混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
混凝土构件的延性及耐久性
混凝土构件的延性和耐久性是关键的设计要点。本演示将探讨延性和耐久性 的概念、影响因素以及改进方法，帮助您更好地理解和设计混凝土构件。
延性的定义和意义
1 什么是延性？
延性是材料或结构在受力时发生变形而不会 立即破坏的能力。
2 为什么延性重要？
延性可以使结构在遭受外力冲击或地震加载 时具有更好的抗震能力。
延性和耐久性的关系
延性和耐久性是混凝土构件设计中相互关联的要素。合理提高延性可以增强 耐久性，从而延长混凝土构件的使用寿命。
结论和要点
1 重要性
混凝土构件的延性和耐久性是关键设计要点，直接影响结构性能和使用寿命。
2 相互关联
延性和耐久性相互关联，合理提高延性可以增强混凝土构件的耐久性。
3 注意事项
耐久性的定义和意义
1 什么是耐久性？
耐久性是指混凝土构件在特定环境条件下长时间保持结构完整性和性能的能力。
2 为什么耐久性重要？
耐久性能够延长结构的使用寿命，减少维修和更换的成本。
影响混凝土构件耐久性的因素
1 环境因素
如温度、湿度和气候等会对混凝土构件的耐凝土配方和材料，提高混凝土 构件的抗腐蚀和耐久性。
在设计和施工时，需要注意合理调整结构形式和材料，以提高延性和耐久性。
延性对混凝土构件的影响
1 抗震设计
具有良好延性的混凝土构件能够在地震中吸收和分散能量，减轻结构受损风险。
2 变形能力
延性混凝土构件可以承受更大的变形，允许结构适应荷载和环境变化。
提高混凝土构件延性的方法
1 合理设计
采用合适的结构形式和几何尺寸，确保构件在受力时具有足够的延性。
2 加强钢筋
适当布置和增加钢筋，提高混凝土构件的延性和韧性。
8混凝土构件的使用性能及结构耐久性
一、填空题1、混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于正常使用极限状态的设计要求，验算时材料强度采用标准值，荷载采用标准值、准永久值。
2、增大构件截面高度是提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度的最有效措施。
3、平均裂缝宽度计算公式中，sk σ是指裂缝截面处的纵向钢筋拉应力，其值是按荷载效应的标准组合设计的。
4、钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度增大而增大，随纵筋配筋率增大而减小。
5、钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在相同符号弯矩范围内，假定其刚度为常数，并按最大弯矩截面处的最小刚度进行计算。
6、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ是指裂缝间受拉纵筋平均应变sm ε与裂缝截面处的受拉纵筋应变sk ε，反映了裂缝间拉区混凝土参与工作的程度。
7、结构构件正常使用极限状态的要求主要指在各种作用下的裂缝宽度和变形不应超过规定的限值。
8、结构的耐久性设计要求是指结构构件应满足设计使用年限的要求。
9、混凝土结构应根据使用环境类别和设计使用年限进行耐久性设计。
10、在荷载作用下，截面受拉区混凝土中出现裂缝，裂缝宽度与受拉纵筋应力几乎成正比。
11、钢筋混凝土和预应力混凝土构件，按所处环境类别和结构类别确定相应的裂缝控制等级及最大裂缝宽度极值。
12、平均裂缝间距与混凝土保护层厚度，纵向受拉钢筋直径，纵向受拉钢筋表面特征系数及纵向钢筋配筋率有关。
13、轴心受拉构件的平均裂缝宽度为构件裂缝区段范围内钢筋的平均伸长与相应水平处构件侧表面混凝土平均伸长之差。
14、最大裂缝宽度等于平均裂缝宽度乘以扩大系数，这个系数是考虑裂缝宽度的随机性以及长期荷载作用的影响。
15、裂缝控制一般统一划分为3级，其控制条件是：一级是严格要求不出现裂缝的构件；二级是一般要求不出现裂缝的构件；三级是允许出现裂缝的构件，但其计算值不应超过允许值。
16、弯、剪、扭、压、拉构件的承载力计算是基于安全性要求。
此外，对某些构件尚应进行变形、抗裂度和裂缝宽度验算，以保证适用性与耐久性，从而满足可靠性要求。
混凝土构件耐久性设计规范
混凝土构件耐久性设计规范一、前言混凝土结构的耐久性是保证其正常使用寿命的重要因素之一。
因此，混凝土构件耐久性设计规范是混凝土结构设计中必须遵循的基本原则之一。
本文将对混凝土构件耐久性设计规范进行详细的解析。
二、混凝土构件耐久性混凝土构件耐久性是指混凝土结构在使用寿命内，能够保持其预定的结构性能和使用功能，不受外界环境因素影响的能力。
混凝土构件的耐久性直接影响到混凝土结构的使用寿命和安全性。
三、混凝土构件耐久性设计规范1.环境因素考虑混凝土构件的耐久性设计首先要考虑环境因素。
环境因素包括温度、湿度、氧气、二氧化碳、化学物质等。
在混凝土构件的设计中，要根据所处环境不同，选择不同的混凝土配合比和保护措施。
2.混凝土强度等级混凝土的强度等级是指混凝土在28天龄期下的标准立方体抗压强度。
在混凝土构件的设计中，要根据不同的使用要求，选择不同的混凝土强度等级。
同时，在配合比的设计中，要根据混凝土强度等级进行调整，保证混凝土具有足够的强度和耐久性。
3.混凝土配合比混凝土配合比是指在一定的配合比范围内，按照一定的比例配制混凝土的方法。
在混凝土构件的设计中，要根据不同的使用要求和环境条件，选择不同的混凝土配合比。
同时，要根据混凝土的材料特性和强度要求，进行配合比的优化设计，保证混凝土具有足够的强度和耐久性。
