港口工程钢筋混凝土结构性能退化模型研究
[港工结构耐久性分析与研究]混凝土结构耐久性本质上是[修改版]
![[港工结构耐久性分析与研究]混凝土结构耐久性本质上是[修改版]](https://img.taocdn.com/s3/m/9e5990ff90c69ec3d4bb75db.png)
摘要：对港口工程结构中容易出现的耐久性问题进行分析研究，从材料使用、结构设计、海上施工等几方面进行分析论证，以期抛砖引玉，找到更好的提高结构耐久性的方法。
关键词：结构耐久性；材料防腐；高性能混凝土一、港口工程结构耐久性的现状在港口建筑工程中，对结构发生作用的因素主要分为三类：荷载、灾害、环境。
其中荷载和灾害因素主要对结构的安全性产生影响，以往的研究也比较多，而环境因素主要对结构的耐久性产生影响，由于这类影响的长期性和隐蔽性，长期以来并未获得足够的重视。
具体来讲，环境因素包括海洋、土壤和大气中各种盐类的腐蚀作用、除冰盐的使用、由气候条件引起的冻融循环和干湿循环等。
此类耐久性问题带来的后果不仅会造成经济上的巨大损失，也给结构的安全性带来巨大隐患。
港工混凝土结构破坏的原因首先是钢筋腐蚀，其次是冻害。
因长期使用除冰盐引起的耐久性问题同样严重，此外，我国西部地区大范围的盐渍土，北方地区的冻融环境，均使钢筋混凝土结构面临严重的耐久性问题。
由于耐久性问题带来巨大的经济损失，港口工程的耐久性引起了人们越来越多的关注。
随着近年国民经济的高速发展，港口工程建设的质量要求越来越高，同时港口建筑工程的全寿命成本分析也得到了越来越多的关注，因此对结构耐久性也提出了更高的要求。
鉴于最近几年工程界对结构耐久性要求的大幅提高，耐久性问题得到了前所未有的关注，新材料新技术大量涌现，解决了不少实际问题，极大地推动了港口工程耐久性技术的进步和发展。
为了能够更好地利用目前发展的技术解决结构的耐久性问题，在实践过程中必须重视以下几点。
首先是转变观点，由于环境因素往往对结构物的建造材料直接产生影响，使结构表现为因材料劣化而失效，因而人们片面地认为，采用了耐久性材料就解决了结构耐久性问题。
然而，国内外大量实践情况表明，耐久性问题的解决不仅仅是材料的问题，更需要解决施工过程中的管理和质量控制问题。
其次是要综合运用多种技术来解决耐久性问题。
例如，高性能混凝土是解决海洋环境下钢筋混凝土结构耐久性的一种非常有效的手段，但要发挥其高耐久性的特点，不仅要有材料配制的技术，还需要先进的原材料加工技术、施工养护技术以及结构设计中的全面考虑。
第7章 混凝土和钢筋力学性能的退化
混凝土和钢筋力学性能的退化同济大学建筑工程系2014.4混凝土和钢筋力学性能的退化一、锈蚀钢筋力学性能二、锈蚀预应力钢筋力学性能二、碳化混凝土力学性能三、酸腐蚀混凝土力学性能四、硫酸盐腐蚀混凝土力学性能五浸油混凝土力学性能五、浸油混凝土力学性能2抗力R 保持不变失效概率P f 不变R,S 不变：分布类型、均值和变异性均不变效应S 保持不变0t效应S (t )R,S分布类型和模型3使用寿命概率密度抗力R (t )失效概率P f (t )0t目标使用寿命平均使用寿命均值变异性钢筋截面V =V第6章环境作用下结构受力性能的退化 锈蚀构件受力性能的退化V >V 纵向裂缝宽度横向裂缝宽度承载力锈损率ηsηL 纵向裂缝宽度达限值ηH 横向裂缝宽度达限值ηP 承载力下降到限值ηS变形达到限值变形锈蚀产物V <VV <V <V4混凝土保护层胀裂时间tT 1t1t cr t wl t wh t p t s 0T cr T u混凝土钢筋孔隙过渡区Cl CO O H O锈蚀构件承载能力计算锈蚀构件刚度计算锈蚀构件裂缝宽度性能指标钢筋开始锈蚀服役时间剩余使用寿命（1）平均截面锈蚀率 钢筋锈蚀程度的表征锈蚀前平均截面积s η一、锈蚀钢筋力学性能（2）最大截面锈蚀率锈s0scs s0A A A η−=锈蚀后平均截面积s0sc,mins,max s0A AA η−=锈蚀后最小截面积s,max η5（3）质量锈蚀率0cs 0mm m η−=锈蚀后钢筋质量sη自然锈蚀钢筋砼中锈蚀钢筋裸露锈蚀钢筋试加速锈蚀钢筋外加电流锈蚀氯盐加速锈蚀验研究有人工气候锈蚀研究方法模拟锈蚀钢筋机械加工锈坑6数值锈蚀钢筋限元分析钢筋锈蚀特征？