既有钢筋混凝土结构耐久性评定及意义

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1、既有钢筋混凝土结构耐久性评定的意义近几十年来，混凝土技术有了长足的进展，涌现出高强混凝土、高性能混凝土、自密实混凝土、活性粉末混凝土等一系列新品种，应用范围不断拓宽，成为20世纪基础设施建设的主要建筑材料，也是当今世界除水以外人均消耗量最大的物质，全球混凝土的年消耗量己从20世纪60年代初的人均1吨增加到80年代初的人均1.5吨，目前已增加到近2吨。我国水泥的年产量目前已飞速增长到7亿吨，可以配置混凝土达23亿立方米，年人均近4吨，并将继续上升。混凝土材料以其较强的适应性和低廉的造价而成为土木工程中用量最多的材料。钢筋混凝土结构已成为一种主要结构形式，在土木工程中得到了广泛的应用。但是，由于

2、不良的使用条件(海洋与工业环境)、环境污染(CO2浓度增加与酸雨)、不当的使用方法(公路与桥梁路面撒除冰盐)等的影响，造成混凝土结构性能的衰退，严重危害结构的可靠性和安全性，工程实践已说明大量混凝土结构提前失效主要源于混凝土结构耐久性的不足。Mehta在1997年曾说过：“本世纪30年代，当混凝土结构开始大力兴建时，人们普遍认为建筑物的设计使用寿命为40~50年，基本上无须维护，还绰绰有余。直到70年代，混凝土过早劣化的现象仍被看作是例外，认为它们是由于规范问题或材料和施工不当所引起”。混凝土耐久性问题在美国引起轰动，是由1987年国家材料顾问委员会提交的报告所导致的。该报告报道，大约253

3、000座混凝土桥梁的桥面板中，部分仅使用不到20年就已经不同程度地破坏，而且每年还将增加35000座。同年Litvan和BICkley发表了有关加拿大停车场的检测报告，他们发现大量停车场在远比预计服务寿命早的时间里出现破坏现象。Gerick、Khanna、Shayan和Quiek等人分别报道了一些国家的海底隧道、海洋桩基和铁路轨枕过早出现严重劣化的现象，而调查表明:这些建筑物的设计、施工与材料都符合现代技术发展水平。因此，一些问题就值得我们深思：为什么根据标准及规范建造的许多建筑物，在未达到预计的使用寿命之前就会破坏？换句话说，如果我们的结构设计、施工实践和材料标准都符合要求，为何还面临如此

4、众多的耐久性问题?此外，混凝土技术的进展是否与结构耐久性问题存在某种联系?虽然混凝土结构具有寿命长和较长时间无需维护的特点，但任何结构在长期的自然环境和使用环境的双重作用下，其功能将逐步衰减，这是一个不可逆的客观规律。混凝土结构在外部因素及其自身内在因素作用下，其安全性和使用功能都将有所下降。因此，对混凝土结构物进行科学的耐久性评定和剩余使用寿命的预测，就显得极为重要，它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。1.1混凝土结构耐久性评定方法研究的意义混凝土老化病害将直接影响结构的正常使用，严重的甚至威胁到结构的安全。如果不及时

5、采取相应的措施对建筑物进行加固!维修，建筑物将由于不能满足正常使用和承载力的要求而提前终止使用，甚至倒塌而引发惨重的人员伤亡。20世纪70年代，美国等一些发达国家发现，20世纪50年代以后修建的混凝土结构的基础设施，尤其是桥面板这类工作环境较为恶劣的结构，过早出现了病害、开裂、甚至严重损坏的现象。据美国报道，仅就桥梁而言，57.5万座钢筋混凝土桥中，一半以上出现钢筋腐蚀破坏，40%承载力不足需要修复加固处理。美国于30年代建造的俄勒冈州Alsea海湾多拱大桥，施工质量良好，但由于钢筋腐蚀而引起结构破坏，用传统的局部修补方法修补腐蚀处后不久，在修补处的附近钢筋又加剧腐蚀，不得不拆除、更换。美国

6、旧金山海湾上第一座跨海湾的SanMateo-Hayward大桥、Hood航道桥东半部以及瑞典的Oland桥也出现了类似的情况。美国标准局(NBS)1975年的调查表明，美国全年因各种腐蚀造成的损失为700多亿美元，其中混凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占40%。在美国洲际公路网五十六万座桥中，处于严重失效的就有九万座，仅1969年一年用于修复因钢筋锈蚀而损坏公路桥面板的费用就高达26亿美元，1978年增至63亿美元。美国材料咨询委员会(NMAB)1987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

7、资910亿美元。位于华盛顿的林肯纪念馆、杰佛逊纪念馆及位于印第安纳洲的GeorgeRogersClark纪念馆建成后不久就发现有梁板钢筋锈蚀。混凝土保护层胀裂甚至脱落等现象。日本运输省检查103座混凝土码头状况，发现使用20年以上的码头，都有相当大的钢筋锈裂。日本目前每年仅用于房屋结构维修的费用即达400亿日元，大约有21.4%的钢筋混凝土结构损坏是因钢筋锈蚀引起的。著名的新干线使用不到10年，就出现大面积混