混凝土结构耐久性设计论文
建筑类毕业论文设计混凝土结构钢筋腐蚀的影响因素及防护论文
混凝土结构钢筋腐蚀的影响因素及防护摘要：钢筋混凝土结构从出现到21世纪，经历了比较久的发展时期，并且依旧占据着建筑结构中最重要的一部分。
然而，近年来的工程实际情况表明，在役钢筋混凝土结构因为耐久性问题而引起破坏的现象越来越严重，因此，有必要对钢筋锈蚀对混凝土结构耐久性的影响做研究。
尤其是混凝土中影响钢筋锈蚀的因素和针对这些因素所采取的措施。
关键词：混凝土结构；耐久性；钢筋锈蚀；预防措施Factors Influencing The Corrosion ofSteel In Concrete And Its ProtectionAbstract：From being create to twenty-first century，Reinforced concrete structure experienced a period of development for a long time, and still plays the most important part of the building structure. However, the actual situation of the project shows that in recent years, the damage caused by durability problems in existing reinforced concrete structure is more and more serious, which is leaded by the orrosion of steel bar give a large part. Therefore, it is necessary to do research on the influence of reinforcement corrosion on the durability of concrete structures. Especially the influence factors of steel corrosion in concrete and the measures taken in response to these factors.Keywords：reinforced concrete structure；durability；corrosion；prevention measures0 引言最开始人们认为，钢筋混凝土结构很好地结合了钢筋与混凝土材料的优点，可模性好、可塑性强、整体性好、耐久性好、后期维护费用较低以及易于就地取材等诸多优点使得当今世界上的建筑大多选择采用钢筋混凝土结构。
关于混凝土的毕业论文
关于混凝土的毕业论文混凝土是一种常见的建筑材料，它在现代建筑中扮演着重要的角色。
本文将探讨混凝土的特性、制作过程以及其在建筑中的应用。
一、混凝土的特性混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰等材料按一定比例混合而成的人造材料。
它具有以下几个主要特性：1. 强度：混凝土具有较高的抗压强度，能够承受大部分建筑结构的负荷。
这使得混凝土成为建筑物的主要承重材料之一。
2. 耐久性：混凝土能够抵抗自然环境的侵蚀，如酸雨、高温等。
它的耐久性使得建筑物能够长时间地保持结构的完整性。
3. 可塑性：混凝土在浇筑时具有较高的可塑性，可以根据需要进行形状调整。
这使得建筑师能够创造出各种独特的建筑形式。
二、混凝土的制作过程混凝土的制作过程包括原材料的选取、配比设计、搅拌、浇筑和养护等环节。
1. 原材料选取：水泥、骨料、粉煤灰等是混凝土的主要原材料。
它们的质量和性能对混凝土的品质有着重要影响。
因此，在制作混凝土时，需要选择优质的原材料。
2. 配比设计：混凝土的配比设计是确保混凝土强度和耐久性的关键。
通过合理地控制水泥、骨料和水的比例，可以获得理想的混凝土性能。
3. 搅拌：在搅拌过程中，将水泥、骨料和水进行充分混合，以确保混凝土的均匀性和一致性。
搅拌时间和搅拌速度对混凝土的品质也有影响。