4.混凝土保护措施混凝土保护措施是指在混凝土构件的使用寿命内，采取一定的措施，保护混凝土不受外界环境因素的影响。
混凝土保护措施包括防水、防腐、防火、防震等。
在混凝土构件的设计中，要根据所处环境和使用要求，采取相应的保护措施，保证混凝土结构的耐久性和安全性。
5.混凝土施工质量混凝土施工质量是保证混凝土结构耐久性的重要保障。
在混凝土施工中，要严格按照设计要求进行施工，保证混凝土的质量和强度。
同时，在混凝土施工过程中，要注意防止混凝土的裂缝和缺陷，保证混凝土结构的耐久性和安全性。
四、混凝土构件耐久性设计规范的应用在混凝土结构的设计中，需要严格遵循混凝土构件耐久性设计规范，保证混凝土结构的耐久性和安全性。
钢筋混凝土构件的耐久性分析
钢筋混凝土构件的耐久性分析一、前言随着建筑结构工程的不断发展，钢筋混凝土构件作为建筑结构中最为重要的一部分，其耐久性成为了工程师们所关注的焦点。
本文旨在通过对钢筋混凝土构件耐久性的分析，为工程师们提供一些参考资料，帮助他们更好地设计、建造和维护钢筋混凝土构件。
二、钢筋混凝土构件的耐久性钢筋混凝土构件在使用过程中，其耐久性是一个十分重要的指标，因为过早的失效可能会对建筑结构安全带来巨大的威胁。
钢筋混凝土构件的耐久性可以从以下几个方面进行分析。
1. 水泥的性质钢筋混凝土中的水泥是起到粘结作用的重要材料，其水化反应是建筑材料中最为复杂的反应之一。
水泥的成分、质量和加工工艺等因素都对其性质有着重要的影响，这将直接影响到钢筋混凝土结构在使用过程中的耐久性。
2. 钢筋的腐蚀钢筋在钢筋混凝土构件中起到了加强钢筋混凝土的作用，但因为其自身的材料特性，具有易腐蚀性。
当钢筋表面的被腐蚀物质产生后，钢筋表面的保护层就很容易被破坏，这将导致钢筋丧失了防腐蚀的功能。
随着时间的推移，钢筋表面的腐蚀越来越严重，其强度也逐渐下降，从而使钢筋混凝土构件的耐久性得到了影响。
3. 冻融循环当钢筋混凝土构件遭遇到高温干燥、低温冻结等环境的逆境时，水分的体积性膨胀与收缩会直接影响到其耐久性。
在钢筋混凝土材料中，水的体积变化会导致混凝土表面开裂、破碎等现象，这将导致钢筋混凝土工件的强度和耐久性大大降低。
4. 剪切和冲击钢筋混凝土构件在使用过程中，往往会受到剪力及冲击力的作用，这将对钢筋混凝土构件的力学特性和耐久性造成不同程度上的影响。
比如，在剪切作用的下，钢筋混凝土工件会产生一些不可逆的塑性变形，这将导致其强度和可靠性逐渐下降，从而影响其耐久性。
三、提高钢筋混凝土构件的耐久性当我们认识了钢筋混凝土结构中耐久性所涉及的不同方面的因素时，我们便可以像工程师那样，从各个方面提高钢筋混凝土构件的耐久性。
1. 选用高质量的材料钢筋混凝土结构中，选用高质量的材料是保证其强度和耐久性的关键，因为材料的性质直接决定了钢筋混凝土结构的最终性能。
混凝土构件的耐久性评定标准
混凝土构件的耐久性评定标准一、前言混凝土构件的耐久性评定是混凝土结构设计、施工及维护中的重要环节，其标准化是建筑行业的重要任务之一。
在市场竞争日益激烈的今天，混凝土构件的耐久性评定标准不仅是建筑企业自我管理的需要，也是保障建筑质量、提高建筑品质的必要手段。
本文就混凝土构件的耐久性评定标准进行了全面的探讨。
二、混凝土构件的耐久性评定标准（一）定义耐久性评定是指对混凝土构件在使用中所遭受的破坏机理、破坏程度、破坏形态、破坏过程等进行分析、评价和预测，并根据评价结果提出相应的技术措施，保证混凝土构件在设计寿命内具有预期的使用性能和安全性能。
（二）耐久性评估指标1. 力学性能：包括混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、剪切强度等指标。
2. 物理性能：包括混凝土的密度、吸水率、含气量、干缩率、渗透性等指标。
3. 化学性能：包括混凝土的碱骨料反应、硫酸盐侵蚀、氯盐侵蚀等指标。
4. 生物性能：包括混凝土的真菌、藻类、藻腐菌等生物的侵蚀、繁殖等指标。
5. 环境适应性：包括混凝土在不同环境下的适应性，如高温、低温、干燥、潮湿等指标。
（三）耐久性评估方法1. 现场调查法：通过对混凝土结构的现场调查，了解其使用环境、使用条件、使用年限、维护保养情况等信息，对混凝土结构的耐久性进行初步评估。
2. 实验室试验法：通过对混凝土试件进行力学性能、物理性能、化学性能、生物性能等多方面的试验，对混凝土结构的耐久性进行评估和预测。
3. 数值模拟法：通过建立混凝土结构的数值模型，采用数学模型和计算机仿真技术，对混凝土结构的耐久性进行评估和预测。
（四）评估结果等级划分1. 优秀：指混凝土构件的使用寿命超过预期寿命。
2. 良好：指混凝土构件的使用寿命达到预期寿命。
3. 一般：指混凝土构件的使用寿命略低于预期寿命。
4. 较差：指混凝土构件的使用寿命明显低于预期寿命。
5. 不合格：指混凝土构件的使用寿命远低于预期寿命，无法继续使用。
（五）耐久性评估标准1. 混凝土结构的设计寿命应根据不同结构的使用环境、使用条件、使用要求等因素进行综合考虑，一般不低于50年。
混凝土结构的安全性
混凝土结构的安全性对于建筑工程的设计、施工和维护至关重要。
本文将从混凝土的材料性质、结构设计、施工过程和维护管理等方面，详细探讨混凝土结构的安全性。
一、混凝土的材料性质1. 强度和稳定性：混凝土的强度是一个重要的安全性能指标，直接关系到结构的承载能力。
在正常使用和设计荷载情况下，混凝土需要具备足够的强度来承受荷载，并在长期使用过程中保持稳定。
2. 抗震性能：地震是混凝土结构面临的主要安全威胁之一。
