裂性能。
纳米碳纤维是一种具有高比表面积、高比强度和高耐久性的材料。
混凝土结构耐久性研究及其应用
混凝土结构耐久性研究及其应用一、前言混凝土结构是现代建筑中最常见的结构类型之一，其使用广泛，但也存在一些问题，如耐久性不足、易开裂、易受环境影响等。
因此，研究混凝土结构耐久性及其应用非常重要。
本文将从混凝土结构的耐久性、影响因素、研究方法、改进措施及其应用等方面进行探讨。
二、混凝土结构的耐久性混凝土结构的耐久性是指其在正常使用条件下能够保持稳定的性能和功能的能力。
在实际应用中，混凝土结构常常会受到多种因素的影响，如气候变化、化学物质侵蚀、机械载荷、水分膨胀等。
这些因素会引起混凝土结构的损伤和劣化，影响其使用寿命。
三、影响混凝土结构耐久性的因素（一）混凝土配合比和强度等级混凝土配合比和强度等级是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。
一般来说，强度越高的混凝土结构耐久性越好，但是如果配合比不合理，混凝土结构的耐久性也会受到影响。
（二）环境因素环境因素是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一。
环境因素包括气候、水分、盐分、酸碱度、氧化物、微生物等。
这些因素会引起混凝土结构的化学变化、物理变化和生物变化，从而影响其耐久性。
（三）结构设计和施工质量结构设计和施工质量是影响混凝土结构耐久性的重要因素之一。
如果结构设计不合理或施工质量不良，会导致混凝土结构的开裂、渗漏、空鼓等问题，从而影响其使用寿命。
（四）维护和保养维护和保养是保证混凝土结构耐久性的重要措施之一。
如果混凝土结构长期未得到维护和保养，会导致其劣化和损伤，从而影响其使用寿命。
四、混凝土结构耐久性的研究方法（一）实验研究实验研究是混凝土结构耐久性研究的重要方法之一。
实验研究包括材料试验、试件试验和结构试验等。
通过实验研究，可以了解混凝土结构在不同环境下的耐久性表现。
（二）数值模拟数值模拟是混凝土结构耐久性研究的另一种重要方法。
数值模拟可以通过计算机仿真来模拟混凝土结构在不同环境下的受力和变形情况，从而预测其耐久性。
（三）现场监测现场监测是混凝土结构耐久性研究的现场验证方法。
混凝土耐久性及应用研究
混凝土耐久性及应用研究一、前言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其耐久性是其重要的性能之一。
在建筑工程中，混凝土的耐久性对工程的长期使用和维护起着至关重要的作用。
因此，混凝土的耐久性及其应用研究是当前建筑领域的热点之一。
本文将从混凝土的耐久性、影响混凝土耐久性的因素、提高混凝土耐久性的方法以及混凝土耐久性的应用研究四个方面进行详细的阐述。
二、混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用和维护中，能够保持其所需的设计性能和安全性能的能力。
混凝土的耐久性是由混凝土的组成、质量、施工工艺等多种因素所决定的。
良好的混凝土耐久性能够保证建筑物在使用过程中不会出现裂缝、开裂、渗漏等问题，从而保证建筑物的安全和寿命。
三、影响混凝土耐久性的因素1. 混凝土的材料混凝土中的材料包括水泥、砂、骨料、水等。
这些材料的质量对混凝土的耐久性有着非常重要的影响。
其中，水泥的品牌、砂的粒径、骨料的种类和尺寸、水的质量等都会对混凝土的耐久性产生影响。
2. 混凝土的制作工艺混凝土的制作工艺包括搅拌、浇筑、养护等环节。
在这些环节中，操作是否规范、养护是否到位等因素都会对混凝土的耐久性产生影响。
3. 环境因素混凝土在长期使用中所处的环境也会对其耐久性产生影响。
例如，气候、大气污染、水质等都会对混凝土产生影响，从而影响其耐久性。
4. 施工环境施工环境也是影响混凝土耐久性的因素之一。