4. 浇筑：将搅拌好的混凝土倒入模具中，并使用振动器进行震实，以确保混凝土的密实性和均匀性。
5. 养护：混凝土在浇筑后需要进行养护，以保证其逐渐获得足够的强度。
养护期间需要控制温度和湿度，避免混凝土过早干燥。
三、混凝土在建筑中的应用混凝土在建筑中有广泛的应用，它可以用于建造各种类型的建筑物，如住宅、商业建筑、桥梁等。
1. 住宅建筑：混凝土可以用于建造房屋的结构部分，如梁、柱、楼板等。
混凝土的强度和耐久性使得房屋能够长时间地承受负荷，保持结构的完整性。
2. 商业建筑：混凝土在商业建筑中也有广泛的应用。
例如，高层建筑的主体结构通常采用混凝土，以确保其稳定性和安全性。
高性能混凝土研究毕业论文
摘要自我国改革开放以来，国家迅速的发展，一步步的走向现代化，与此同时我国的建设规模也在不断的壮大，那么如何保证建筑工程质量以及使工程能长久的安全使用下去，必将是各级政府和社会各界广泛关注的焦点。
大量的土木工程建设当中，混凝土的应用面是非常之广，使用次数很多。
特别是近几年来，一种新兴的混凝土技术出现并运用到很多工程顼目中而且迅速的发展着，那就是高性能混凝土。
高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 具用许多优点，如具有高高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等，正因为这些优良的特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，有许多的重要工程开始采用HPC，尤其是在海港建筑、高层建筑、桥梁等工程。
本文主要围绕高性能混凝土的发展历史背景和目前国内外的研究现状展开研究的，文章主要介绍了什么是HPC、HPC所具有的特性，枚举了一些有关HPC 在国内外研究领域应用中的主要成就，并展望了HPC的未来发展趋势。
近几年来，我国建筑逐渐向大型化、高层化、现代化迅速迈进，以此来看，新世纪的重要建筑工程材料必将是HPC。
关键词高性能混凝土；定义；特性；发展趋势AbstractSince China's reform and opening up, the rapid development of the country , a step toward modernization , while the size of the building is constantly growing, so how to ensure the quality of construction so that the project can be a long and safe use of it, is bound to each levels of government and community-wide focus. Among a large number of civil engineering construction , concrete application surface is very wide, use many times . Especially in recent years , an emerging concrete technologies emerge and applied to many engineering Xu heads and rapidly developing , and that is high performance concrete .High Performance Concrete (High Performance Concrete, HPC) with with many advantages, such as having a high durability , high resistance, high strength and high dimensional stability , etc. , because these excellent features , is considered the world's currently most performance comprehensive concrete, there