2O 大气环境直流电源+锈蚀钢筋-混凝土 锈蚀钢筋获取途径阳极阴极混凝土混凝土钢筋−OH O H 2e 铜片盐溶液混凝土OH+2Fe +2Fe +2Fe +2Fe +2Fe OHOH2O 原钢筋横截面自然锈蚀机理加速锈蚀机理7原钢筋横截面+2Fe +2Fe +2Fe +2Fe +2Fe +2Fe +2Fe +2Fe 钢筋自然锈蚀形态钢筋加速锈蚀形态几何形态8钢筋自然锈蚀形态钢筋加速锈蚀形态几何形态10121416182022A s c 0.000.0230.0740.0980.1260.1460.000.0230.0740.0980.1260.146ηs =ηs =ηs =ηs =ηs =ηs =0.000.0230.0740.0980.1260.1460.000.0230.0740.0980.1260.146ηs =ηs =ηs =ηs =ηs =ηs =90102030405060n10未锈锈蚀未锈锈蚀裸露锈蚀钢筋（156）裸露锈蚀钢筋（422）试件来源砼中自然锈蚀外加电流锈蚀（35）（76）同济大学数据库砼中自然锈蚀外加电流锈蚀（248）（48）兄弟单位数据库11不断增加不断收集100150200250300荷载(K N )0%5.38%10.54%50100150200荷载(K N )0%8.36%19.23%0500246810变形(mm)00246810变形(mm)80100120N )0%17.38%405060N )0%27.18%加速ф25 加速ф18荷载变形曲120204060024681012变形(mm)荷载(K 28.05%010203002468101214变形(mm)荷载(K35.79%加速ф16加速ф12线20304050载(K N )0%8.56%24.33%15202530载(K N )0%10.34%24.95%荷载变形曲010*******变形(mm)荷0510024681012变形(mm)荷1520K N )0%10.21%2710%80100120140KN)8.56%16.06%20.48%加速ф10加速ф813线0510********变形(mm)荷载(27.10%02040600246810变形(mm)荷载(加速ф6裸露ф183040506070载(KN )0%11.30%25.89%304050607080载(K N)9.32%16.89%20.30%01020024681012变形(mm)荷010200246810变形(mm)荷80100120N )14.06%21.15%8.78%1520K N)13.10%27.90%自然ф12 自然ф14 荷载变形曲1402040600123456变形(mm)荷载(K 05100246810变形(mm)荷载(39.97%自然ф16 自然ф8线（1）随着钢筋锈蚀的发展，钢筋锈蚀越不均匀试（2）混凝土中自然锈蚀钢筋不均匀程度>加速锈蚀钢筋（3）随着钢筋锈蚀的发展，屈服荷载、极限荷载降低，且极限荷载尤为明显；（4）随着钢筋锈蚀的发展，屈服平台缩短甚至消失，极限验现象15延伸率降低，颈缩现象消失；名义屈服荷载名义屈服强度锈前屈服强度相对屈服荷载相对面积比值锈蚀ycyc y0s ucyc yc y0s0sc y0s0sc uc uc u0s0sc u0uc u00s s s c (1)(1)f fF F F A A F A A F F F A A F f A f A α=−ηα=⎧=⋅⋅=⎪⎪⎨⎪=⋅⋅−=⎩η⎪载度度锈后平均截面积载钢筋强度的16名义极限荷载名义极限强度锈前极限强度相对极限荷载表征⎧yc 