混凝土在地震发生时需要具备一定的韧性和延性，能够吸收和分散地震能量，避免结构产生严重破坏。
3. 耐久性：混凝土的耐久性直接关系到结构的使用寿命和安全性。
混凝土在寿命期间需要能够抵抗环境中的各种侵蚀和破坏因素，如氯盐侵蚀、碳化、冻融循环等，以保障结构的安全性。
4. 火灾安全性：混凝土在高温下能够保持较高的强度和稳定性，能够阻燃和耐火一段时间，为人员疏散和火灾扑灭提供了宝贵的时间窗口。
二、混凝土结构的设计安全1. 结构力学分析：混凝土结构的设计需要进行详细的力学分析，包括结构的受力情况、应力分布、变形控制等。
通过合理的力学分析，能够保证结构在正常使用和设计荷载情况下安全稳定。
2. 结构构件尺寸和形状设计：混凝土结构的构件尺寸和形状设计需要满足强度和稳定性要求，同时考虑到经济性和施工可行性。
合理的构件设计能够减少结构荷载，提高结构整体的安全性。
3. 钢筋布置和连接方式：钢筋是混凝土结构中的主要增强材料，合理的钢筋布置和连接方式能够提高结构的抗震性能和承载能力。
钢筋的质量和连接的可靠性对结构的安全性有着重要影响。
4. 设计荷载和荷载组合：混凝土结构的设计荷载要根据工程实际情况进行合理的确定，包括常用荷载（如重力荷载、风荷载、雪荷载等）和特殊荷载（如地震荷载、爆炸荷载等）。
同时，荷载组合也需要合理确定，考虑到各种荷载组合对结构安全的影响。
三、混凝土结构的施工安全1. 施工质量控制：混凝土结构的施工需要合格的材料、科学的施工工艺和严格的质量控制。
混凝土的强度及耐久性
混凝土强度与耐久性☐强度的定义☐普通混凝土的强度等级☐其它类型的强度棱柱体抗拉劈裂抗弯☐强度影响因素☐提高强度的方法途径☐混凝土耐久性☐抗渗性☐抗冻性☐提高耐久性的措施1.砼的f C 及等级砼的抗压强度是指在外力作用下，混凝土抵抗破坏的能力。
我国采用立方体抗压强度（cube ）和棱柱体抗压强度两种。
有的国家（美国、日本）则采用圆柱体抗压强度。
（the strength of concrete ）砼的强度包括抗压、抗拉、抗弯、抗剪、握裹、疲劳强度等，其中以抗压强度最大，抗拉强度最小。
在砼结构中，大都采用砼的抗压强度作为设计依据，在施工控制中也都采用f 压评定砼质量，下面主要讨论f C 简要说明f t（一）砼的f C 与f t砼的强度Back图4.1规定：以边长为150mm 的立方体试件，在温度为20±2℃，相对湿度为95% 以上的潮湿环境或水中的标准条件下，经28天养护，采用标准试验方法测得的极限抗压强度(maximumcompressive strength —标准强度the standard compressive strength ）来确定砼的等级（大体积混凝（1）立方体(cube) compressive strength 砼的立方体f C 是划分抗压等级的主要依据。
[note]立方体f C 是在标准情况下测定的，是砼质量具有对比性。
立方体f C普通混凝土强度等级GradesC60C7.5C10C55C50C35C15C20C25C30C45C40C25concretef cu,k 根据混凝土立方体抗压强度标准值f cu ，k （P%≥95％）砼可划分为下列十二个常用等级（MPa ）：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60.Back等级[note]:A. 强度等级量值与过去的标号对应关系如下：1 kgf/cm2≈0.1MPaC7.5≈75＃、C10≈100……C60≈600＃K= B.边长为150mm 的试块为标准试块，但在实际中，由于使用的骨料的D M 不同，还有100mm 及200mm 的非标准试块。
受弯构件设计—混凝土结构的耐久性(结构设计)
设计使用年限
2. 保证耐久性的措施
（1） 规定最小保护层厚度；
（2）满足混凝土的基本要求；控制最大水灰比、最小水 泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量以及最大碱 含量。
（3）裂缝控制：一级：严格要求不出现裂缝的构件；二 级：一般要求不出现裂缝的构件；三级：允许出现裂 缝的构件。
（4）其他措施 ✓ 对环境较差的构件，宜采用可更换或易更换的构件； ✓ 对于暴露在侵蚀性环境中的结构和构件，宜采用带肋
环氧涂层钢筋，预应力钢筋应有防护措施。 ✓ 采用有利提高耐久性的高强混凝土。
随着时间推移，结构耐久性损伤的积累与发展导致混凝 土结构耐久性下降，严重时会导致结构的安全性降低，甚至 破坏。
根据国内外广泛的现场调查资料及研究，桥梁混凝土结 构和构件耐久性损伤现象主要是钢筋锈蚀和混凝土的劣化。
混凝土结构耐久性损伤产生原因
混凝土结构耐久性损伤产生原因
内部因素
混凝土的强度、密实度、 水泥用 量、水灰比、氯离子及碱含量、
混凝土结构耐久性与耐久性损伤现象
结构功能
安全性 适用性 耐久性
具有足够的承载力和变形 能力
在使用荷载下不产生过大 的裂缝和变形
在一定时期内维持其安全 性和适用性的能力
混凝土结构的耐久性是指在正常维护条件下，在预计 的使用时间内，在指定的工作环境中保证结构满足既定的 功能要求。
所谓正常维护，是指不因耐久性问题而花过高的维修 费用。
预计设计使用时间亦即设计使用寿命。耐久性设计的 目标是要保证结构的设计使用寿命。
问题的提出：大量的钢筋混凝土结构的提前 失效，达不到规定的服役年限。
混凝土结构在自然环境和使用条件下，随着时间的 推移，材料逐渐老化和结构性能劣化、出现损伤甚至损 坏，是一个不可逆的过程。它不是直接由力学因素引起 的。是物理化学作用的结果，继而影响到建筑物的使用 功能和结构的承载力，最终影响整个结构的安全。我们 把造成混凝土材料劣变或整体性受损的这种现象，称之 为混凝土结构耐久性损伤。