are many important projects began to use HPC, dragon which is in the harbor building , high-rise buildings, bridges and other projects.This paper mainly focus on the historical background of the development of high performance concrete research status at home and abroad and the commencement of the study , the article describes what is HPC, HPC has the characteristics enumerated some of the HPC research at home and abroad of the main areas of application achievements and prospects for the future development trend of HPC . In recent years, China's building gradually to large-scale , high-rise , modern fast forward, this point of view, an important construction materials in the new century will be an HPC.Key words:Characteristics; development trend of high-performance concrete; define目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)第二章 HPC的产生原因和发展现状 (6)2.1产生原因 (6)2.2 发展现状及发展趋势 (7)第三章 HPC的性能特点和应用研究 (8)3.1 HPC的定义 (8)3.2 HPC的特性 (9)3.3 HPC应用和发展中所遇到的问题 (10)第四章 HPC的质量与施工控制 (11)4.1 HPC原材料及其选材 (11)4.2 HPC的施工控制 (12)第五章 HPC的特性 (14)5.1 高工作性能 (14)5.2 高耐久性能 (15)5.3 其他性能 (15)第六章绿色HPC (16)6.1 开发绿色HPC 的必要性 (16)6.2 有关绿色HPC的可性行 (17)6.3 关于绿色HPC的发展 (17)第七章 HPC的发展 (19)第八章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论自从1824年波特兰水泥的出现，混凝土材料到现在已有100多年的历史了，经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程，由普通混凝土向高性能混凝土发展。
海洋环境下混凝土结构耐久性研究共3篇
海洋环境下混凝土结构耐久性研究共3篇海洋环境下混凝土结构耐久性研究1海洋环境下混凝土结构耐久性研究混凝土结构在海洋环境中的使用受到海洋环境因素的影响，如盐雾腐蚀、潮汐、海水侵蚀等，这些环境因素会对混凝土结构的耐久性造成严重的影响。
因此，在混凝土结构的设计、制造和维护过程中，需要充分考虑海洋环境因素的影响，以提高混凝土结构在海洋环境下的耐久性。
盐雾腐蚀是海洋环境中最常见的混凝土结构腐蚀问题之一。
盐雾腐蚀的原因是海水中的氯离子会渗透到混凝土中，与其内部的钢筋发生化学反应，从而引起混凝土结构的水化反应和锈蚀。
为了减少盐雾腐蚀带来的影响，可以采用以下措施： 1）采用高强度、高耐久性的混凝土材料；2）在混凝土中添加氯离子抑制剂；3）通过镀锌等表面处理方式来保护钢筋，以减少盐雾腐蚀的影响。
潮汐是另一个影响混凝土结构耐久性的海洋环境因素。
潮汐的循环变化会导致混凝土结构的膨胀和收缩，从而引起裂缝的产生。