0f确定型本构关系scσεh ycf ucf εε0y f 界限锈蚀率⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨>−−−+≤≤≤=)()()()(shc sc yc uc shc suc shcsc yc shcsc s0ycyc s0sc sc s0sc εεεεεεεεεεσf f f E f f E E 17sη0su 0sh εsc0sy sucεshc ε光圆钢筋:10%~15%变形钢筋:20%~30%2.533.54量锈蚀钢筋力学指标随锈蚀率的变化情况y = -1.119x + 1R 2 = 0.72980.60.811.2强度相对值y = e -2.5009xR 2 = 0.61710.811.21.41.6率相对值名义屈服强度相对值—截面锈蚀率关系0.511.5200.10.20.30.40.5截面锈蚀率弹性模弹性模量—截面锈蚀率关系1800.20.400.20.40.60.81截面锈蚀率名义极限00.20.40.600.20.40.60.8截面锈蚀率极限延伸名义极限强度相对值—截面锈蚀率关系极限延伸率相对值—截面锈蚀率关系模型适用条件−yc f uc f suc εcrs ,η锈蚀钢筋力学指标随锈蚀率的变化情况CM1变形:30％光圆:15％试验室电化学加速锈蚀CM2变形:30％光圆:15％大气环境自然裸露锈蚀1121.11y s syc f f ηη−=01202.11u ss uc f f ηη−−=0736.3su suc e εεη−=01049.11y s syc f f ηη−−=01119.11u s uc f f η−−=0093.2su suc e εεη−=19CM3变形:20％光圆:10％实际工程混凝土中钢筋锈蚀1231.11y s syc f f ηη−−=01245.11u ss uc f f ηη−−=sη0501.2su suc e εεη−=锈蚀钢筋力学性能退化机理20锈蚀钢筋的承载力=平均截面积*基于平均截面积的强度=最小截面积*基于最小截面积的强度=最小截面积*未锈钢筋的强度锈蚀钢筋力学性能退化机理F F f A ⎧yc yc yc0m in u u ..u u f A A A R F F f A f A A A R ===⎪⎪⎨⎪===⎪⎩ycsc m in scc c c0m in csc m in sc Laser line sourceRange 721三维激光扫描技术锈蚀钢筋锈蚀钢筋Rebar TrayCMOS image senor锈蚀钢筋力学性能退化机理121.6R121.6R00.40.81.20%10%20%30%40%s10.9654y η=+自然锈蚀钢筋00.40.81.20%10%20%30%40%s10.9367y η=+加速锈蚀钢筋22（1）钢筋截面积的不均匀性是名义强度降低的主要因素；（2）R 值随着锈蚀率的增大而增大，导致强度降低；（3）自然锈蚀钢筋的R 值大于加速锈蚀钢筋，导致其强度衰减更显著Laser line sourceRebar TrayRange 7CMOS image senor锈蚀钢筋横截面积的不均匀性三维激光扫描技术锈蚀钢筋锈蚀钢筋2300()1exp{}x x f x eeμμσσσ−−−−=−Gumbel 极值分布()E R μγσ=+()226D R πσ=锈蚀钢筋横截面积的不均匀性24Relationship between the Gumbel statistical paratmeters of R and the averagecross-sectional loss ratio, ηs2835锈蚀率10%锈蚀率20%()000ln A A