1、彭小軍1 1、混凝土、混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題及問(wèn)題及特特點(diǎn)點(diǎn)2 2、耐久性典型狀態(tài)定義、耐久性典型狀態(tài)定義3 3、耐久性耐久性等級(jí)劃分等級(jí)劃分（以混凝土橋梁結(jié)構(gòu)為例以混凝土橋梁結(jié)構(gòu)為例）4 4、混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估耐久性評(píng)估及流程及流程主要內(nèi)容1 1、結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題及特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題及特點(diǎn)n1.11.1工程中的問(wèn)題工程中的問(wèn)題： 概念概念 耐久性：耐久性：結(jié)構(gòu)及其各組成部分，在所處的自然環(huán)境結(jié)構(gòu)及其各組成部分，在所處的自然環(huán)境和使用條件等因素的長(zhǎng)期作用下，抵抗材料性能劣化、和使用條件等因素的長(zhǎng)期作用下，抵抗材料性能劣化、仍能維持結(jié)構(gòu)的安全和適用功能的能力仍能維持

2、結(jié)構(gòu)的安全和適用功能的能力。 使用壽命：使用壽命：結(jié)構(gòu)在正常使用條件下，不須重大維修結(jié)構(gòu)在正常使用條件下，不須重大維修而仍能維持安全和適用功能所延續(xù)的時(shí)間，可作為表而仍能維持安全和適用功能所延續(xù)的時(shí)間，可作為表達(dá)結(jié)構(gòu)耐久性的數(shù)量指標(biāo)達(dá)結(jié)構(gòu)耐久性的數(shù)量指標(biāo)。n1.2耐久性失效的特點(diǎn) （大部分本質(zhì)上并非外力所致） 外界介質(zhì)或材料內(nèi)部對(duì)混凝土的物理和化學(xué)作用外界介質(zhì)或材料內(nèi)部對(duì)混凝土的物理和化學(xué)作用 的結(jié)果的結(jié)果（CO2 、CL離子、堿質(zhì)等）離子、堿質(zhì)等） 耐久性失效是個(gè)緩慢積累的過(guò)程耐久性失效是個(gè)緩慢積累的過(guò)程 引起失效的諸因素相互關(guān)聯(lián)引起失效的諸因素相互關(guān)聯(lián)，相互影響相互影響 耐久性首先受控于正

3、常使用極限狀態(tài)耐久性首先受控于正常使用極限狀態(tài)，而非承載，而非承載 能力極限狀態(tài)。能力極限狀態(tài)。2 2、耐久性典型狀態(tài)定義、耐久性典型狀態(tài)定義1) 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次的功能與材料均完好當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次的功能與材料均完好,或者雖然或者雖然有輕微的耐久性損傷有輕微的耐久性損傷,但并不需要采取任何修復(fù)措施仍然但并不需要采取任何修復(fù)措施仍然能滿足該層次所需要的適用性與安全性要求能滿足該層次所需要的適用性與安全性要求,則該層次所則該層次所處的狀態(tài)為耐久性正常狀態(tài)處的狀態(tài)為耐久性正常狀態(tài).2) 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次的功能與材料基本完好當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次的功能與材料基本完好,基本上基本上能夠滿足該層

4、次所需要的適用性與安全性要求能夠滿足該層次所需要的適用性與安全性要求,宜采取小宜采取小修措施來(lái)完善其使用功能時(shí)修措施來(lái)完善其使用功能時(shí),則該層次所處的狀態(tài)為耐久則該層次所處的狀態(tài)為耐久性基本正常狀態(tài)性基本正常狀態(tài);3) 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次由于耐久性損傷而不能滿足當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次由于耐久性損傷而不能滿足所要求的適用性所要求的適用性,必須經(jīng)過(guò)修復(fù)必須經(jīng)過(guò)修復(fù)(小修或中修小修或中修)處理才能處理才能繼續(xù)使用時(shí)繼續(xù)使用時(shí),該層次則達(dá)到其正常使用壽命該層次則達(dá)到其正常使用壽命,這時(shí)其所處這時(shí)其所處的狀態(tài)即為正常使用耐久性極限狀態(tài)的狀態(tài)即為正常使用耐久性極限狀態(tài).4) 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次由于耐久性

5、損傷而不能滿足當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次由于耐久性損傷而不能滿足所要求的安全性所要求的安全性,必須經(jīng)過(guò)加固處理才能繼續(xù)使用時(shí)必須經(jīng)過(guò)加固處理才能繼續(xù)使用時(shí),該該層次則達(dá)到其承載力使用壽命層次則達(dá)到其承載力使用壽命,其所處的狀態(tài)即為承載其所處的狀態(tài)即為承載力耐久性極限狀態(tài)力耐久性極限狀態(tài).5) 當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次由于耐久性損傷不能滿足所當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)某個(gè)層次由于耐久性損傷不能滿足所要求的安全性已經(jīng)超過(guò)其承載力使用壽命要求的安全性已經(jīng)超過(guò)其承載力使用壽命,必須立即采必須立即采取加固處理或者報(bào)廢措施取加固處理或者報(bào)廢措施,這時(shí)該層次所處的狀態(tài)即為這時(shí)該層次所處的狀態(tài)即為耐久性危險(xiǎn)狀態(tài)耐久性危險(xiǎn)狀態(tài). 顯然