混凝土结构建筑耐久性技术规范
混凝土结构建筑耐久性技术规范一、前言混凝土结构建筑是现代建筑中广泛应用的一种结构形式，其耐久性能是建筑物使用寿命的重要保障。
本文将从混凝土结构建筑的耐久性技术规范入手，全面介绍混凝土结构建筑的耐久性保障措施。
二、耐久性技术规范《混凝土结构建筑耐久性技术规范》（GB 50068-2018）是中国建筑行业的基础性技术规范，于2019年5月1日起正式实施。
该规范的主要内容包括混凝土结构建筑的耐久性设计、混凝土及其构件的材料性能、施工质量控制、环境因素的影响、结构维护与修缮等方面的规定。
三、混凝土材料的性能混凝土作为混凝土结构建筑的主要材料，其性能对于建筑物的耐久性有着重要的影响。
根据《混凝土结构建筑耐久性技术规范》，混凝土的材料性能应符合以下要求：1. 抗渗性：混凝土应具有较好的抗渗性能，以保证建筑物在不同环境下的使用周期内不会出现渗漏问题。
2. 抗冻性：对于寒冷地区的混凝土结构建筑，其混凝土应具有良好的抗冻性能，以应对低温环境下的冻融循环问题。
3. 抗硫酸盐侵蚀性：对于海边等含盐环境下的混凝土结构建筑，其混凝土应具有较好的抗硫酸盐侵蚀性能，以延长建筑物的使用寿命。
4. 抗碱骨料反应性：对于使用碱性骨料的混凝土结构建筑，其混凝土应具有良好的抗碱骨料反应性能，以避免骨料和混凝土的化学反应对建筑物耐久性的影响。
四、混凝土结构的施工质量控制混凝土结构建筑的施工质量控制对于其耐久性的保障有着重要的作用。
根据《混凝土结构建筑耐久性技术规范》，混凝土结构的施工应符合以下要求：1. 现场质量控制：对于混凝土结构的施工现场，应进行现场质量控制，包括混凝土浇筑前的准备工作、混凝土材料的质量控制、施工现场的卫生环境等方面。
2. 浇筑工艺控制：对于混凝土结构的浇筑工艺，应进行工艺控制，包括混凝土的配合比、浇筑方式、振捣方式等方面。
3. 混凝土表面处理：对于混凝土结构的表面处理，应进行表面处理控制，包括混凝土表面的防水处理、防腐处理、防火处理等方面。
调研报告混凝土结构承载能力及耐久性评估
①钢筋腐蚀后，使钢筋旳有效截面面 积降低；
②钢筋腐蚀后，力学性能劣化，强度 降低；
第二章 混凝土构造承载能力及耐久性评估
§2-2考虑钢筋腐蚀影响旳承载能力评 估措施
③钢筋腐蚀后，混凝土保护层开裂甚 至脱落，使混凝土旳有效断面降低；
④钢筋腐蚀后，钢筋与混凝土之间旳 粘结性能退化，影响钢筋与混凝土旳共 同工作。详细体现形式如下：
第二章 混凝土构造承载能力及耐久性评估
§2-2考虑钢筋腐蚀影响旳承载能力评 估措施
（2）斜截面抗剪承载力
对在役构造旳斜截面抗剪承载力计 算，应考虑斜裂缝对混凝土抗剪承载力 旳影响，及钢筋锈蚀对箍筋和弯起钢筋 抗剪承载力旳影响。
§2-2考虑钢筋腐蚀影响旳承载能力评 估措施
2
1
2
钢筋混凝土梁构造裂缝
2、考虑钢筋腐蚀影响旳承载能力计算 （1）正截面抗弯承载力
对使用数年旳在役构造进行承载能 力评估时，应考虑钢筋腐蚀旳影响。
假如受压区混凝土截面损失较大时， 则应考虑其对承载力旳影响。
第二章 混凝土构造承载能力及耐久性评估
§2-2考虑钢筋腐蚀影响旳承载能力评 估措施
图2-1 考虑钢筋腐蚀影响旳受弯构件 正截面承载力计算简图
• 如将构造位移、应变等实测值与理论 计算值列表进行比较。如下表：
• 静载试验位移成果整顿表
• 二、动载试验成果旳整顿分析
• 桥梁构造动载试验成果主要涉及桥梁 构造旳动力特征和动力反应。
• （一）桥梁构造旳动力特征
• １、桥梁构造旳动力特征只与构造本身旳 固有性质有关，而与荷载等其他原因无关， 它是构造振动系统旳基本特征，是进行构 造动力分析所必须旳参数。
混凝土耐久性检验评定标准
1000~2000
低
100~1000
很低
＜100
可忽略
系统试验表明：快速碳 化的碳化深度＜20mm 时抗碳化性能较好，可 满足50年耐久性要求 工程实际中，碳化发展 规律与上述基本接近 一般公认的是：碳化深 度＜10mm的混凝土， 抗碳化性能良好
试验龄期28d 碳化深度等级：
3 关于碳化深度等级划分
CLICK HERE TO ADD A TITLE
氯离子迁移系数、电通
1
抗水渗等级、抗硫酸盐 等级 试验方法本身含有等级 划分 业内已习惯应用且已体 现在相关的标准中 尊重现实，符合习惯， 协调标准
抗冻等级、抗冻标号、
2
3 关于抗冻标号和抗冻等级
ACI 318-08和 CSA A23.1-94 GB/T 50082
关于抗冻标号划分
关于抗冻等级划分
4 检验
取样规则：
用于配合比设计的混凝土取样在实验室进行，避免取首盘，相同配合比可作为一个验收批。
用于混凝土生产和施工质量控制的混凝土取样在施工现场进行，避免取首车，连续生产的混凝土可作为一个验收批，非连续生产的混凝土的各个生产阶段作为一个验收批。
各验收批混凝土出现下列情况之一，需重新取样：
4 检验
取样日期和时间、取样地点、混凝土强度等级、取样方法、取样编号、时间数量、环境温度及混凝土温度、取样后样品保存方法以及自取样到制作试件的时间、其他需要说明的内容。
4 检验
每个检验项目至少完成一组试验
1
每个检验项目至少完成一组试验
2
每个检验项目至少完成一组；也可以对一 个检验项目进行多组试验
3
同一个验收批
合格：必须保证验收批所有项 目全部合格； 不合格：专家评审，评审意见
混凝土的性能及应用
