混凝土结构耐久性研究的新进展

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发布时间：2022-02-26

资料介绍

从混凝土结构耐久性设计、评估和寿命预测等方面总结了国内外混凝土结构耐久性的研究现状，展望了混凝土结构耐久性研
究的发展趋势，并提出当前混凝土结构耐久性研究亟待解决的几个问题，以期为更深入研究混凝土结构耐久性提供参考和借鉴。
关键词：混凝土结构；耐久性设计；评估；寿命预测
中图分类号： TU528．Ol 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(201 1)08—005 1-04
Latest research progress in the durability of concrete structures
zUoJiang-bo．QIChun-m／ng
(College ofCityConstruction，University ofSouthChina，Hengyang421001，China)
Abstract ： The current situation of domestic and international on the durability of concrete structures that include structural durability design，
evaluation and life prediction were summarized．More over，the durability ofconcrete structures research trends were looked forward and several
problems should be solved urgently to provide reference for a more in—depth study ofthe durability ofconcrete structures．
Key w ords： concrete structure；durability design ；evaluation；life prediction
0 引言 1 研究混凝土结构耐久性的意义
从现代混凝土开始应用于建筑工程至今的 150年时间内，
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
到设计寿命。分析其原因有的是由于结构设计的抗力不足引起
的，有的是由于使用荷载的不利变化造成的，但更多的是由于
结构耐久性不足导致的。事实上，混凝土结构的耐久性失效问题
己成为当前困扰土木工程的一个世界性问题【1]。
所谓结构的耐久性是指结构在正常设计，正常施工，正常
使用和正常维护条件下，在规定的时间内，由于结构构件能随
时间的劣化，但仍能满足预定功能的能力；结构耐久性还可以
定义为结构在化学的，生物的或其他不利因素的作用下，在预
定的时间内，其材料性能的恶化不致结构出现不可接受的失效
概率；或指结构在要求的目标使用期内，不需要花大量资金加
固处理而能保证其安全性和适用性的能力。
混凝土结构的耐久性研究己越来越引起人们的高度关注，
迄今为止，已经形成了混凝土结构耐久性研究框架，见图 1。
混凝土结构耐久性
f大气环境
环境层次{ 鬟
l工业环境
f混凝土碳化
氯盐腐蚀
材料层次{冻融破坏
I碱一集料反应
【钢筋锈蚀
f混凝土锈胀开裂模型
构件层次{黏结性能衰退模型
【构件承载力的变化
结构层次{搿灸桂替藕
圈 1 混凝土结构耐久性研究框架
收稿日期：2011_J02_o2
世界上一般国家的基本建设分为三个阶段：第一阶段为大
规模新建，第二阶段为新建与维修改造并重，第三阶段为转向
旧建筑的维修改造。目前，我国正处于第二阶段，据有关部门统
计，我国既有的近 70x10 iT1 的城镇建筑有 50％进入老化阶段，
其中约有 (10~20)xlOs Ill 需维修加固才能使用，同时最近每年
用于基础设施工程的投资额度高达 20 000亿元人民币以上，而
且以惊人的速度增长，那么大约在 3O～50年后，这些工程也将
进入维修期，所需的维修费或改造费用，将更为巨大。美国学者
用“五倍定律”形象地说明了混凝土结构耐久性设计的重要性，
特别是设计耐久性方面的重要性。它的意思是说对新建项目在
钢筋防护方面节省 1美元，就意味着发现钢筋锈蚀时采取措施
需多追加维修费 5美元，钢筋开裂时需多追加维修费 25美元，
严重破坏时将需多追加 1 25美元【]]。
对在役混凝土结构进行耐久性评定与剩余使用寿命预测，
不仅可以揭示潜在危险，及时作出维修或拆除的决策，避免重
大事故的发生，而且研究成果可以直接用于指导结构设计州。因
此，混凝土结构耐久性问题是一项具有重大实际意义和社会经
济效益的研究。
2 多学科联合研究混凝土结构耐久性
在对混凝土结构耐久性研究的初期，国内外的学者往往局
限于材料的研究，研究的成果主要包括混凝土的抗渗性，抗冻
性，抗碳化能力，抗钢筋锈蚀，抗侵蚀(包括大气和水 )，抗碱骨
料反应，我国从 20世纪 50年代开始在水利水电设计规范，试验
规程和施工规范中列入了耐久性的有关指标，如抗冻强度等级