6、顯然,在役混凝土結(jié)構(gòu)各部分常常處于不同的耐久在役混凝土結(jié)構(gòu)各部分常常處于不同的耐久性狀態(tài)性狀態(tài),這也說(shuō)明了耐久性評(píng)估要從不同層次上分別進(jìn)這也說(shuō)明了耐久性評(píng)估要從不同層次上分別進(jìn)行的必要性行的必要性.3 3、三層次、三層次耐久性耐久性等級(jí)劃分等級(jí)劃分（以混凝土以混凝土橋梁結(jié)構(gòu)為例橋梁結(jié)構(gòu)為例） 參照現(xiàn)行公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范中橋梁技術(shù)狀況評(píng)參照現(xiàn)行公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范中橋梁技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)定等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),將在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性從將在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性從3個(gè)不同個(gè)不同的層次上分別劃分為的層次上分別劃分為5個(gè)等級(jí)個(gè)等級(jí):橋梁結(jié)構(gòu)為一到五級(jí)橋梁結(jié)構(gòu)為一到五級(jí),橋梁橋梁構(gòu)成為構(gòu)成為A到到E級(jí)級(jí),橋梁構(gòu)

7、件為橋梁構(gòu)件為a到到e級(jí)級(jí). 5個(gè)等級(jí)之間是連續(xù)變化的個(gè)等級(jí)之間是連續(xù)變化的,各等級(jí)之間沒(méi)有絕各等級(jí)之間沒(méi)有絕對(duì)的界限對(duì)的界限, 因而是一些模糊等級(jí)因而是一些模糊等級(jí),排在前面的級(jí)數(shù)較排在前面的級(jí)數(shù)較高高.其中一級(jí)其中一級(jí)(A、a級(jí)級(jí))對(duì)應(yīng)于耐久性正常狀態(tài)對(duì)應(yīng)于耐久性正常狀態(tài),二級(jí)二級(jí)(B、b級(jí)級(jí))對(duì)應(yīng)于耐久性基本正常狀態(tài)對(duì)應(yīng)于耐久性基本正常狀態(tài),三級(jí)三級(jí)(C、c級(jí)級(jí))處于處于耐久性基本正常狀態(tài)與正常使用耐久性極限狀態(tài)之耐久性基本正常狀態(tài)與正常使用耐久性極限狀態(tài)之間間,四級(jí)四級(jí)(D、d級(jí)級(jí))處于正常使用耐久性極限狀態(tài)與承處于正常使用耐久性極限狀態(tài)與承載力耐久性極限狀態(tài)之間載力耐久性極限狀態(tài)之間

8、,五級(jí)五級(jí)(E、e)對(duì)應(yīng)于耐久性對(duì)應(yīng)于耐久性危險(xiǎn)狀態(tài)危險(xiǎn)狀態(tài).4 4、混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估耐久性評(píng)估及流程及流程4.1 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估耐久性考核指標(biāo)很多，此處列舉耐久性考核指標(biāo)很多，此處列舉11項(xiàng)：堿骨料反項(xiàng)：堿骨料反應(yīng)、混凝土碳化、氯離子侵蝕、硫酸根侵蝕、銨根侵應(yīng)、混凝土碳化、氯離子侵蝕、硫酸根侵蝕、銨根侵蝕、地下水中蝕、地下水中CO2侵蝕、干濕交替、溫濕度、風(fēng)蝕作侵蝕、干濕交替、溫濕度、風(fēng)蝕作用、水蝕作用、凍融循環(huán)用、水蝕作用、凍融循環(huán),這些指標(biāo)基本包括了不同環(huán)這些指標(biāo)基本包括了不同環(huán)境作用所導(dǎo)致的構(gòu)件耐久性損傷影響境作用所導(dǎo)致的構(gòu)件耐久性損傷影響.其中堿骨料反應(yīng)其中堿骨