混凝土的性能及应用混凝土是一种常见且广泛应用的建筑材料，其优异的性能使其成为现代建筑中不可或缺的一部分。
本文将详细探讨混凝土的性能及其在建筑领域中的应用。
一、混凝土的基本性能1. 强度和耐久性混凝土的强度是一个重要指标，其能够承受外部荷载并保持结构的稳定性。
混凝土中的水泥和骨料在水化反应过程中形成坚实的胶凝体，使其具有出色的抗压强度。
同时，混凝土还具有良好的耐久性，能够抵抗恶劣的环境条件和化学物质的侵蚀。
2. 可塑性和可浇性混凝土具有良好的可塑性，可以通过振捣等方式将其灌注到各种形状的模具中。
这使得混凝土能够适应各种建筑需求，创造出复杂且独特的结构。
同时，由于混凝土的流动性，它能够灌注到较窄的空间和复杂的结构形状中，以实现结构的完整性和连续性。
3. 稳定性和耐火性混凝土是一种具有良好稳定性的材料，能够抵抗结构荷载和环境振动的影响。
此外，混凝土还具有很高的耐火性，即使在高温下也能够保持结构的完整性和稳定性，这在火灾事故发生时至关重要。
二、混凝土的应用1. 建筑结构混凝土在建筑结构中的应用是最广泛的。
它可以用于建造楼板、墙体、柱子和基础等各种建筑构件。
混凝土结构坚固耐用，能够承受大气荷载和地震荷载等外部力的作用，保证建筑的稳定性和安全性。
2. 基础设施建设混凝土也是基础设施建设中不可或缺的材料。
例如，桥梁、隧道、堤坝等大型工程都常常使用混凝土作为主要构建材料。
混凝土能够承受大的水流、冲击和地质变化等力量，在保证项目的长期可靠性和安全性方面都发挥了重要作用。
3. 装饰和室内设计混凝土的天然质感和均匀的颜色使其成为室内设计中的流行元素之一。
混凝土可以用于制作地板、墙壁和家具等装饰材料，为室内空间增添独特的美感。
此外，混凝土还可以磨光、刻画纹理或进行染色等处理，赋予它更多的设计可能性。
4. 环保建筑混凝土是一种环保建筑材料，其生产过程中对环境的影响较小。
与其他材料相比，混凝土具有较低的能源消耗和排放量。
此外，混凝土能够吸收和储存二氧化碳，减少大气中的温室气体含量，对气候变化的影响更为有限。
混凝土构件的延性及耐久性_OK
钢筋锈蚀有相当长的过程，先在裂缝较宽处的个别点 上形成“抗蚀”→“环蚀”→向两边扩展，形成锈蚀面， 使钢 筋截面削弱。上述反应不断进行，钢筋体积膨胀，导致沿 钢筋长度的混凝土出现纵向裂缝，使混凝土保护层剥落， 25 暴筋，截面承载力降低，最终失效。
耐久性设计的目标：保证结构的使用年限。 我国设计标准的设计基准期为50年。
29
2、混凝土结构的环境类别
混凝土结构的环境类别
环境类别
条件
一
室内正常环境
二
a
室内潮湿环境：非严寒和非寒冷地区的露天环境，与无侵 蚀性的水或土壤直接接触的环境
b
严寒和寒冷地区的露天环境，与无侵蚀性的水或土壤直接 接触的环境
三
“后期”是指从钢筋开始屈服进入破坏阶段直到最大 承载能力（或下降到最大承载能力的 85％）时的整个过 程。
3
（一）延性概念
结构、构件或截面延性是指从屈服到破坏的能力。 即延性是反映构件的后期变形能力。
“后期”是指从钢筋开始屈服进入破坏阶段直到最大 承载能力（或下降到最大承载能力的 85％）时的整个过 程。
18
（一）耐久性概念
混凝土结构的耐久性是指在设计使用年限内，在正 常维护下，必须保持适合于使用，而不需进行维修加固。
混凝土结构的设计使用年限根据结构的重要性按现行 的有关国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50 068)的规定确定。我国规定的设计使用年限分为50年和10 0年。
19
（二）耐久性的影响因素
0.0032
混凝土结构的耐用性评估标准
混凝土结构的耐用性评估标准一、前言混凝土结构作为建筑工程的重要组成部分，其耐久性是关乎结构安全和使用寿命的重要指标。
因此，制定一套完善的混凝土结构耐久性评估标准对于保障建筑工程的安全和可持续发展具有重要意义。
二、标准适用范围本标准适用于各类混凝土结构的耐久性评估，包括但不限于建筑结构、桥梁、隧道、水利工程以及其他混凝土建筑结构。
三、术语和定义1.混凝土结构：指以混凝土为主要构件的建筑结构，包括但不限于柱、梁、板、墙、桥墩、护坡、坝体等。
2.耐久性：指混凝土结构在设计寿命内，保持原有功能和性能的能力。
3.设计寿命：指混凝土结构的设计使用期限。
4.环境因素：指影响混凝土结构耐久性的各种外部因素，包括但不限于气候、水质、土壤、化学介质、紫外线等。
5.评估指标：指评价混凝土结构耐久性的各项指标，包括但不限于强度、耐久性、裂缝控制、渗透性、抗冻性等。
四、评估方法1.强度评估强度评估是评价混凝土结构耐久性的基本指标之一。
可以通过采集混凝土样本进行实验室检测，也可以通过无损检测方法进行现场评估。
评估结果应该与设计强度进行对比，判断混凝土结构是否存在强度下降的情况。
2.耐久性评估耐久性评估是评价混凝土结构耐久性的关键指标之一。
可以通过现场观察和实验室检测等方法进行评估。
评估结果应该与设计寿命进行对比，判断混凝土结构是否存在耐久性下降的情况。
3.裂缝控制评估裂缝控制评估是评价混凝土结构耐久性的重要指标之一。
可以通过现场观察和实验室检测等方法进行评估。
评估结果应该与设计要求进行对比，判断混凝土结构是否存在裂缝控制不佳的情况。
4.渗透性评估渗透性评估是评价混凝土结构耐久性的重要指标之一。
可以通过实验室检测等方法进行评估。
评估结果应该与设计要求进行对比，判断混凝土结构是否存在渗透性增加的情况。
5.抗冻性评估抗冻性评估是评价混凝土结构耐久性的重要指标之一。
可以通过实验室检测等方法进行评估。
评估结果应该与设计要求进行对比，判断混凝土结构是否存在抗冻性下降的情况。