为减少潮汐对混凝土结构的破坏，需要采用以下措施：1）采用高强度、高韧性的混凝土材料；2）增强混凝土结构的抗震和抗裂性能；3）合理设计混凝土结构以适应潮汐的变化。
海水侵蚀是另一个造成混凝土结构耐久性问题的因素。
海水中的钠离子易被吸附到混凝土表面，与其内部的混凝土结构发生化学反应，从而引起混凝土结构的腐蚀和破坏。
为了减少海水侵蚀对混凝土结构的影响，可以采用以下措施：1）对于受到海水影响比较严重的部位，可以采用海洋环境专用的混凝土材料；2）进行有效的防水处理，使海水难以渗透到混凝土结构内部； 3）合理的构建混凝土结构以减少其在海洋环境中的暴露面积。
综合来看，在海洋环境中使用混凝土结构需要充分考虑其中的环境因素，采用高耐久性、高韧性的混凝土材料、有效的防腐防蚀措施、合理的构建混凝土结构等措施，以提高混凝土结构在海洋环境中的耐久性。
海洋环境下混凝土结构耐久性研究2混凝土结构在海洋环境下使用需要考虑到其耐久性。
海洋环境下混凝土结构所面临的主要问题是腐蚀和侵蚀。
混凝土结构中的疲劳与耐久性设计原则及应用
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。
钢筋混凝土结构物耐久性分析与设计
Ｓｃ ｉ ｅｎ ｃｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｙ Ｉ ｎ ｎ ｏｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅ ｒ ａ ｌ ｄ
工 业 技 术
钢 筋混 凝 土 结构 物 耐久 性分 析 与设 计
潘旭 （ 抚顺市建筑工程设计院有限公司 辽宁抚顺
１ １ ０ ０ ０ ６ ）
文献标识码 ： Ａ
文章 编号 Байду номын сангаас １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ （ ２ ０ １ ４ ） Ｏ ｌ （ ａ ） 一 ０ １ ０ ０ — ０ ｌ
１ 混 凝 土 的碳 化
混凝 土水 泥 石 中的碱 性 物 质， 与大 气 中
预 防钢 筋 锈蚀 主要 是增 强 混 凝 土 的 密 微 孔 中的 碱 性 溶 液 与 集 料 中 的 一 些 活 性 矿 实度 ， 提高抗渗性， 增 加 混 凝 土 的保 护 层厚 物 质 组 分 发 生 的化 学反 应 即 称 为 碱 集 料 反
的 二 氧化 碳 气体 或 其 他 酸 性 特质 的 气体 相 度 ， 减慢二氧化碳、 氧气 、 水 等 向钢 筋 表 面 应 。 随 着 我 国经 济 水平 的 发 展 ， 近 年来 工 程 互作 用 ， 使 混凝土碱性下降 ， 成 分、 组 织 和 渗 透 扩 散 的 速 度 ， 及 防 止 氯 离 子在 钢 筋 表 中使用 的混 凝 士强度 不断 提 高 ， 水泥 用量 增 性能 发生 变 化 ， 使 用机 能 下 降 的现 象 ， 称 之 面 积 聚 。 水 泥生 产 工艺 也 在 改 变 ， 因而 混 凝 土 含 可 以 采 用 的保 护 措 施 ， 一 是 采 用防 加 ， 为混 凝 土 的碳 化 ， 又称 为混 凝土 的 中性 化 。 护材 料 或 外 部 措施 ， 如 采 用 防锈 蚀 钢筋 一即 碱 量 已在 明 显提 高 ， 提 高 了碱 集料 反应 发 生 混 凝 土 的 碳 化 本 身并 无 破 坏使 用 ， 但 是 碳 环 氧 涂 层钢 筋 、 镀锌钢筋 ， 不锈 钢 等 、 混 凝 的几 率 。 碱 集料 反应 的 主 要危 害 在 于， 反 应 化 发 生 到 混 凝 土 结 构 内部 钢 筋 表 面 时 ， 造 土表 面涂 刷 防 护层 、 采 用钢 筋 阻锈 剂防止 氯 产生 的凝 胶 吸 水 膨 胀 ， 导 致 混 凝 土 材 料 剥 成ｐ Ｈ值 降 低 ， 混凝土碱性 降低 ， 损坏 钢 筋 离子 侵 蚀 、 重 大 工 程 设 置 阴极 保 护 设 施 （ 牺 落开 裂 ， 强度降低， 影 响结 构 物 耐 久性 ， 而 表面的保护层， 混 凝 土 材 料 失 去 对 钢 筋 的 牲 阳极 法 和 输 入电 流 法 等 ） 故 应 采 取 有 效 预 防 。 