例如，施工现场的温度、湿度等都可能会对混凝土的养护产生影响，从而影响其耐久性。
四、提高混凝土耐久性的方法1. 优化混凝土材料优化混凝土材料是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
例如，在选择水泥时，应选择抗硫酸盐水泥；在选择骨料时，应选择质量好、尺寸均匀的骨料等。
2. 优化混凝土制作工艺混凝土制作工艺的规范化和优化是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
例如，在混凝土的制作中，应注意控制搅拌时间、搅拌速度等参数，以保证混凝土的质量。
3. 优化混凝土施工环境混凝土施工环境的优化也是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
混凝土耐久性改善技术的研究
混凝土耐久性改善技术的研究第一章引言混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其耐久性对工程的使用寿命和安全性具有重要影响。
然而，在实际使用过程中，混凝土结构容易受到各种因素的影响而出现破损和腐蚀现象，从而影响工程的长期稳定性。
为了改善混凝土的耐久性，研究人员不断探索各种技术手段，本文就混凝土耐久性改善技术的研究进行讨论。
第二章混凝土性能与耐久性混凝土的性能与其耐久性密切相关。
混凝土的强度、抗渗性、抗裂性、耐磨性等是影响其耐久性的重要因素。
通过研究混凝土的性能特点，并与实际应用需求进行对比分析，可以为混凝土耐久性改善技术的研究提供基础。
第三章混凝土耐久性评估方法为了准确评估混凝土的耐久性，研究人员开展了多种评估方法。
例如，通过混凝土试件的抗渗性测试、耐久性排水试验、抗化学侵蚀试验等手段来评估混凝土的耐久性。
本章将介绍各种常用的混凝土耐久性评估方法，并分析其优缺点。
第四章混凝土耐久性改善技术4.1 高性能混凝土的研究与应用为了提高混凝土的耐久性，研究人员开始关注高性能混凝土的研究与应用。
高性能混凝土通过调整材料配比、添加传统或非传统的掺合料以及改变制备工艺等手段，提高混凝土的抗渗性、强度、抗裂性，从而提升混凝土的耐久性。
4.2 掺合料在混凝土中的应用混凝土掺合料的应用也是一项提高混凝土耐久性的重要技术。
掺合料的添加可以改善混凝土的致密性、降低开裂倾向，抑制硫酸盐侵蚀、氯离子渗透等问题。
研究人员通过添加粉煤灰、硅灰、矿渣粉等掺合料来改善混凝土的耐久性。
4.3 特殊混凝土的研究与应用随着科学技术的进步，研究人员开发出了一系列特殊混凝土，如自修复混凝土、纳米混凝土等。
这些特殊混凝土通过改变材料结构、添加自修复剂等手段，提高了混凝土的耐久性。
第五章混凝土耐久性改善技术的应用案例本章将结合实际工程案例，介绍不同混凝土耐久性改善技术在实际工程中的应用。
包括桥梁、隧道、海洋工程等领域的耐久性改善技术的应用案例，通过案例分析，总结不同技术手段在实际工程中的效果及可行性。
混凝土耐久性的研究_应用和发展趋势_陈改新
第7卷 第2期2009年6月中国水利水电科学研究院学报Journal of C hina Institute of Water Resources and Hydropo wer Research Vol 7 No 2June,2009收稿日期:2009 04 10基金项目:水利部公益性行业科研专项项目(200701041)作者简介:陈改新(1966-),男,河南宜阳人,教授级高级工程师,主要从事水工混凝土材料试验及应用研究。
E mail:chengx@文章编号:1672 3031(2009)02 0120 06混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势陈改新(中国水利水电科学研究院结构材料研究所,北京 100038)摘要:实现混凝土工程的高耐久和长寿命是效益巨大的节能减排和可持续发展之举措,混凝土的耐久性成为影响混凝土技术未来发展的关键技术已成为共识。