《土木工程材料》课件——混凝土的耐久性
对高抗冻性混凝土，其抗冻性也可采用快冻法，以相对动弹 性模量值不小于60％，而且质量损失不超过5％时所能承受 的最大冻融循环次数来表示。
提高混凝土抗冻性的最有效方法是掺入引气剂（1998、2km 试验路段，公路不低于C40，其他C30）、减水剂和防冻剂， 或使混凝土更密实。
抗渗等级≥P6的混凝土为抗渗混凝土。
图3-24 硬化水泥浆体渗透性与水灰比的关系（93%水化度）
渗透性—水灰比关系存在临界区域
最初几周，硬化水泥浆体的渗透性下降数个量级
渗透性与耐久性
Permeability and durability
采用适宜的原材料及良好的生产、 浇筑与养护操作，当水泥用量为300～ 350Kg/m3、水灰比0.45～0.55，制备出 28d抗压强度为35～40MPa的混凝土， 在大多数环境条件下可以呈现足够低的 渗透性和良好的耐久性能。
抗渗性主要与其密实度及内部孔隙的大小和构造有关。
影响混凝土抗渗性的因素有：
1）水灰比 对抗渗性起决定作用。 2）骨料的最大粒径
3）养护方法 蒸汽养护较自然养护的要差。
4）水泥品种 5）外加剂 6）掺合料 7）龄期
混凝土的抗渗性用抗渗等级表示。混凝土的抗渗等 级分为P4、P6、P8、P10、P12等五个等级，相应表示能 抵抗0.4、0.6、0.8、1.0及1.2MPa的静水压力而不渗水。
风与温度 相对湿度 硫酸盐离子 温度变化
氧气和水
控制变量 游离氧化钙和氧化镁 水化热和冷却速率 水泥含碱量，骨料组分 骨料吸水性，混凝土含气量，骨 料最大尺寸 混凝土温度，表面的防护 配合比设计，干燥速度 配合比设计，水泥种类，外加剂 温度升高和变化速率 混凝土坍落度、保护层、钢筋直 径 保护层、混凝土抗渗性
混凝土耐久性和高性能简介
混凝土耐久性和高性能简介一砼结构耐久性和使用寿命(一)砼结构耐久性砼结构耐久性取决于使用环境条件以及砼结构设计、材料(砼和钢筋) 、施工质量和维护.(二)砼结构使用寿命砼结构使用寿命指砼结构在规定的工作环境和维护条件下，能保持设计使用性能的年限。
砼结构使用寿命取决于砼结构耐久性、使用条件和环境、结构的及时维修。
砼结构使用寿命包括结构良好状态, 维护阶段, 修理阶段。
对于耐久性差的砼结构, 维修的弗用比建设投资增加许多倍.(国外5倍定率)二砼的劣化(一) 砼劣化基本条件1. 气体、水以及含在水气中的有害物质在砼的孔隙和裂缝中的迁移、结合和变化是砼劣化的基本条件, 其中水气的迁移是首要条件。
2. 水气迁移的动力有:浓度差引起扩散;压力差引起渗透;表面能引起毛细吸引。
(二) 砼侵蚀劣化的类型冻融循环破坏环境水的化学腐蚀砼内钢筋锈蚀(碳化或氯盐引起)碱-骨料反应破坏物理磨损破坏(磨蚀)(三) 环境的影响对砼结构耐久性影响起决定性作用的是结构砼周围(以厘米距离计)的微观气侯和与砼接触的环境水或环境土的状况.足够的水份, 水中有害物质和温度是环境特征的三个主要因素.1. 有害物质及其浓度二氧化碳-----钢筋保护层碳化氯化物-----促进钢筋锈蚀氧------钢筋锈蚀的条件之一酸类------砼酸性腐蚀硫酸盐-----砼结晶型腐蚀碱(钾,钠)-----砼碱-骨料反应破坏镁盐-----砼化学腐蚀2.水和湿度的影响环境水和湿度对砼的碳化过程、氯污染、冻害和化学侵蚀都有重要的影响，但影响程度各不同相。
环境条件相互影响的例子: 相对湿度50~60%时,砼碳化速度最快; 湿度降低时因水份不足, 碳化速度减慢; 湿度提高时孔隙水增加, 二氧化碳迁移困难, 直至湿度95%以上碳化过程几乎停止.但是, 对钢筋锈蚀来说, 相对湿度50~60%时速度很慢, 90~95%时, 锈蚀最快; >95%时, 由于缺氧,锈蚀速度又下降. 可见, 相对湿度居中(65~85%),是锈蚀危害最大的环境.3. 温度的影响温度影响砼的硬化速度，温度增加10~15C度强度增加速度快一倍。
混凝土结构耐久性-环境作用等级及耐久性设计要求
环境 类别
1 2 3 4
最大水灰比
0.55 0.50 0.45 0.40
最少水泥用量 (Kg/m3)
275 300 300 325
最低混凝土 强度等级
C25 C30 C35 C35
大碱含量 （%）
3.0 3.0 3.0 3.0
4、处于Ⅲ类或Ⅳ类环境的桥梁，当耐久性确实需要时， 其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋；预应力钢筋、 锚具及连接器应采取专门防护措施。 5、水位变动区有抗冻要求的结构混凝土，其抗冻等级应 符合有关标准的规定。 6、有抗渗要求的混凝土结构，混凝土的抗渗等级应符合 有关标准的要求。
THE END
《钢筋混凝土结构》
混凝土结构的耐久性
环境作用等级 及耐久性设计要求
环境类别 1 2 3 4
环境条件 温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土壤接触的环境 严寒地区的大气环境，使用除冰盐环境、滨海环境 海水环境 受人为侵蚀性物质影响的环境
《公路桥规》对桥梁结构的耐久性设计要求：
1、结构混凝土材料耐久性的基本要求应符合表9-2的规定。 2、对于预应力混凝土构件，混凝土材料中的最大氯离子含量 为0.06%，最小水泥用量为350kg/m3，最低混凝土强度等级为 C40； 3、特大桥和大桥的混凝土最大含碱量宜降至1.8kg/m3，当处 于Ⅲ类、Ⅳ类或使用除冰盐和滨海环境时，宜使用非碱活性 骨料。
四、混凝土的耐久性
DURABILITY of CONCRETE