μμσ=+×锈蚀钢筋横截面积的不均匀性0714211 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25锈蚀率30%3535截断长度50mm 0σσ=250714212811.031.061.091.121.15直径12mm 直径16mm 直径20mm0714212811.031.061.091.121.15截断长度200mm 截断长度350mmscσ锈后钢筋力学性能的变异性0.70.80.91 1.151710.9287R μη=−+=0.60.70.80.91 1.092110.9809R μη=−+=00.20.40.60.81e μ=sη0su ε0sh εycf ucf scε0sy ε0y f sucεshcε2600.050.10.150.20%5%10%15%20%25%30%00.080.160.240.320.40%5%10%15%20%25%00.050.10.150.20%5%10%15%20%25%30%0.54040.02790.7796R δη=+=0.67660.136δη=+极限强度相对值变异系数屈服强度相对值变异系数极限应变相对值变异系数0.47940.03440.863R δη=+=0.60%5%10%15%20%25%30%极限强度相对值平均值0%5%10%15%20%25%30%屈服强度相对值平均值0%5%10%15%20%25%极限应变相对值平均值锈蚀钢筋随机本构模型27（1）均为确定性模型，概率模型或随机模型未见；（2）自然锈蚀钢筋中多为一般大气环境下锈蚀钢筋，讨海洋大气环境下锈蚀钢筋甚少；（3）主要为轴拉时力学性能退化规律的研究，轴压时力学性能退化规律未有研究；（4）主要为锈蚀钢筋的静力性能，桥梁的锈蚀问题更突出但锈蚀钢筋疲劳性能研究甚少；（5）主要为普通钢筋锈后力学性能，新型钢筋、老式钢筋研究甚少论与展望28预应力筋锈后力学性能研究甚少；（6）主要采用试验方法，数值模拟受限，退化机理不明二、锈蚀钢筋疲劳性能屋顶花架自然锈蚀钢筋29加速锈蚀钢筋30自然锈蚀钢筋和加速锈蚀钢筋疲劳性能的相似性问（1）试验“外加电流加速锈蚀”实际“碳化或氯盐引起的自然锈蚀”（2）试验中“先锈蚀后疲劳”实际中“先疲劳后锈蚀，然后锈蚀和疲劳同步”（3）试验中“恒定荷载水平”实际中“”题31实际中随机疲劳荷载900100402570120045070150三、锈蚀预应力钢筋力学性能(a)(b)(c)锈蚀混凝土板的尺寸示意图正极负极直流电源预应力筋电线预应力筋拉伸试验装置铜板5%NaCl 溶液混凝土垫块混凝土板混凝土板中预应力筋电化学加速锈蚀装置示意(a) 钢绞线(b) 钢丝20304050100150200250300荷载/k N0.0460.1890.112 0.0750.018荷载/k N0.0550.095 0.175典型锈蚀率时预应力筋荷载－变形曲线1001234050020406080变形 /mm(a) 钢绞线变形 /mm(b) 钢丝0.60.811.20.60.91.20.60.811.2E Cβp u cp u c钢丝钢丝钢丝101000.20.400.10.20.30.40.30.10.20.30.400.20.400.030.060.09βηs ηsαηs 弹性模量 钢绞线钢绞线极限强度极限应变Ec s = 10.848βη-puc spuc s= 11.935= 12.683a a ηη⎧⎪⎨⎪⎩-- （钢丝）（钢绞线）puc s = 19.387βη-σf 0.85f E ε0ηE ηεs 0.08η<()pc pc pcpuc puc pc p0c puc p0c 0.150.85E f f εσεεεε⎧⎪=⎛⎞⎨+−⎜⎟⎪⎜⎟−⎪⎝⎠⎩()pcp0c εε≤()pcp0c εε>0.08≥σε=E p0c puc pc0.85/f