导 读

混凝土是世界上最大宗的建筑材料,它被广泛地应用于公路、桥梁、机场、轨道交通、水利设施、海洋工程等领域。在被混凝土应用于建筑工程 150年的实践中,人们一直认为混凝土是非常耐久的材料,加上世界各地都保留了不少百年高龄的混凝土知名大厦和工业构筑物,至今仍然完好并为人们正常使用,更加深了人们印象中混凝土“坚不可摧”的特性。

殊不知在自然环境和长期存在的力学荷载的双重考验之下,混凝土材料并没有当初设想得那样耐久,混 凝土大面积开裂,表面剥落、保护层开裂、钢筋生锈……曾经的坚不可摧的工程变得千苍百孔,面目所非,短命的混凝土桥梁、楼宇、工业构筑物不断地进入人们的视野,混凝土也是有使用寿命的!

其实,结构使用寿命的长短是由其建筑材料的寿命决定的。混凝土的使用寿命,关键在于混凝土的耐久性。

目前,我国大多数土建结构由混凝土建造。但在我国土建结构的设计与施工规范,重点仍放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用( 如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀 ) 下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,已成为实际工程中的重要问题。

提高混凝土耐久性,延长结构寿命,减少修复工作量,不仅是为了解决实际工程问题,而且对提高经济效益具有不言而喻的意义。

我国对混凝土耐久性的研究在近 20 年来取得了丰富成果和巨大进步,编制了多部耐久性规范和标准,在重大工程的建设中已经充分贯彻了混凝土耐久性设计理念,比如长江三峡 水利工程、青藏铁路格拉段、杭州湾跨 海 大 桥、 南水北调中线 工程等等。可以说,重视混凝土耐久性不仅成为共识,而且渗透到工程建设的各个阶段和层次,这对我国混凝土耐久性的研究和应用及混凝土技术的可持续发展而言是迈出的坚实而有力的一步,本期专题,让我们一起关注钢筋混凝土结构耐久性研究——提高混凝土耐久性,为百年工程护航!

数说混凝土腐蚀

混凝土腐蚀事故镜鉴录

  • 美国标准局(NBS)1975 年的调查表明,美国每年因腐蚀造成的各种损失为 700 多亿美元,其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占 40%,就桥梁而言 ,57.5 万座钢筋混凝土桥梁中,一半以上出现腐蚀破坏,40% 承载力不足,必须修复与加固处理。腐蚀破坏的修复费,1998 年度就需要 2500 亿美元,其中桥梁修复费为 1550 亿美元(是这些桥初建费用的 4 倍 )。

  • 我国二十世纪 60 年代曾对华南、华东地区沿海 27 座钢筋混凝土结构进行调查表明 , 因钢筋锈蚀导致结构损坏的 74%, 第四航务工程局科研所对我国华南 18 座使用 7 ~ 25 年的钢筋混凝土海港码头的调查结果 , 发现 89% 的码头出现钢筋锈蚀,只有两座水灰比较低的码头尚基本完好。

对于混凝土你那些不知道的事儿

混凝土的耐久性解读

  • 混凝土产业作为国民经济的重要基础原材料工业,既承担着自身发展中的基本减排,为国计民生和生态文明建设提供材料支撑的使命,还肩负着对“固体排泄物”和“建筑垃圾综合利用”的重任。

  • 混凝土开裂是土木建设工程的通病。当前,现代混凝土由于高效减水剂发展和广泛使用而带来根本性变化,但同时也增加了现代混凝土开裂风险,设计、施工、监理等环节对现代混凝土的认识不够,泵送混凝土施工工艺的发展也使得混凝土裂缝控制的技术难度大大增加。随着工程建设模式的改变,过度追求工程进度不仅造成混凝土得不到充分养护,同时势必导致混凝土追求高早强。那么,裂缝是如何一步一步的影响和摧毁混凝土结构的耐久性呢?

图解混凝土与水泥制品行业“十三五”发展规划

九大任务推进产业结构升级、实施创新驱动战略、加快材料技术创新、推动绿色低碳发展、推动重大装备创新、推动商业模式创新、开启智能制造模式、全面提升质量品牌、参与国际产能合作。

四大工程为实现重大材料、产品和装备技术创新目标,加快行业技术进步和创新发展,在“十三五”期间,以市场需求为导向,龙头企业为主体,政产学研用相结合,组织实施若干重大工程,到“十三五”末,全行业技术创新的投入占销售收入比重达到 1% 左右。

业界视点 更多

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    荀武举,男,高级工程师,2001 毕业于大连理工大学高分子材料专业,从事建筑材料专业技术工作 15 年,近五年来,主要从事建筑材料研发、生产和经营工作,先后主持或以技术骨干承担国家、省、市项目二十余项,省部级项目5 项,大连市项目 16 项。申请国家发明专利 8 项,取得授权国家发明专利 2 项,实用新型专利 1 项。在国内重要刊物发表论文10余篇。

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提高混凝土耐久性之面面观

青岛海湾大桥地处胶州湾,是我国北方冰冻海域第一座特大型桥梁集群工程,是青岛市交通规划中东西岸跨海通道的“一路、一桥、一隧”中的一桥,也是国家高速公路网青岛至兰州高速公路的起点段。该工程是我国目前企业投资建设最大规模的交通基础设施项目。

该地区气候环境特点可以概括为热丰、雨富、光足,大气中含有大量的盐分及 SO 2 ,近岸海域污染较为严重;降水中主要酸性污染物质是 SO 4 2- 和NO 3- ,污染正在逐年加重,酸雨污染的形势十分严峻。这样的气候、环境特点对钢铁和钢筋混凝土结构的腐蚀都是十分严重的,对如何进行桥梁长效防护的问题提出了严峻的挑战。

未来展望

我们常说,置身于钢筋混凝土的城市“森林”中,高楼林立的城市“森林”离不开混凝土。未来,不管是继续不断创造高楼之最还是往地下延伸,混凝土耐久性的研究事关“森林”的坚固,体现的是建筑的品质。提高混凝土结构的耐久性,才能保证我国建筑事业的可持续发展。

在我国,伴随着对混凝土耐久性研究的不断深入,研究内容正在从构件,结构等领域拓展到层次性,对技术的研究也在现有的基础上从定性分析逐渐向定量计算方向转变。同时在各个国家比较先进理论的学习和交流中,我国对混凝土结构耐久性的研究有了很大的进步和突破,也得到了极大的提升。虽然我国在混凝土耐久性研究领域取得了较大的进步,但与其他发达国家相比,我国检测技术手段仍存在着效率低,准确性不足等问题,为了进一步提高我国混凝土耐久性研究技术水平,研究者还应在技术研究的同时,更加注重建筑工程的实际施工情况,并从施工实际出发,更为切实地提高混凝土建筑的耐久性!