本文在钢筋锈蚀、冻融作用、环境水和盐类侵蚀及碱骨料反应等4个方面总结了混凝土耐久性研究现状,综述了近半个世纪以来部级规范和技术规定,列举了混凝土耐久性研究成果在长江三峡、青藏铁路、杭州湾跨海大桥和南水北调中线等工程中的应用,还分析了混凝土耐久性整体理论模型和混凝土结构寿命周期评定两个方面的新认识和新发展。
关键词:混凝土;耐久性;定量分析;预测模型中图分类号:TV431文献标识码:A1 研究概述水泥混凝土以其原材料易得、易浇注成型、适应性强、性价比高、综合能耗低等优点而成为当今世界上应用最广泛、用量最大的建筑材料。
尽管现代材料科学发展日新月异,但仍然没有科学家能预言可替代水泥混凝土的建筑材料新品种。
从20世纪30 40年代开始,西方国家出于战后重建、工业化、城市化以及能源开发的需要,用混凝土修建了大量的基础设施,混凝土用量持续增长。
之后,发展中国家经济的强劲增长进一步助推了混凝土用量的迅猛增长[1]。
1987年,美国国家材料顾问委员会提交的调查研究报告使混凝土结构的耐久性在美国乃至世界范围内引起轰动。
混凝土耐久性的研究概况及发展趋势
混凝土耐久性的研究概况及发展趋势摘要：混凝土耐久性是全球性的课题，本文按照时间顺序了总结了国内对混凝土耐久性的研究情况，并对混凝土耐久性的发展趋势进行了分析和预测。
关键词：混凝土耐久性委员会研究钢筋锈蚀混凝土结构耐久性，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其安全、使用功能和外观要求的能力。
（一）研究概况我国从20世纪60年代开始混凝土结构的耐久性研究。
当时的研究内容是混凝土的碳化和钢筋的锈蚀。
80年代初，我国对混凝土结构的耐久性进行了广泛而深入的研究，取得了不少成果。
中国土木工程学会与1982、1983年连续两次召开了全国耐久性学术会议，为随后混凝土结构规范的科学修订奠定了基础，推动了耐久性研究工作的进一步开展。
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。
各个高等院校作为科研工作的主要力量之一，也为混凝土耐久性研究做了很多工作。
我国对钢筋混凝土结构耐久性问题，从20世纪80年代起日益引起重视，逐渐形成有组织地系统地开展研究。
1989年我国颁布了《钢铁工业建（构）筑物可靠性鉴定规程》（YBJ219-89）,其中规定了钢筋混凝土结构使用寿命预测方法；1990年在中国工程建设标准化协会下成立了“全国建筑物鉴定加固标准委员会”，两年召开一次学术会议；1991年全国钢筋混凝土标准技术委员会下成立“混凝土耐久性学组”；1992年中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土分科学会下成立“混凝土耐久性专业委员会”，迄今已召开过5次学术交流会。
建设部、冶金部在在“七五” 、“八五” 、和“九五”期间都设立了混凝土结构耐久性课题。
“七五”期间攻关课题“大气条件下钢筋混凝土结构耐久性及其使用年限”；“八五”期间攻关课题“预应力混凝土结构及混凝土耐久性技术”、“工业厂房混凝土结构耐久性研究”。
混凝土结构材料耐久性的研究现状与发展趋势
混凝土结构材料耐久性的研究现状与发展趋势摘要：混凝土结构材料的耐久性一直是建筑行业研究的重点内容，也是社会关注的广泛话题。
在文章中，结合自身经验，从研究混凝土结构耐久性的意义出发，剖析了钢筋锈蚀、碱-骨料反应以及碳化反应等三个方面的耐久性研究现状，并在此基础上探索了混凝土结构材料的未来发展趋势，分别是结构耐久性的研究将深入材料层次、材料的破坏与耐久性的模型将被建立以及其相关研究将纳入高校教育的议程，与同行共勉。