E ε=s ηpc pc pc预应力筋 E pcpuc fpuc ε钢绞线 ()s p 10.848η-E()s pus12.6831f ηη--钢丝p E()s pus11.9351f ηη--()s pu 19.387ηε-本构模型中特征参数的取值四、碳化混凝土力学性能freshcarbonated36⎪⎪⎪⎨⎧⎤⎡−−−≤⎥⎦⎤⎢⎣⎡−=u εεεεεεεεεεσσ0020002）（）（本构⎪⎩≤<⎥⎦⎢⎣×−+−uu u εεεαεεεεσ000085.0)1(关系其中峰值应变极限应变0015.00=ε0)9.09.1(εαε−=u37五、酸腐蚀混凝土力学性能破坏形态溶解膨胀38剥离溶解性腐蚀39机理10%HCL 7.5%HCL 5%HCL6050混凝土强度损失（%）溶01020304050607080腐蚀时间(天)40302010解性腐蚀力40混凝土强度损失与盐酸浓度及其腐蚀时间的关系()⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−=2000)(21εεεεσσCt k d 学性能六、硫酸盐侵蚀混凝土力学性能110120130405060708090100024********相对强度(%)水中7.5%硫酸钠5%硫酸钠41时间 (周)[]⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−−−=20000)(2)(1εεεεσσt t c k d 普通高强混凝土混凝土硫硫42酸钠侵蚀酸镁侵蚀七、浸油混凝土力学性能皂化液浸蚀混凝土：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+−−+−=20222020)102.00004.0()102.00004.0(2εεεεσσt t t t tt t 002])100204.0(1001[σεεσ+−+−=t t t t tt 00εε≤≤ut t t εεε≤≤0其中峰值应变020)102.00004.0(εε+−=t t t 极应变43极限应变uut t εε)05.01(+=#5、#20机油浸蚀混凝土：tt 00εε≤≤utt t εεε≤≤0其中峰值应变极应变⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−−+=202200)008.01()008.01(28080εεεεσσt t t t t t 008080])8.0100(1001[σεεσt t t t +−+−=00)008.01(εεt t −=44极限应变uut t εε)015.01(+=谢谢!45。
港口工程钢筋混凝土结构可靠度分析
港口工程钢筋混凝土结构可靠度分析摘要：港口结构随着使用的年限越来越长，自身不再完全满足结构的要求，性能逐渐弱化，可靠性降低，目前国内现役港口的房龄大部分维持在20年～30年左右(正常设计年限为50年)，因此对于现役港口结构可靠性鉴定是必要的，从现役港口结构的影响因素出发，从而进行可靠性鉴定。
关键词：现役港口结构，性能，可靠性，鉴定，影响因素1前言港口结构的设计是按照港口结构中的基本原理与要求，和施工的安全性与可靠性相符合，具有一定的适用性与耐久性，还有质量方面的评估等，都是港口结构的设计与可靠性提高的设计标准。
港口施工对于港口结构而言是基础性建设，其可靠性会对港口结构的整体质量造成影响。
2港口结构在设计中的现状2.1对重要性的参数取值的计算过于简单港口结构在设计过程中的规范结构的重要性系数只具备过于简单的一些固定价值，并未对各方面的应力条件下的结构进行充分考虑，重要性系数与载荷水平发生的变化，对港口结构的参数重要性进行简单对比，会造成计算结果与实际情况之间出现严重偏差，该背景下的港口结构的设计具有一定的安全威胁，未必能对港口结构在设计中的可靠性进行保证。
