地下工程结构混凝土耐久性研究和探究

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1、地下工程结构混凝土耐久性研究和探究【摘要】地下工程结构混凝土的作用巨大，但是，混凝土的特性又使得我们要不断的提高其耐久性，对于耐久性的问题，我们首先要分析其特性，然后再提出有针对性的措施。本文将从以下几个方面来分析【关键词】地下工程；混凝土；耐久性；分析中图分类号：TU375文献标识码：A一、前言地下工程的混凝土施工和地面工程有所不同，这就使得混凝土的耐久度需要经受更大的考验，研究使用何种施工方式来提高混凝土耐久度是很有意义的。二、地下结构耐久性研究概况国内外对混凝土材料的耐久性已有了较长时间的研究，在理论和实

2、践两方面均取得了很多有价值的成果，如混凝土碳化、氯离子侵蚀、钢筋锈蚀等方面，但该类成果主要集中在地面混凝土结构及海港、水工结构方面，而针对地下结构耐久性的研究文献却较少。20世纪60年代以来，美国、法国、德国等国为提高地下管道、停车场、料储藏库的耐久性而进行了一系列的研究工作，主要集中在材料性能和构造措方面。1984年Clarke和William研究超细微耐久性混凝土在地下工程的应用。1986年日本研究开发港口、码头用高性能水泥混凝土，并于1994年寻求建立地下混凝土结构的水密性（抗渗性）耐久性评价模式o198

3、7年Escalante对土壤中钢筋腐蚀进行了测试研究。在地下侵蚀性环境中混凝土材料耐久性试验方面，美、英、韩等国也做了相应的研究工作。日本曾建立雨水渗流系统对地下管线、U型沟、路基等的渗透性进行了20年的观察研究。我国土壤腐蚀试验研究工作开始于1958年，在国家科委领导下，于1959年至1964年期间，在全国各类土壤中建立一批研究混凝土及钢筋混凝土材料腐蚀情况的试验站。“七五”期间，全国土壤腐蚀网站分别在沿海地区、酸性土壤地区和西部地区建立了一批新的试验站，"九五”期间又在一些典型严酷土壤中新建一批重点实验站。

4、通过分期开挖和分析研究，取得了宝贵的腐蚀数据，了解了重要的腐蚀规律。1994年关宝树、高波总结了日本在隧道剩余寿命研究中引入'‘健康度”的概念及方法，以及美国在工程结构损伤评估中引入“结构损伤度”的概念。但这种'‘健康度”或“损伤度”是以隧道破坏、劣化现象的严重程度进行等级划分作为评定依据的，具有一定的粗糙性和主观性，有待进一步完善。1999年，蔺安林等进行了地铁杂散电流对混凝土中钢筋的腐蚀及混凝土强度影响的试验研究。同年周晓军等根据地铁杂散电流分布对地铁衬砌耐久性进行了探讨。2002年同济大学刘宗光对软土地层

5、中钢筋混凝土排水管道结构的耐久性进行了研究，重点讨论了各因素对耐久性的影响，并对上海市排水管道耐久性进行了评估。2003年李永和提出了钢筋锈蚀性状和裂纹扩展轨迹。2004年同济大学黄慷对水底盾构隧道结构的耐久性问题进行了研究，并提出了对策。2006年在中国同济大学召开"首届地下结构服务寿命国际专题研讨会”，孙钧对海底隧道耐久性及服务寿命设计预测进行了研究，提出了进行耐久性设计和试验的新方法。目前，上部结构的耐久性问题已经在材料、构件和结构3个层次上展开，而且很多成果已经得到了实际应用。但国内外对地下结构耐久性的

6、研究，多数是按照上部结构耐久性研究的思路进行，研究过程中只考虑了地下结构内部（大气环境）耐久性劣化状况，而很少研究结构接触土壤和地下水一侧的耐久性劣化状况。因此，地下环境因素对混凝土结构的侵蚀将成为日后研究的一项重要工作。三、混凝土耐久性的概述1、混凝土耐久性概念混凝土的耐久性指的是混凝土在设计年限内抵抗各种破坏因素的能力，并能使其体积的稳定性和良好的使用性能得到长期的保持，进而保持混凝土外观的整体性和结构安全的能力。2、混凝土耐久性的主要内容混凝土自身质量、安全使用期和环境介质的侵蚀作用是混凝耐久性的主要的三

7、个方面。根据建筑物的性质，混凝土安全使用期一般在五十年到一百年之间。而影响混凝土的使用年限的因素中就有环境介质的侵蚀，介质包括化学、物理、气体、水溶液和大气等的侵蚀作用，也包括钢筋锈蚀、混凝土碳化、固体的碰撞磨损、气蚀和高速流水冲刷等。混凝土以自身质量依据，钢筋混凝土有无裂缝、充分湿养护、低水灰比、振捣密实等，其耐久性较高。3、混凝土耐久性的重要性在工程建设中，混凝土的耐久性具有重大的意义。如果混凝土的耐久性不足就会使混凝土的性能下降，给工程的建设带来严重的后果，进而带来不利的经济效益和社会效益。目前在我国社会

8、经济飞速发展的形势下，扩大了其基础设施建设工程的规模，一旦工程进入维修期，就需要巨大的重建费用和维修费用。因此，混凝土耐久性的提高，具有促使工程重建费用和维修费用降低的重要作用。四、工程条件对结构耐久性的影响分析1、工程地质条件。在软土地层中修建隧道，无论在施工期间和隧道建成后的耐久性都与地质有着不可分割的关系。土层从上至下往往会出现欠固结、正常固结、超固结（主要在⑥层以下）。如果是欠