二是 采 用设 计 且一 旦 发 生 很 难 修 复 ， 保 护 作用 ， 给 钢 筋 脱钝 提 供 了可能 ， 给 钢 筋 上 的 方 法 利 用 和 加 强 混 凝 土 保护 层 自身 的 措 施 。目前 可 以 采 用 的 保 护 措 施 主 要 是 尽 锈 蚀 提 供 了有 利 的 条 件 ； 同 时 还 会 加 剧 混 保 护 功 能 ， 增 加 混 凝 土 保 护 层 厚 度 来 推 迟 量 避 免 采 用活 性 集 料 ， 控 制 混 凝 土 的 总 碱 凝 土 的收 缩 ， 导 致 混 凝 土 的 抗 压 力下 降 ， 引 腐 蚀 因子 渗 透 到 钢 筋 表 面 的时 间 ， 提 高 对 含 量 以 保 证 混 凝 土 的 耐 久性 ，通 过 掺 人适 起开裂。 钢筋锈蚀 膨胀的抵抗 力； 增 强 混 凝 土 的 密 量 混 合 材 料 抑 制 碱 集 料 反 应 ，或 者 加 入 外 混 凝 土 的碳 化 与 混 凝 土 结 构 耐久 性 密 实 度 ， 采 用高 效 减 水 剂 降 低 用水 量 ， 在 保 证 加 剂 。 为预 防 碱 集 料 反应 ， 在 设 计上 应 对外 切 相关， 是 影 响 钢 筋 混 凝 土 结 构 可 靠 度 的 混 凝 土 流 动 性 的 同 时减 小水 灰 比 ， 控 制 减 掺 剂 的使 用提 出要 求 。 在石化、 化学 、 冶 金 重要 因素 ， 减小 、 延 缓 混 凝 土 的碳 化 ， 对 于 小 混 凝 土 的 总 孔 隙 率 ； 采 用高 效 活 性 矿 物 及 港 湾等 工 程 中， 在 有侵 蚀 性 介质作 用的 特 提 高 结 构 耐 久 性 有 着总 要 的 作 用 。 在 结 构 掺 料 改 善 水 泥 石 的胶 凝 物 质 的 组 成 ， 混 凝 土 结 构 受 到 化 学 介 质 如 海 使 混 殊 环 境 下 ， 设计中， 可 以 采 取 以 下 方 法 提 高 混 凝 土 抗 凝 土 结 构更 为 致密 ， 增 强混 凝 土 的密 实性 。 水， 硫酸盐 ， 酸等作用， 引起 混 凝 土 水 泥 石 碳化能力。 （ １ ） 保 证 混 凝 土保 护 层厚 度 ， 使 混 控 制 混 凝 土 拌 和 物 中 的氯 盐 含 量 ， 增 强 混 发 生 一 系列 变 化 ， 而逐 步 受 到 侵 蚀 。侵 蚀 性 凝 土 碳 化 到钢 筋 表 面 时 间接 近 建 筑 的 使用 凝土 自 身 抵 抗 环 境侵 蚀 破 坏 的能 力。 此外， 物 质会 造 成 混 凝 土 结 构 破 碎 出 现 裂 缝 ， 有 年限 。 （ ２ ） 提高 混 凝 土密 实性 、 增强 混 凝 土结 在结 构 设 计 时应 采 用 合 理 的 构 件形 式 和 配 些化 学介 质 还 会与 混 凝 土材 料 中的 某 些 成 构抗渗性。 （ ３ ） 采 用 覆 盖 面 层 隔离 混 凝 土 表 筋 方 式 ， 使混 凝 土保 护 层厚 度得 到保 证 ， 防 分 进 一步 反应 ， 使混凝土体积膨胀， 引起 结 面与 外 部 大 气 环 境 的 直 接 接 触 。 （ ４ ） 合 理设 止钢 筋 锈 蚀 。
混凝土结构的耐久性设计
混凝土结构的耐久性设计简介混凝土作为一种常见的建筑材料，应用广泛。
但随着使用时间的增长，混凝土结构可能会出现一些问题，例如裂缝、腐蚀等，这些问题会对混凝土结构的使用寿命、安全性和功能性等带来严重的影响。
为了确保混凝土结构的耐久性，需要在设计和施工过程中考虑到各种因素，并采取合适的措施对混凝土结构进行保护和维护。
设计目标混凝土结构的耐久性设计主要是为了保障混凝土结构在使用寿命内能够满足功能上的要求，同时尽可能降低维护费用和延长使用寿命。
在进行耐久性设计时，需要考虑以下几个方面：1. 主要功能需求混凝土结构的主要功能需求是基础和承载结构的稳定性、方便的使用、持久的寿命、安全性和防火性等。
耐久性设计的目标是使混凝土结构在满足这些功能要求的同时，尽可能地提高其耐久性。
2. 环境影响因素环境因素对混凝土结构的耐久性影响非常大。
例如，气候、土壤、水分、潮湿、化学物质和重载等都会对混凝土结构的耐久性造成不同程度的影响。
耐久性设计需要考虑这些因素并采取相应的措施。