2.2不能对使用年限进行充分考虑港口结构使用年限有所不同，在混凝土的功能与质量上也就不同，因此，结构在使用中的寿命建设也就存在差异，按照港口结构在设计中的不同，人们需要根据港口使用寿命考虑设计要求和开展设计工作，然而现阶段的结构设计过程中，还没有对设计工作对于生活的影响有所认识，使用寿命对于港口结构的设计来说是非常重要的，导致设计可靠性的降低。
3港口结构设计可靠度的影响因素研究3.1港口结构在抗力上逐渐衰减就港口结构的设计可靠度而言，其会受到环境荷载的变化而发生变化，比如在环境的影响下，部分港口材料可能会出现一定的老化问题，或者是腐蚀，直接造成港口结构可靠度的降低，让港口结构本身的抵抗能力不断下降，部分港口结构构件在具体使用时，受到环境和时间的影响，结构构件在功能和抵抗能力上逐渐下降，因此，在对港口结构进行设计的过程中，相关人员要探索抗力衰退和衰减的分布函数，进而寻找客观存在的变化规律，分析怎样促进港口结构在设计可靠性上的提升，进行港口结构的设计过程中，综合分析整体结构和材料抗力的衰减，可以在一定程度上按照变化规律对预测计算进行提前，如此一来，能够运用有效措施对港口结构本身的稳定性以及可靠性进行提高。
基于Bayes方法的既有钢筋混凝土桥梁结构性能退化模型的修正
基于Bayes方法的既有钢筋混凝土桥梁结构性能退化模型的修正发布时间：2022-05-17T03:13:24.146Z 来源：《工程建设标准化》2022年3期作者：郭威[导读] 运用Bayes方法,综合利用混凝土结构的性能退化规律和现场的检测信郭威摘要：运用Bayes方法,综合利用混凝土结构的性能退化规律和现场的检测信息来确定结构性能的主要参数，推断结构性能的时变特性。
使对桥梁结构性能退化的预测更符合具体结构的实际情况。
关键词：钢筋混凝土桥梁；结构性能；Bayes方法；0 引言在使用荷载和周边环境的长期作用下，桥梁结构的性能是一个逐渐退化的过程。
目前对既有桥梁结构的评估，主要是依靠对现场具体信息的检测和调查，而且仅局限于对桥梁当前状态的评价。
当前的检测数据只是桥梁整个服役过程中的一个时间点，而且检测数据的样本量太小、不确定性大，并不能准确反映结构当前的状况。
本文在总结前人工作的基础上，充分综合利用已有的对桥梁结构性能退化规律的研究成果和现场的检测信息，并通过现场检测信息修正经验预测模型，使对桥梁结构性能退化的预测更符合具体结构的实际情况。
1 结构性能的随机过程模型桥梁结构在服役过程中，由于混凝土腐蚀和钢筋锈蚀的原因，将导致混凝土与钢筋的强度降低、有效截面减小和黏结性能劣化，并且这些劣化随使用时间逐步积累，因此，桥梁结构的抗力也随时间逐步衰减。
考虑结构抗力参数随时间的劣化，既有钢筋混凝土桥梁的抗力衰减模型可以表示为[1]：从以上公式可以看出，既有钢筋混凝土桥梁结构的抗力概率模型统计参数的计算最终归结为混凝土抗压强度、钢筋截面损失率、锈蚀钢筋的力学性能等抗力基本统计参数的确定[1]。
2 基本统计参数的推断及修正（1）混凝土抗压强度的推断及修正对于钢筋混凝土桥梁结构，混凝土强度是确定结构构件抗力的基本参数，其经时变化规律是建立服役结构抗力衰减模型的基础，应通过现场检测结果对混凝土强度进行重新推断及修正，其目的是为了使对桥梁现时刻抗力的评估更符合实际情况。
钢筋混凝土及预应力混凝土构件受力性能退化模型研究的开题报告
钢筋混凝土及预应力混凝土构件受力性能退化模型研究的开题报告一、研究背景钢筋混凝土及预应力混凝土构件是现代建筑和桥梁工程中常见的建筑材料，但随着时间的推移，这些构件的受力性能会发生逐渐变差的现象。
这种性能的退化会对建筑物和桥梁的安全性产生严重影响，因此准确预测构件的退化情况变得尤为重要。
二、研究目的本研究旨在开发一种有效的模型，以预测钢筋混凝土及预应力混凝土构件在长期使用过程中的受力性能退化情况。
