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混凝土结构耐久性的定义及三要素

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:CEB-FIP模式规范[1-1]中关于混凝土结构耐久性的描述是“混凝土结构应该按以下方法进行设计、建设和使用:在规定的环境影响下,在规定的时间内结构保持其安全性、适用性和可接受的外观,而不需要额外的保养和维修费用”。在DuraCrete的最终报告[1-2]中,为混凝土结构耐久性的定量设计引入了使用年限的概念,并采用了上述CEB-FIP模式规范的定义。这个混凝土结构耐久性的定义实际上包含了三个基本要素。

混凝土结构耐久性的定义及三要素

CEB-FIP模式规范[1-1]中关于混凝土结构耐久性的描述是“混凝土结构应该按以下方法进行设计、建设和使用:在规定的环境影响下,在规定的时间内结构保持其安全性、适用性和可接受的外观,而不需要额外的保养和维修费用”。在DuraCrete的最终报告[1-2]中,为混凝土结构耐久性的定量设计引入了使用年限的概念,并采用了上述CEB-FIP模式规范的定义。

而在国内第一本混凝土结构耐久性方面的专著[1-3,1-4]中对混凝土结构耐久性做出了下列定义:混凝土结构耐久性是指混凝土结构及其构件在可预见的工作环境及材料内部因素的作用下,在预期的使用年限内抵抗大气影响、化学侵蚀和其他劣化过程,而不需要花费大量资金维修,也能保持其安全性和适用性的功能。

这个混凝土结构耐久性的定义实际上包含了三个基本要素。

(1)环境要素:结构处于某一特定环境(包括自然环境、使用环境)中,并受其侵蚀作用。定义中的工作环境及材料内部因素的作用指的是物理或化学作用。根据结构工作环境情况、破损机理、形态以及国内各行业传统经验,可将混凝土结构的工作环境分成6大类[1-5]:①大气环境;②土壤环境;③海洋环境;④受环境水影响的环境;⑤化学物质侵蚀环境;⑥特殊工作环境。(www.xing528.com)

(2)功能要素:结构的耐久性是一个结构多种功能(安全性、适用性等)与使用时间相关联的多维空间函数[1-6],既涉及结构的承载能力,又涉及结构的正常使用以及维修等。

(3)经济要素:结构在正常使用过程(即设计要求的自然物理剩余寿命)中不需要大修。耐久性的经济性体现在以较小的维修成本达到混凝土结构基本功能的要求,若业主要求延长结构使用寿命时,通过适当的维修成本就可达到目的。

混凝土结构产生耐久性失效是由于混凝土或钢筋的材料物理、化学性质及几何尺寸变化,继而引起混凝土构件外观变化,不能满足正常使用的要求,导致承载能力退化,最终影响整个结构的安全。在混凝土结构的建造、使用和老化的结构生命全过程中,混凝土碳化、氯化物侵蚀引起的钢筋锈蚀、冻融侵蚀、硫酸盐侵蚀、碱集料反应等都会引起混凝土结构耐久性失效。

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