9、料反應(yīng)采用堿骨料反應(yīng)發(fā)生的可能性這一定性指標(biāo)來(lái)考核采用堿骨料反應(yīng)發(fā)生的可能性這一定性指標(biāo)來(lái)考核. 混凝土碳化 采用碳化程度與碳化速度兩個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)采用碳化程度與碳化速度兩個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià).其中其中,碳碳化程度用碳化深度與混凝土保護(hù)層厚度之比化程度用碳化深度與混凝土保護(hù)層厚度之比co評(píng)價(jià)評(píng)價(jià),混凝土碳化速度混凝土碳化速度Vcos按下式計(jì)算按下式計(jì)算: 式中式中:t為評(píng)估時(shí)構(gòu)件已使用年限為評(píng)估時(shí)構(gòu)件已使用年限,T為橋梁設(shè)計(jì)使用年為橋梁設(shè)計(jì)使用年限限. 氯離子侵蝕采用混凝土中的氯離子質(zhì)量參數(shù)來(lái)考核采用混凝土中的氯離子質(zhì)量參數(shù)來(lái)考核,即即式中式中:mCl-為單方混凝土中氯離子的質(zhì)量為單方混凝土中氯離子的質(zhì)量(

10、kg),mce為為單方混凝土中膠凝材料的質(zhì)量單方混凝土中膠凝材料的質(zhì)量(kg). 硫酸根、銨根與水中CO2侵蝕硫酸根、銨根與水中硫酸根、銨根與水中CO2侵蝕主要針對(duì)侵蝕主要針對(duì)處于土壤與地下水環(huán)境的構(gòu)件設(shè)置處于土壤與地下水環(huán)境的構(gòu)件設(shè)置,參照歐洲參照歐洲混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范采用混凝土中硫酸根和混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范采用混凝土中硫酸根和銨根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與水中銨根的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與水中CO2濃度來(lái)考核濃度來(lái)考核,溫度溫度采用年平均氣溫來(lái)評(píng)價(jià)采用年平均氣溫來(lái)評(píng)價(jià),濕度采用年平均濕度濕度采用年平均濕度來(lái)評(píng)價(jià)來(lái)評(píng)價(jià). 材料劣化度用于考核鋼筋混凝土構(gòu)件材料的劣化狀況用于考核鋼筋混凝土構(gòu)件材料的劣化狀況,包括劣化包括

11、劣化程度與劣化速度程度與劣化速度.其中其中,鋼筋銹蝕速度鋼筋銹蝕速度Vd按下列公式計(jì)按下列公式計(jì)算算:式中式中:A0為鋼筋原始截面面積為鋼筋原始截面面積(mm2),At為評(píng)估時(shí)為評(píng)估時(shí)鋼筋截面面積鋼筋截面面積(mm2). 混凝土強(qiáng)度衰減混凝土強(qiáng)度衰減程度用混凝土立方體抗壓強(qiáng)度降低系混凝土強(qiáng)度衰減程度用混凝土立方體抗壓強(qiáng)度降低系數(shù)數(shù)c c評(píng)價(jià)評(píng)價(jià). .式中式中:R:Rdesdes為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度(M Pa),R(M Pa),Ractact為評(píng)估時(shí)混凝為評(píng)估時(shí)混凝土實(shí)際強(qiáng)度土實(shí)際強(qiáng)度(M Pa).(M Pa).混凝土強(qiáng)度衰減速度按下式計(jì)算混凝土強(qiáng)度衰減速度按下式計(jì)算: : 其他指標(biāo)

12、 借鑒工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)借鑒工業(yè)廠房可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn),可靠性程度可靠性程度采用了承載能力、撓度、裂縫寬度、構(gòu)造和連采用了承載能力、撓度、裂縫寬度、構(gòu)造和連接接4個(gè)考核指標(biāo)個(gè)考核指標(biāo);外觀情況則借鑒公路橋涵養(yǎng)護(hù)外觀情況則借鑒公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范采用了風(fēng)化、橫移或外傾、剝落、露筋、規(guī)范采用了風(fēng)化、橫移或外傾、剝落、露筋、銹蝕等銹蝕等5個(gè)考核指標(biāo)個(gè)考核指標(biāo).4.2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估流程對(duì)對(duì)某一具體的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行評(píng)估大致要經(jīng)某一具體的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行評(píng)估大致要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段過(guò)以下幾個(gè)階段:1)初步調(diào)查初步調(diào)查,包括收集該結(jié)構(gòu)圖紙資料、包括收集該結(jié)構(gòu)圖紙資料、了解結(jié)構(gòu)歷史、查看現(xiàn)場(chǎng)、制定詳細(xì)調(diào)查計(jì)劃等了解結(jié)構(gòu)歷史、查看現(xiàn)場(chǎng)、制定詳細(xì)調(diào)查計(jì)劃等;2)詳細(xì)詳細(xì)調(diào)查調(diào)查,包括此結(jié)構(gòu)構(gòu)成包括此結(jié)構(gòu)構(gòu)成,結(jié)構(gòu)基本情況勘察、結(jié)構(gòu)使用條件結(jié)構(gòu)基本情況勘察、結(jié)構(gòu)使用條件調(diào)查、結(jié)構(gòu)使用史調(diào)查、結(jié)構(gòu)使用史(含荷載史含荷