荷载与环境综合作用混凝土结构耐久性研究进展

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发布时间：2021-12-22

资料介绍

混凝土结构实际工作状态处于承受荷载与环境的综合作用。针对荷载与大气环境或海洋环境综合作用下混凝土结构耐
久性研究进行介绍，重点论述混凝土结构在材料和结构(含构件 )方面耐久性研究成果。得出结论为：荷载(应力、裂缝)对混凝土
结构耐久性具有不容忽视的影响，提出今后需要研究和探索的问题。
关键词：混凝土结构；耐久性；荷载；环境
中图分类号：TU528．O1 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2015)08—0035—04
Research process for durability of concrete structures under loading and environment
J o Junffng
(School of Civil Engineering and Architecture，Xiamen University of Technology，Xiamen 361024，China)
Abstract：The actual working state of concre~ structures was in the couple ofloading an d the environment．The durability study of rein—
forcem ent concrete structures w as introduced when they were acted under the couple of load an d atm ospheric environm ent or th e m arine
environment，and this contribution focused on the durability research of concrete materials and concrete structures(including concrete re—
members)．The conclusion is that load(stress，crack)has great influence on the durability of concrete structures．Th en some explored is—
sues w ould need to be studied in the future．
Key words：concrete structure；durability；loading；environm ent
0 引言
混凝土结构是当今使用最普遍的建筑结构，被广泛应
用于市政、桥梁、海洋、房屋建筑及特殊工程等。由于混凝
土结构实际工作状态需要承受荷载和各种环境共同作用，
使得其实际工作寿命达不到设计寿命，不得不需要大修或
重建，从而造成巨大的经济损失。混凝土结构耐久性成为
土木工程领域研究的热点和重点问题之一。
混凝土结构耐久性降低首先起源于材料性能劣化，继
而引起混凝土构件强度、刚度衰减，最后影响整个结构安
全。由于客观条件，很多研究基于一般假设，如先钢筋锈蚀
后加载试验，忽略荷载对混凝土力学性能劣化影响。在实
际工程中绝大多数混凝土结构经受荷载和环境因素同时
作用 … ，混凝土在承受荷载时，混凝土本身力学性能退化；
同时对钢筋保护作用降低，加速钢筋锈蚀 -z ，有效钢筋截
面面积减小致使构件承载力降低，钢筋与混凝土黏结性能
退化使得钢筋塑性不能充分发挥，降低结构延性 ]。混凝
土结构经受荷载和环境因素共同作用，荷载与环境等各因
素产生的交互作用使得实际服役混凝土结构破坏过程复
杂。研究荷载与环境综合作用下混凝土结构耐久性问题对
实际工程更具有意义。近些年有关混凝土结构在荷载与环
境综合作用下耐久性研究取得了可喜成果。
收稿日期：2014—10—01
基金项目：国家自然科学基金资助项目(51178020，51478404)
本研究着重论述荷载与大气环境或海洋环境综合作
用下混凝土材料、结构方面耐久性研究现状，并讨论了混
凝土结构耐久性有待进一步研究的问题。
1 荷载与环境综合作用下材料耐久性研究
1．1 荷载与大气环境综合作用下混凝土碳化研究
在大气环境中承受荷载的混凝土结构，混凝土碳化会
导致钢筋脱钝锈蚀，降低混凝土结构耐久性。因此建立合
理准确的混凝土碳化数学模型是耐久性研究、预测结构寿
命关键问题之一。混凝土发生碳化受内因和外因共同影
响，其中外因为荷载和大气环境 (大气温度、相对湿
度、CO：浓度、风速及其他酸性气体等 )；内因主要为混凝
土材料自身性能。
Castel A等 ‘。研究了荷载作用下混凝土碳化深度，并
给出混凝土碳化深度与钢筋拉伸应力的关系。涂永明等
研究了荷载作用下预应力混凝土的碳化，建立了拉、压应
力状态下混凝土碳化深度多因素预测模型，指出预应力混
凝土结构耐久性好于普通混凝土结构。金祖权等试验研
究了分别在 0、25％、50％荷载率下不同养护龄期混凝土的
碳化情况，研究结果表明加载对混凝土碳化劣化影响显
著。杨林德等 ]、田浩等¨ 和罗小勇等 ¨ 研究不同应力
状态下混凝土的碳化，提出混凝土碳化深度与应力关系预