具体而言，本研究将通过复合材料理论、混凝土材料力学和结构工程学等多学科知识，建立一种多尺度模型，以考虑构件及其材料在不同尺度下的变化和退化。
三、研究内容和方法1.构件在基本载荷情况下的初始力学性能研究；2.混凝土材料结构在不同尺度下的损伤机理探究；3.考虑各种因素下的预应力混凝土构件的力学性能退化模型的建立；4.结合试验数据，验证模型的有效性和精度。
本研究将通过文献综述、现场调研、试验室实验、数值模拟等手段进行实现。
四、研究意义本研究将为建筑物和桥梁工程安全评估提供更准确的预测模型，同时为相关领域的材料科学、工程结构和设计等提供理论基础和方法。
此外，研究成果还将有助于改进钢筋混凝土及预应力混凝土构件的设计和维护方法，促进工程结构的可持续发展。
五、进度计划2021.11-2021.12：文献综述和现场调研；2022.1-2022.4：试验室实验和数据处理；2022.5-2022.7：数值模拟和模型建立；2022.8-2022.9：模型验证和分析；2022.10-2022.12：论文撰写和提交。
六、预期成果1.建立一种多尺度模型，以预测钢筋混凝土及预应力混凝土构件的受力性能退化情况；2.验证模型的有效性和精度；3.提供钢筋混凝土及预应力混凝土构件设计和维护的理论和方法；4.发表论文2篇，参加会议1次。
钢筋混凝土耐久性劣化模式及对策分析
钢筋混凝土耐久性劣化模式及对策分析钢筋商品混凝土耐久性问题是近年来国内外研究的热点话题，主要集中在腐蚀机理、评价手段、防腐方法等几个方面。
本文结合国内外关于商品混凝土耐久性设计资料，分析了商品混凝土结构腐蚀现状以及环境特点，提出根据钢筋商品混凝土结构部位不同、腐蚀机理不同的特点，应用基于耐久性劣化模式的防腐蚀措施。
商品混凝土结构的腐蚀问题属于耐久性问题的范畴，通常是指环境中某些物质对商品混凝土结构进行侵蚀，促使结构功能劣化的过程。
对于水泥商品混凝土结构物来说，环境中的氧、氯盐、硫酸盐、镁盐，以及酸类物质都是腐蚀性物质，但是腐蚀方式互不相同，最终的腐蚀表现形式也互不一样。
一、影响商品混凝土耐久性的劣化模式（一）溶解氧腐蚀模式1、碳化过程通常情况下水泥商品混凝土具有保护钢筋不被腐蚀的能力，因为硬化的水泥商品混凝土是高碱性物质，PH值＞11.5，在这种环境下，钢筋表面存在一层稳定而致密的钝化膜。
钝化膜对腐蚀性的介质具有有效的隔离作用，能使钢筋得到有效的保护。
但是当外界因素使商品混凝土的PH值＜11.5时，钝化膜就开始不稳定，当PH值小于9.88时，钝化膜生成困难或已经生成的钝化膜开始逐渐破坏即“脱钝”，致使铁基体裸露，从而逐渐失去对钢筋的保护作用。
碳化的过程就是空气中CO2溶解于水中后进入商品混凝土内部，消耗水泥水化产物Ca(OH)2生成碳酸钙的过程。
由于Ca(OH)2的持续消耗，商品混凝土的PH值持续下降，到了一定的程度将引起钢筋的脱钝。
碳化的速度取决于商品混凝土结构保护层的厚度、商品混凝土的抗渗性、商品混凝土的含气量、空气湿度、二氧化碳浓度等多种因素。
一般情况下，碳化的深度和时间的平方根成正比，当环境的湿度为50%左右时商品混凝土的炭化速度最快，商品混凝土自身的抗渗透性对炭化速度具有决定性的影响。
2、钢筋表面的电池反应过程通常情况下，钢筋表面的电位是不均匀的，沿钢筋长度方向具有电势差。
当保护层被完全碳化后，空气中的氧通过溶解渗透作用达到钢筋的铁基体表面将形成电化学作用，诱发钢筋锈蚀，造成破坏。
海港工程混凝土结构耐久性状况分析及施工对策
海港工程混凝土结构耐久性状况分析及施工对策海港工程中的混凝土结构耐久性问题是一项研究难度很大的课题，主要是因为造成混凝土结构耐久性破坏的因素错综复杂。
目前，这一问题已经受到国内外许多研究人员的关注。
文章主要是对影响混凝土结构耐久性的一些主要因素、海港工程混凝土结构耐久性状况以及如何提高混凝土耐久性的基本措施进行了分析探讨。