关键词：混凝土；结构材料；耐久性1 混凝土结构耐久性的研究意义在土木工程的设计中，混凝土结构是最基本的结构形式，也是二十一世纪的常用结构之一。
调查研究表明，由于对材料耐久性的忽视，导致工程事故频频发生，由此产生的维修费用更是令人瞠目。
如今仅在厂房研究方面，由于对材料耐久性研究不足，造成流动损失将近16%，占到了固定资产的大部分比例。
因此，对于混凝土结构材料耐久性的研究可以发现结构的不稳定因素，并且在第一时间寻求解决方案，避免工程质量事故的发生。
此外，对于结构材料耐久性的分析，可以有效评估建筑体系的安全系数以及由此产生的费用，从而在保证工程质量的同时，保障材料最优化以及造价最优化，防患于未然。
2 混凝土结构材料耐久性的研究现状2.1 钢筋锈蚀钢筋的锈蚀是影响材料耐久性的主要因素之一，当钢筋处于碱性环境时，其表面会形成一层保护膜，简称钝化膜。
钝化膜的作用是为了保护钢筋不会受到二次侵蚀。
在混凝土的水化反应中，钝化膜的主要成分之一是氢氧化钙。
但是，当混凝土中碱性物质与周围二氧化碳发生反应时，混凝土就会逐渐由碱性变为中性。
在中性环境中，钝化膜的性质发生了一定的转变，相对显得不够稳定。
当混凝土进一步呈现出酸性特征时，钢筋会因为钝化膜被破坏而出现锈蚀，尤其是当钢筋处于潮湿的环境中，会进一步加剧钢筋的锈蚀过程。
钢筋的锈蚀分为两种类型，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀，其中以前者为主，这是由于钢筋表面形成的大量小电池而导致的，化学上称之为微电池。
混凝土结构耐久性的研究状态及其发展趋势
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。
混凝土结构耐久性的研究现状与展望
混凝土结构耐久性的研究现状与展望【摘要】混凝土结构是土建工程中广泛采用的结构形式，但由于在其使用过程中经常会受到各种各样的腐蚀和损伤，经常达不到预定的使用年限，由此造成了巨大的经济损失，因此对混凝土结构的耐久性进行深入的研究意义重大。
本文对混凝土结构耐久性的阐述以及混凝土耐久性损伤的影响因素及混凝土结构耐久性损伤机理和成因研究等方面进行了总结阐述。
【关键词】混凝土结构；耐久性；损伤机理混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等结构形式。
这种结构广泛应用于建筑、桥梁、隧道、矿井以及水利、港口等工程。
但是由于各种各样的原因，大量的钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效，达不到预定的服役年限；这其中有的是由于结构设计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化引起的，但更多的是由于结构的耐久性不足导致的；特别是一些处于特殊使用环境中的建（构）筑物，如沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，这已成为实际工程中的重要问题。
早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，甚至造成停工停产的巨大经济损失。
耐久性失效是导致混凝土结构在正常使用状态下失效的主要原因之一。
所谓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其安全、使用功能和外观要求的能力。
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。
但是由于种种原因，混凝土的耐久性并没有完全的发挥，随着建筑物使用时间的加长、环境污染的加剧、使用不当以及不符合要求的材料和工艺的应用，导致了大量混凝土结构出现不同程度的碳化、开裂、变形、酥松、露筋、蜂窝、空洞、剥落等破坏现象。