3. 混凝土材料和结构类型混凝土材料和结构类型也会对混凝土结构的耐久性产生影响。
例如，基于不同混凝土强度等级、使用性质和工法的选择，耐久性设计也会不同。
常见的耐久性设计包括结构防水、防震、防腐、防火等。
设计方法混凝土结构的耐久性设计需要在设计、施工和维护的各个阶段进行综合考虑。
其中，设计和施工阶段是保证混凝土结构耐久性的关键。
1. 设计阶段在设计阶段，需要进行以下方面的考虑：1.1 设计目标确定混凝土结构的功能要求、使用场景、使用年限和使用环境等。
1.2 混凝土材料的选择在设计过程中，需要根据耐久性要求，选择适当的混凝土材料、配合比和掺合料。
例如，采用抗渗混凝土、高强混凝土、高硅酸盐水泥等可以提高混凝土耐久性。
1.3 结构形式的选择根据设计目标、使用要求和实际情况，选择合适的混凝土结构形式。
例如，为减少混凝土结构对震动的敏感度，可以采用耐震设计的结构形式。
预应力混凝土结构的耐久性研究
预应力混凝土结构的耐久性研究随着城市化的加速和工程建设的不断推进，建筑结构的耐久性越来越成为一个重要的问题。
作为建筑结构领域里的新兴技术，预应力混凝土结构在耐久性方面具有很大的优势。
本文着重探讨预应力混凝土结构的耐久性研究。
一、预应力混凝土结构的定义和特点预应力混凝土结构是指在混凝土固化前就施加外部预应力的混凝土结构。
与普通混凝土结构相比，预应力混凝土结构具有以下几点明显的优点：1. 抵抗荷载能力和承载能力优异在预应力混凝土结构中，混凝土已经承受了预先加压力，使其能够承受更大的荷载能力和承载能力。
2. 增强混凝土的拉伸性预应力混凝土结构通过施加预应力，增强了混凝土的拉伸性能，这使得结构对外力的响应更加灵活。
3. 减小变形和裂缝预应力混凝土结构的预应力也可以减少结构的变形和裂缝，在一定程度上增加混凝土结构的耐久性。
二、预应力混凝土结构的耐久性研究预应力混凝土结构的耐久性与其他混凝土结构类似，但也具有其自身的特殊性。
因此，对预应力混凝土结构的耐久性研究具有重要的理论和应用意义。
1. 钢束锈蚀对预应力混凝土结构耐久性的影响在预应力混凝土结构中，钢材所起的作用极为重要，因为钢材既起到了预应力的作用，又是预应力混凝土结构的主要构件。
但是随着时间的推移，使用时长的增加和恶劣的环境条件，钢材很容易产生锈蚀。
因此，钢束锈蚀是导致预应力混凝土结构耐久性降低的主要原因之一。
当前，已有学者提出了一系列的钢束锈蚀对预应力混凝土结构耐久性的研究方法，并且取得了一定的成果。
例如，采用碳纤维增强钢板的方法可以有效减少锈蚀问题，从而提高结构的耐久性。
2. 各种混凝土材料对耐久性的影响预应力混凝土结构的耐久性受到各种混凝土材料的影响。
如何选用合适的混凝土材料和设计合理的混凝土配合比，可以有效提高预应力混凝土结构的耐久性。
目前，混凝土材料的耐久性研究成为了一个热点。
采用新型的高效混凝土，例如氟碳树脂、硅酸盐水泥等，也可以在一定程度上提高预应力混凝土结构的耐久性。
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刍议混凝土结构的耐久性设计 摘要：随着社会的发展与进步，重视混凝土结构的耐久性设计分析具有重要的意义。本文主要简单地介绍基于耐久性的混凝土结构分析。 关键词混凝土 结构 耐久性 设计 极限 abstract: with the development and progress of society, the emphasis on the durability design of concrete structures is of great significance. in this paper, a brief introduction to the analysis based on the durability of concrete structures. key words: concrete; structure; durability; design; limit 中图分类号：tu37文献标识码：a 文章编号： 引言 钢筋混凝土结构是一个多尺度、多体、非平衡系统具有多因素的强相互作用，各种因素在实际工程中很难绝对分开,尤其是外部环境因素与内部因素的相互作用,由单个影响因素的研究结论并不能确切推知各种因素综合作用下的混凝土的耐久性性能,也就是说,各种因素的相互作用是非线性的;实际工程中各种因素又具有高度不确定性随机性和未确知性如实际的水灰比水泥用量是一随机变量。 