概 念
混凝土耐久性
混凝土材料在长期使用过程中，抵抗因服役环境 外部因素和材料内部原因造成的侵蚀和破坏，而保 持其原有性能不变的能力。
混凝土构筑物的服役寿命
混凝土构筑物受到其服役环境因素的侵蚀和破坏， 导致其使用性能下降到最低设计值时，所经历的时 间( 年 ) 。
一、混凝土的抗渗性 Permeability of Concrete
定义：混凝土抵抗压力水(油、液体)渗透的能 力，称为抗渗性。
• 水是混凝土生产过程，同时也是破坏过程 的主要介质。不仅物理劣化过程与水有关，同时 作为传输侵蚀性离子的介质，水又是化学劣化过 程的一个根源。
所以水是大多数混凝土耐久性问题的核心！！！
什么是碱骨料反应？
最常见、最重要的反应是碱 — 硅反应 (简称ASR)，它是骨料中所含的无定形硅与 孔隙里含碱(钠、钾、钙的氢氧化物)的溶液 反应，生成易于吸水膨胀的碱 -硅凝胶，当 结构物暴露在潮湿环境中，混凝土体内相 对湿度超过85%时，就会出现膨胀，直到引 起混凝土开裂与破坏。
常见的碱—骨料反应破坏形式
条件：氯离子扩散、氧与水分；与保护层厚度、 水灰比、水泥用量等有关。
钢筋锈蚀导致混凝土构件破坏的几种形式
混凝土中钢材锈蚀的防护措施
下列几种新措施，可以在原材料选择、配合比设计、 保护层厚度与施工过程的基础上，进一步改善对钢材腐 蚀的防护作用： 1)在新拌混凝土里掺用阻锈剂，如亚硝酸钙；
2)用不锈钢作为配筋，或环氧涂层钢筋； 3)混凝土采用涂层保护，减少氯盐与氧的侵入； 4)对钢筋进行阴极保护，即外加电压以保持钢筋处于 阴极区。
综合
钢筋混凝土桥梁的侵蚀损毁
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
式中：
sk
——裂缝截面处纵向钢筋的拉应力
——纵向钢筋应变不均匀系数
平均裂缝宽度计算图式
c ——裂缝间混凝土自身伸长对裂缝
宽度的影响系数，为简化，一 般取0.85
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk
sk 均可按裂缝截面处力的平衡条件求得
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
1
混凝土受弯构件变形计算的特点
钢筋混凝土受弯构件的M－φ关系曲线
受诸多因素影响，目前尚难以给出明确 的解析表达式。
解决办法是通过一定的理论分析与试验
研究，首先确定构件在短期荷载作用下 的刚度Bs，然后考虑长期荷载的影响， 以计算构件正常使用阶段的挠度。
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
1
裂缝的出现、分布和开展
裂缝宽度影响因素
裂缝宽度指的是受拉钢筋重心水平处构件侧表面上混凝土的裂缝宽度
传递长度l
裂缝宽度
粘结强度 钢筋表面积大小 配筋率 受拉区混凝土的滑移徐变和拉应力的松弛 混凝土的收缩 钢筋直径变化
向钢筋合力点的距离 e e0 yc as
yc
—截面重心至受压或较小受拉边缘的距离
大、小偏心受拉构件钢筋应力计算图式
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk
偏心受压构件
偏心受压构件钢筋应力计算图式
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3 平均裂缝宽度
纵向钢筋应变不均匀系数
有效受拉混凝土面积
As te Ate
Ate ——有效受拉混凝土截面面积
Ate 0.5bh bf b hf
受弯、偏拉、偏压构件 轴拉构件
Ate取全截面
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
2 短期刚度Bs
平均应变
sm、 cm
sk
sm
Mk sk Es Es As h0
cm
ck Mk c ck c c E 'c Ec bh02 Ec
ck
ck ——按荷载效应的标准组合计算的裂缝截面处受压区边缘混凝土
当梁的截面形状、尺寸和材料确定时，其截面弯曲刚度EI 是一个常 数，既与弯矩无关，也不受时间影响。
混凝土受弯构件的跨中挠度 f 为
Ml02 f B
B 仍称为受弯构件的弯曲刚度，但由于混凝土是不均匀的非弹性 材料，其变形模量 E’c 随截面应力增大而减小，而裂缝截面的惯性矩 Ic 也随裂缝开展而显著降低，加之混凝土材料具有比较明显的徐变、 收缩等“时随”特性，需要考虑长期荷载的影响，因而确定钢筋混凝 土构件的弯曲刚度 B 要较确定匀质材料梁 EI 复杂得多。
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
纵向钢筋应变不均匀系数
纯弯区段内钢筋应变分布
1.1 0.65
te sk
f tk
＜0.2时，取 ＝0.2，当 ＞1 时取 ＝1，对直接承受重复荷载 的构件取 ＝1
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
主要从以下几个方面考虑：
保证结构的使用功能要求 防止对结构构件产生不良影响
防止对非结构构件产生不良影响
保证使用者的感觉在可接受的程度之内
8.2 钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
1 混凝土受弯构件变形计算的特点
匀质弹性材料梁的跨中挠度 f 为
Ml02 f EI
d
)
受弯、偏拉、偏压构件 lm 1.0(1.9c 0.08
te