在过分追经济效益的现在，这种问题更值得关注。
我国混凝土结构量大面广，随着环境的变迁和功要求的提高，耐久性问题越来越突出，是迫切需要加以解决的问题。
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第7卷 第2期2009年6月中国水利水电科学研究院学报Journal of C hina Institute of Water Resources and Hydropo wer Research Vol 7 No 2June,2009收稿日期:2009 04 10基金项目:水利部公益性行业科研专项项目(200701041)作者简介:陈改新(1966-),男,河南宜阳人,教授级高级工程师,主要从事水工混凝土材料试验及应用研究。
E mail:chengx@文章编号:1672 3031(2009)02 0120 06混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势陈改新(中国水利水电科学研究院结构材料研究所,北京 100038)摘要:实现混凝土工程的高耐久和长寿命是效益巨大的节能减排和可持续发展之举措,混凝土的耐久性成为影响混凝土技术未来发展的关键技术已成为共识。
本文在钢筋锈蚀、冻融作用、环境水和盐类侵蚀及碱骨料反应等4个方面总结了混凝土耐久性研究现状,综述了近半个世纪以来部级规范和技术规定,列举了混凝土耐久性研究成果在长江三峡、青藏铁路、杭州湾跨海大桥和南水北调中线等工程中的应用,还分析了混凝土耐久性整体理论模型和混凝土结构寿命周期评定两个方面的新认识和新发展。
关键词:混凝土;耐久性;定量分析;预测模型中图分类号:TV431文献标识码:A1 研究概述水泥混凝土以其原材料易得、易浇注成型、适应性强、性价比高、综合能耗低等优点而成为当今世界上应用最广泛、用量最大的建筑材料。
尽管现代材料科学发展日新月异,但仍然没有科学家能预言可替代水泥混凝土的建筑材料新品种。
从20世纪30 40年代开始,西方国家出于战后重建、工业化、城市化以及能源开发的需要,用混凝土修建了大量的基础设施,混凝土用量持续增长。
之后,发展中国家经济的强劲增长进一步助推了混凝土用量的迅猛增长[1]。
1987年,美国国家材料顾问委员会提交的调查研究报告使混凝土结构的耐久性在美国乃至世界范围内引起轰动。
该报告指出,大约25 3万座混凝土桥梁的桥面板,其中部分仅使用不到20年就已经发生不同程度地损坏,使用年限远低于40~50年的设计寿命[2]。
是混凝土不耐久,还是对混凝土用于严酷腐蚀环境的认识和技术储备不足,笔者坚信是后者。
大量混凝土结构过早出现严重劣化引起了世界范围内对混凝土耐久性的高度关注,不仅是因为需要花费巨资修补加固甚至重建,还在于当今世界人口膨胀、能源供应紧张、环境污染、温室效应导致的气候变暖和生态恶化对可持续发展的迫切需要。
混凝土耐久性成为关注焦点促进了世界范围内混凝土理论和技术的快速发展和进步, 混凝土耐久性的整体论模型 、 混凝土结构的寿命预测 、 混凝土结构寿命周期评价(影响评价、成本分析) 等新认识、新方法的出现,将会为克服混凝土结构在服役过程中的过早劣化问题、实现混凝土技术的可持续发展提供强有力支撑。
我国于20世纪80年代末开始注意混凝土耐久性问题。
1992年,中国土木工程学会混凝土与预应力混凝土分会成立了混凝土耐久性专业委员会,其推动了混凝土耐久性的研究、应用、技术交流和普及,至2008年,共举办过7次全国性的学术交流会和2次专题讨论会。
2000年1月,国务院颁布的第279号令 建设工程质量管理条例 第二十一条明确规定: 设计文件应当符合国家规定的设计深度要求,注明工程合理使用年限 ,同年7月建设部146号文又下达了 关于建设单位执行建设工程合理使用年限问题的通知 。