标签：海港工程；混凝土耐久性；基本措施通常我们所提及的混凝土结构耐久性，是指在可能引起混凝土材料性能恶化的作用下，尽可能的长期维持结构物及其构件的原有性能的能力。
目前，随着我国海港工程的快速发展，人们也越来越关注海港工程中混凝土结构的耐久性问题。
在我国海港工程中大量采用混凝土结构，因此，混凝土的耐久性已然成为我国众多相关单位关心的热点问题。
虽然，建国以来我国从事海港工程的建设者在海港工程的混凝土结构耐久性工作中取得了很多硕果，但是关于海水中氯离子渗入引发的五十年代至七十年代之间已建工程中钢筋腐蚀破坏，是我们在八十年代初的调查中才发现的。
这引起了我国有关部门的高度重视，并积极组织相关部门大力开展就海水环境条件下如何提高混凝土的护筋性和防止混凝土结构出现钢筋锈蚀的措施。
经过我国科研工作者的不断努力研究，以及借鉴的国外一些成果，在提高混凝土结构的耐久性方面取得了很大的进步。
同时，发现在我国的海港工程中，海水对混凝土的腐蚀现象并不明显。
文章主要是论述了影响混凝土结构耐久性的一些主要因素、海港工程混凝土结构耐久性状况以及如何提高混凝土耐久性的基本措施。
1 影响混凝土结构耐久性的一些主要因素1.1 混凝土的碳化破坏当混凝土长期暴露于环境中的酸性气体（如二氧化碳），致使大量的酸性气体渗透到混凝土中，造成长期的积累，并与混凝土中的碱性物质发生化学反应。
碳化作用常常会导致混凝土的脆性增大，也会增混凝土中钢筋的脱钝。
1.2 混凝土的冻融破坏目前我国使用最为广泛的混凝土材料其本身具有多毛细孔多孔体，在外界环境不断变化的情况下，尤其是外界温差的变化，会导致吸水饱和的混凝土孔隙中的水会在内部结冰膨胀，进而使混凝土开裂和剥落。
港口工程中水泥混凝土耐久性的探讨
港口工程中水泥混凝土耐久性的探讨摘要：随着混凝土工程实践经验的积累，已开始注意到混凝土表面特性对耐久性的重要影响。
众所周知，混凝土是一种多相、不均质、多孔的复合体系，具有一定的渗透性，当其表面存在相对压力、浓度和电位差时，就会发生介质的迁移，混凝土的许多性能在一定程度上都与其孔隙率、孔隙结构和孔连通程度有关。
混凝土表面层对结构起着防护作用，可以抵御来自外部环境的物理和化学劣化的作用，例如碳化、化学侵蚀、钢筋锈蚀、冻融破坏等，对混凝土结构的长期耐久性起着决定性的影响。
本文通过一系列试验并结合国内某港口工程实例，进行了混凝土表面渗透性对混凝土耐久性影响的系统分析。
关键词：表层渗透性；碳化；抗冻性；孔结构；耐久性1 试验方法国内某港口建设过程中，c50 预制方桩在施打过程中由于遇到坚硬地质结构，施打次数增大，为检测施打过程对混凝土桩身是否造成破坏，进行了表层渗透性、超声波法匀质性、回弹取芯等检验，并对钻取的芯样进行了强度、碳化、氯离子渗透性、冻融循环等试验。
由于海工混凝土受侵蚀最严重的部位属于潮差区及浪溅区，本研究选择了潮差区的桩身进行试验。
试验采用 autoclam 自动渗透性测试仪，拟同时在现场对混凝土构件进行吸水量、渗水量和透气性三项指标的检验。
由于渗透试验中的吸水量试验对混凝土材料的表面含湿量有严格的限制，对于潮差区的混凝土，其含湿量较高，经过测试发现无法进行吸水性试验，本研究主要选用了不受含湿量影响的渗水量试验方法作为试验研究手段。
渗水量试验测试水压恒为 50 kpa （0.5 ba）r，控制器自动采集每分钟的渗水量。
文中水渗透系数的单位为10-7m3/min1/2。
2 数据分析2.1 混凝土碳化深度与表面渗透性之间的关系混凝土碳化是空气中 co2与水泥中的碱性物质相互作用，使其成分、结构和性能发生变化，使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。
co2可以与混凝土中的铝酸盐及 c-s-h 产物反应，使凝胶分解成 caco3以及无定型硅胶等多孔状结构。