1.耐久性不足对结构的危害 建筑物在长期使用过程中， 在内部的或外部的人为的或自然的 因素作用下，随着时间的推移将发生材料老化与结构损伤，这是一个不可逆的过程。这种损伤的累积将导致结构性能劣化承载力下降，耐久性能降低。长期以来， 人们受混凝土是一种耐久性良好的建筑材料的影响，忽视了钢筋混凝土结构的耐久性问题，造成了钢筋混凝土结构耐久性研究的相对滞后并因此付出了巨大的代价。由于耐久性不足导致结构破坏的事故时有发生其中因混凝土碳化和钢筋锈蚀需要处理的工程具有普遍性造成的损失也是难以估量的。因此钢筋混凝土结构的耐久性问题已受到国内外土木工程界和学术界的高度重视。美国标准局 nbs 1975 年的调查表明美国全年各种因腐蚀造成的损失为700多亿美元。其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损伤约占40%。在美国州际公路网56 万座桥中处于严重失效的就有9万座，1969 年，一年用于修复因钢筋锈蚀而损坏的公路桥面板的费用高达26 亿美元，1978 年增至63 亿美元，美国材料咨询委员会nmab1987 年的报告中指出，有253000 座混凝土桥处于不同程度的损伤状态且以每年35000座的速度在增加。1991 年用于修复由于耐久性不足而损坏的桥梁就耗资910 亿美元。 2、混凝土耐久性结构设计方法 2.1 耐久性设计实用方法 日本东京大学罔村甫教授提出耐久性设计应全面考虑材料质量、施工程序、结构构造等。在一定环境中正常工作,在要求的期限内不需要维修的条件是： sp≤ tp 式中sp为环境指数sp=s0+△ sp;tp为耐久性指数tp=50+σtp(i,j)。环境指数sp的取值是以一个在中等环境条件下工作的混凝土结构,若有95%把握不需维修,取一个sp初值s0=100;根据使用环境不同对环境指数增值,如在含有氯化物环境中,视其腐蚀作用大小,可取△ sp=40～ 70;有冻融作用时,可取△sp=10～70等等。耐久性指数tp是反映设计施工各工序(序号为i)中影响耐久性的诸因素(序号为j),分别赋予不同数值然后叠加,如视混凝土材料(i=1)中骨料含水率(j=8)不同,可分别取tp(1,8)=8～ -15等。 2.2 耐久性极限状态设计法 设计原则是在使用寿命内抵抗环境作用的能力大于环境对结构作用的效应,即满足： f≤ r 式中f—环境作用效应;r—结构构件抵抗环境作用的能力。按环境类别确定环境作用效应,将工作环境划分为大气环境、土壤环境、海洋环境、受环境水影响的环境和特殊工作环境等6类。根据结构工作环境状况,确定耐久性极限状态极其标志,对大气环境下的混凝土结构耐久性极限状态分为:对不允许钢筋锈蚀的结构构件(如预应力钢筋、直径较小的钢筋、结构塑性铰区的主筋、地问下受拉主筋等),以混凝土炭化达到主要钢筋表面为耐久性极限状态标志;对允许有限锈蚀的构件,以钢筋截面质量损失率达1%作为耐久性极限状态的标志。 2.3 基于近似概率法的极限状态设计法 耐久性设计包括计算和构造部分。计算部分与现行混凝土结构设计规范设计方法相协调,引入耐久性设计概念,其表达式为: s≤ ηr 式中:s-内力设计值;r-构件抗力设计值;η -耐久性设计系数,为构件经t时刻后的可靠指标β (t)的函数,η =f[β (t)],用蒙特卡罗法根据可靠性数学及规范给出: η =β 0/[β 0+β t-β (t)] 式中:β0—现行设计规范公式的可靠指标;β t— 在t时刻要求的可靠指标确定值;β (t)— 随时间增长,结构构件抗力r将下降,假定主要由混凝土强度和钢筋强度降低引起,经统计回归求得某地某种结构构件经t时刻后的可靠指标。 3、高性能混凝土耐久性设计分析 (1)按耐久性设计应首先满足低渗透性的要求。按工程设计抗渗性指标,确定氯离子扩散数要求,作为初选水胶比的依据(水胶比一般不大于0.42)。 (2)胶凝材料总量应大于设计相同强度等级传统混凝土的水泥用量,以保证良好的施工性并提高混凝土的耐久性。对不同强度等级的混凝土, 胶凝材料不小于400kg/m3且不大于400kg/m3。 (3)砂率按混凝土施工性调整。为不影严重响混凝土弹性模量。砂率不易大于45%。 (4)由于胶凝材料中各组分密度相差较大,宜采用绝对体积法进行配合比计算。混凝土拌合物应有最小的砂石孔隙率。 (5)试配后应检验是否满足设计要求,检验按配制强度进行。混凝土配制强度(mpa) f cu,o=f cu.k+1.645ó 式中:fcu.k为混凝土设计强度(mpa),ó为混凝土强度标准差。fcu.k＜c50时ó5.0mpa,fcu.k≧c50时ó取6.0mpa。 (6)按绝对体积法计算出的配合比进行试拌,检验施工性。调整其坍落度和坍落流动度,观察体积稳定性,测定混凝土的变现密度,调整计算密度和各优选的材料用量。 4、提高混凝土结构耐久性的技术措施 4.1 改进结构构件的设计 (1)要有足够的钢筋保护层厚度《ceb耐久混凝土结构设计指南》提出如果混凝土实际保护层比要求的减少一半,碳化或氯离子侵入钢筋表面的时间就会提前3/4。cep-fip模式规范按暴露条件、构件类别及混凝土强度等级,规定了不同保护层厚度, 如一般构件, 混凝土为c25～c30时,保护层不小于35mm,而美国aci-201委员会规定接近水位或外露与海上的沿海建筑物,其保护层厚度最小75mm,混凝土路面及桥梁护栏最少为50mm;美国aci-318规范规定室内混凝土梁、柱,筋的最小保护层厚度为38mm;我国现行《混凝土结构设计规范》对室内环境的梁、柱结构最小保护层厚度定25mm,从提高耐久性角度来看,此值偏小。 (2)正确选用水泥品种、水泥用量和水灰比;应优先选用硅酸盐水泥,其抗碳化能力最好,掺有火山灰、高炉矿渣或粉煤灰的混合水 泥,其早期硬化慢,后期强度增长快,如养护得当,可以提高抗氯化物侵入能力及抗冻融性能;增加水泥用量(＞300kg/m3)可降低混凝土渗透性;控制水灰比小于0.6,可保证混凝土耐久性。
(3)正确选用钢筋及其间距;尽量不用腐蚀敏感的钢筋,如ф≤4mm的钢筋及经过处理的钢筋,以及持续拉应力大于400mpa的冷加工的钢筋;钢筋的间距要保证易于振捣。 (4)限制含盐量;含盐尤其含氯离子成分对钢,筋腐蚀有严重影响,国外一般限制氯离子含量要小于水泥重量的0.3%～1.0%,德国甚至不允许用cacl2。 (5)截面等耐久性设计;工程实践多观察到梁柱因钢筋锈蚀引起混凝土膨胀,多首先发生在构件截面拉角区。因此有人从推迟角区钢筋脱钝时间,延缓角区钢筋锈蚀速度,增强角区钢筋抗腐蚀能力出发,提出截面等耐久性设计观点,给出最大保护层厚度取值方法和改变配筋形式的建议。 4.2 加强施工管理 (1)充分振捣和充分养护,可以增加混凝土表面的密实性,降低混凝土渗透性,养护不好对混凝土的碳化合抗腐蚀的能力影响甚大,养护的敏感性随水灰比的增加,水泥用量的减少而增大。 (2)为防止除冰盐剥蚀混凝土,可采用引气剂,形成均匀气泡,降低混凝土渗透性。 (3)对沿海地区氯盐(nacl、cacl 2、mgcl2)含量超过70%的盐渍 土地区,可采用增加水泥用量、减少水灰比,掺加减水剂或掺加钢筋阻锈剂(水泥用量的1%～3%),提高混凝土密实性并防锈。 4.3 防止继续劣化的措施 (1)涂层法。采用一些防护装饰材料涂盖在构件表面上,如丙乳砂浆、环氧树脂砂浆、过氯乙烯涂料等,或者增涂一层水泥砂浆(厚度20mm左右),均能阻止空气中氧和盐类继续侵入,延缓混凝土碳化合防止钢筋进一步锈蚀。 (2)阴极防腐法。由于混凝土含盐浓度不同,钢筋之间存在电位差,阴极钢筋锈蚀,可采用在混凝土表面涂一层导电涂料或埋设导电材料(铂丝等),与直流电源正极相连,形成新的电位差,使原钢筋骨架转化为阴极,则钢筋锈蚀可得到抑制。 结束语 混凝土结构广泛应用于工业与民用建筑、 道路与桥梁工程、港口与水利工程等各种工程结构中。长期以来，人们认为混凝土结构是一种耐久性能良好的建筑材料，而事实上混凝土结构在长期自然环境和使用条件下会逐渐老化丧失耐久性能。影响了结构物的使用功能和安全。国内外统计事实表明，由于结构耐久性病害而导致的经济损失非常巨大。 参考文献 [1] 国家标准: 建筑结构可靠度设计统一标准gb50068 —2009 . 北京: 中国建筑工业出版社, 2010 [2] 国家标准: 建筑结构设计通用符号计量单位和基本术语