这两个文件从国家和政府主管部门层面对工程建管、设计提出了明确要求,引起了土木工程界的高度重视,各部委都加大了对耐久性研究的支持力度,并纷纷制定具有行业特点的混凝土耐久性规范和技术规定。
近年来召开的混凝土材料科学和技术的学术会议,混凝土耐久性都是重点议题。
混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势 陈改新2001年中国工程院土木水利与建筑工程学部发起混凝土结构耐久性科技论坛,到2006年已连续举办了5届。
可以说,重视混凝土耐久性已成为共识,渗透到工程建设的各个阶段和层次,这对我国混凝土耐久性的研究和应用及混凝土技术的可持续发展而言是迈出的坚实而有力的一步。
2 混凝土耐久性研究现状混凝土的耐久性贯穿混凝土结构设计、材料选择、施工和运行管理的全过程。
研究混凝土的耐久性不能脱离结构型式、应力状态、环境条件(包括大环境和局部环境)。
根据研究对象可分为材料层次、构件层次和结构层次。
材料层次的研究重点是劣化机理、防劣化技术措施、评定标准和劣化状态识别等;结构(构件)层次的研究更注重劣化对结构(构件)层次承载力和安全性的影响评价(健康诊断)、极限状态判断、使用寿命预测、修复补救措施等。
根据造成混凝土劣化的主导因素和机理,混凝土耐久性问题研究主要集中在以下4个方面:(1)钢筋锈蚀:氯盐腐蚀(海洋及近海环境、除冰盐环境、盐湖环境、海砂及外加剂),保护层中性化(碳化、大气污染及酸雨、酸性介质),杂散电流腐蚀;(2)冻融作用:淡水冻融,盐水冻融(海水、盐湖等),盐冻(除冰盐);(3)环境水和盐类侵蚀:硫酸盐(镁盐)侵蚀,溶出性侵蚀(渗透溶蚀、碳酸侵蚀),土壤腐蚀(中碱性土、酸性土、内陆盐土、海滨盐土),盐卤腐蚀(海洋及近海、盐湖),泛酸性侵蚀(pH 4的环境水、污水);(4)碱骨料反应:碱硅酸反应,碱碳酸反应。
回顾混凝土耐久性的研究历史可以发现,劣化形式的研究都遵循着相同的轨迹,即劣化机理研究、提高材料耐久性的措施研究、耐久性测试方法和评定标准,劣化状态对材料性能的影响,然后过渡到结构承载力和安全性的影响评价、极限状态判断、使用寿命预测、修复补救措施。
世界范围内的大量文献资料表明,在材料层次上对各种破坏形式的劣化机理和对策、耐久性测试和评定标准、劣化状态识别等方面取得了丰富成熟的定性分析成果,但在劣化状态对材料性能的影响方面的研究不足,将劣化机理和性能衰变规律由定性分析转变成定量分析存在很大困难;大多数基于材料层次研究成果提出的材料耐久性测试方法和评定标准不适合用作混凝土结构工程的使用寿命预测和安全性评价,造成了当前混凝土耐久性研究在材料层次和结构层次的脱节。
以混凝土的冻融耐久性为例。
1945年,Po wers提出了混凝土冻融破坏的毛细孔水结冰静水压假说,之后又与Helmuth一起提出了渗透压假说;1975年,Fagerlund提出了混凝土抗冻性的临界水饱和度理论,很好地解释了混凝土的冻融破坏现象[3]。
降低混凝土水胶比提高强度和密实性,掺加引气剂适当引气,降低饱水程度、释放结冰水压力,选用低吸水率骨料成为提高和保证混凝土抗冻性的重要技术措施,制定的检测混凝土抗冻耐久性的试验方法、评定标准(耐久性指数,抗冻标号)和技术要求也成为规范性文件,在保障混凝土结构在冻融环境中的耐久性方面发挥了巨大作用。
但耐久性指数、抗冻标号很难直接用于定量预测混凝土在特定环境中的使用寿命,也很难用于已建工程的耐久性和安全性评价。
原因在于耐久性指数、抗冻标号仅是评定混凝土配合比是否耐久的指标,主要用于优选混凝土配合比和施工质量控制,其中不包含混凝土随冻融循环作用而出现损伤积累,进而发生材料性能退化的信息。
文献[4]曾以动弹性模量损失作为损伤参数开展了室内外冻融作用的对比关系和冻融作用下混凝土力学性能退化规律的研究,初步探讨了在冻融环境中混凝土的耐久性定量化设计和寿命预测。