)
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
平均裂缝宽度的计算公式为
wm smlm ctmlm (1
ctm ) smlm sm c smlm c sk lm c sk lm
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度限值
主要考虑两方面的理由：
过大的裂缝会引起混凝土中钢筋的严重锈蚀，降低结构的耐久性；
过大的裂缝会损坏结构外观，引起使用者的不安。
一般认为裂缝宽度控制在0.30mm以内是合适的
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度的计算
裂缝宽度统计
影响建筑观感和结构耐久性的主要因素是裂缝的最大开展宽度 设计中控制的裂缝宽度是某一协议概率(5％)下的相对最大裂缝宽度
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
4
最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度的计算
《规范》规定： wmax cr 式中：
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
2
平均裂缝间距
轴心受拉构件粘结应力传递长度
由平衡条件
s2 As s1 As f tk Ate
s2 As s1 As mul
l
f tk Ate m u
lm 1.5l
3 f tk d d k1 8 m te te
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
2
平均裂缝间距
lm k1 d
te
上式表明，当配筋率相同时，钢筋直 径越细，裂缝间距越小，裂缝宽度也越 小，即裂缝的分布与开展细而密。 但上式中，当 d / te趋于零时，裂缝 间距也趋于零，这与实际不符。 试验表明，当 d / te 很大时，裂缝间 距趋于某一常数，该数与混凝土保护层 厚度以及钢筋有效约束区有关。为此， 对上式进行如下修正：
混凝土构件 的使用性能及结构的耐久性
主要内容：
钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
钢筋混凝土受弯构件的挠度验算
混凝土结构的耐久性
重点：
考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性 钢筋混凝土构件变形和裂缝宽度的验算方法
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
结构的功能:
安全性—— 承载能力极限状态 适用性—— 影响正常使用，如吊车、精密仪器 对其它结构构件的影响 振动、变形过大
平均裂缝间距lm与 d / te 的关系
lm k2 c k1
d
te
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
2
平均裂缝间距 对于常用的带肋钢筋，《规范》给出的平均裂缝间 距lm的计算公式为
轴心受拉构件
lm 1.1(1.9c 0.08
d
te
M k ——按荷载效应标准组合计算的截面弯矩
h0
——截面有效高度 ——内力臂系数，可近似取为0.87
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
裂缝截面处的钢筋应力 sk 偏心受拉构件
Nke ' sk As (h0 as' )
式中
e —轴向拉力作用点至受压区或受拉较小边纵
对非结构构件的影响：门窗开关，隔墙开裂等
心理承受：不安全感，振动噪声
正常使用 极限状态
耐久性—— 裂缝过宽：钢筋锈蚀导致承载力降低，影响使用寿 命外观感觉
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
过大裂缝对结构的影响——引起钢筋的严重锈蚀，降低结构
的耐久性，损坏结构的外观，引 起使用者的不安
裂缝控制——达到正常使用极限状态界限时临界裂缝宽度的限值
0
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
3
平均裂缝宽度
纵向钢筋应变不均匀系数
系数 的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变 的影响程度
的影响因素
裂缝间拉区混凝土 参与工作的程度 钢筋的数量 钢筋的粘结性能 钢筋的布置
纯弯区段内钢筋应变分布
4 最大裂缝宽度及其验算
最大裂缝宽度验算
wmax≤ wlim
式中wlim为《规范》规定的最大裂缝宽度限值
注意事项：
（1）适用范围：20mm≤c≤65mm
et ＜0.01时，取 =0.01，以限制计算最大裂缝宽度 （2）《规范》规定： et 的应用范围
（3）直接承受吊车荷载但不需作疲劳验算的受弯构件，因吊车荷载满载的 可能性较小，且已取＝1，所以可将计算求得的最大裂缝宽度乘以 0.85 （4）e0/h0＜0.55的偏压构件，试验表明最大裂缝宽度小于允许值，因此可
不予验算。
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算
第8章 混凝土构件的使用性能及结构的耐久性
4
最大裂缝宽度及其验算
不满足最大裂缝宽度要求时采取的措施
减小钢筋直径 适当增加配筋率
施加预应力
8.1 钢筋混凝土构件裂缝宽度验算