由碳化和氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀导致混凝土结构破坏而造成的经济损失和危害名列首位,针对钢筋锈蚀进行耐久性定量分析和寿命预测也是相对比较系统和全面的。
对碳化引起的钢筋锈蚀破坏,现在已经能够用数学模型比较准确地评估和预测。
对氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀破坏,尽管全世界范围内基于Fick第二定律描述氯离子在混凝土中的扩散过程建立了许多模型,但模型中关键参数取值的科学性以及模型计算结果的可靠性尚不能取得共识。
理论上讲,只要知道混凝土表面的氯离子浓度、氯离子在混凝土中的扩散系数、钢筋混凝土的保护层厚度,再确定一个使钢筋脱钝的临界氯离子浓度的情况下,就可以计算出钢筋开始锈蚀的时间,亦即可以推算和预知混凝土结构的使用寿命,但工程的实际情况并非如此简单。
首先,氯离子扩散系数受温度、湿度的影响很大,而且初期随着混凝土龄期增长混凝土耐久性的研究、应用和发展趋势 陈改新和水泥水化程度的提高逐渐减小,后期由于混凝土在各种因素作用下(荷载、温度应力、干湿循环等)受到损伤产生可见与不可见裂缝而迅速增大,准确表达氯离子扩散系数变化过程非常困难;其次,钢筋脱钝 临界氯离子浓度 的确定方法和取值还缺乏共识,不同研究者给出的临界值可能相差数倍,这可能与具体工程混凝土的材料特性、钢筋特性、混凝土结构所处地域的温湿度和水环境等多方面因素有关。
因此,要想比较合理地预测混凝土结构的 使用寿命 还需做大量深入细致的理论和试验研究工作,获取足够的试验室和现场数据积累与验证[5]。
有关碱集料反应和硫酸盐侵蚀方面的使用寿命预测模型也已开始研究,但和钢筋锈蚀相比,公开发表的文献资料较少。
目前,世界各国在工程设计和施工中对混凝土工程耐久性的要求和控制仍然采用基于材料层次研究成果和工程实践经验积累形成的 dee m to safety 定性经验方法,对于重要的混凝土结构工程已开始使用 预测模型 进行辅助性的定量分析校核。
混凝土耐久性研究从定性描述逐步转向 模型 定量或半定量分析已成为主要方向和热点[6]。
基于 deem to safety 定性经验、模型定量分析和计算机数据库集成的混凝土耐久性专家系统应该有较好的应用前景。
3 成果与应用我国对混凝土耐久性的研究起步于20世纪50年代初的治淮工程(修建梅山、佛子岭水库大坝)。
1962年,原水电部颁发的 水工混凝土试验规程 中就列入了碱活性骨料鉴定方法、抗冻、抗渗等耐久性试验方法。
60年代初进行了海港码头混凝土破坏调查和钢筋锈蚀研究,以及青藏线混凝土耐久性野外试验。
到90年代,混凝土的耐久性问题才真正受到政府主管部门的高度重视。
2000年国务院颁布的第279号令 建设工程质量管理条例 促使各行业部委纷纷出台了针对行业特点的混凝土耐久性规范和技术规定。
已经发布和正在编制的规范和技术规定如下:水利部SL211 2006水工建筑物抗冰冻设计规范;交通部JTJ275 2000海港工程混凝土结构防腐技术规范;中国土木工程学会C CES01 2004混凝土结构耐久性与施工指南;铁道部铁建设[2005]157号铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定;交通部JTG T B07 01 2006公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范;建设部GB T混凝土结构耐久性设计规范;水利部SL** * *水利工程合理使用年限规定(在编);中国电力企业联合会DL** **水工混凝土耐久性技术规范(在编)近10余年来,我国在若干重大工程的建设中已经充分贯彻了 混凝土耐久性设计 理念,并提升到了 强度设计与耐久性设计并重,强度服从耐久性 的认识高度。