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混凝土是世界上最大宗的建筑材料，它被廣泛地應(yīng)用于公路、橋梁、機(jī)場(chǎng)、軌道交通、水利設(shè)施、海洋工程等領(lǐng)域。在被混凝土應(yīng)用于建筑工程 150年的實(shí)踐中，人們一直認(rèn)為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齡的混凝土知名大廈和工業(yè)構(gòu)筑物，至今仍然完好并為人們正常使用，更加深了人們印象中混凝土“堅(jiān)不可摧”的特性。
殊不知在自然環(huán)境和長(zhǎng)期存在的力學(xué)荷載的雙重考驗(yàn)之下，混凝土材料并沒(méi)有當(dāng)初設(shè)想得那樣耐久，混 凝土大面積開裂，表面剝落、保護(hù)層開裂、鋼筋生銹……曾經(jīng)的堅(jiān)不可摧的工程變得千蒼百孔，面目所非，短命的混凝土橋梁、樓宇、工業(yè)構(gòu)筑物不斷地進(jìn)入人們的視野，混凝土也是有使用壽命的！
其實(shí)，結(jié)構(gòu)使用壽命的長(zhǎng)短是由其建筑材料的壽命決定的。混凝土的使用壽命，關(guān)鍵在于混凝土的耐久性。
目前，我國(guó)大多數(shù)土建結(jié)構(gòu)由混凝土建造。但在我國(guó)土建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工規(guī)范，重點(diǎn)仍放在各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，而對(duì)環(huán)境因素作用（ 如干濕、凍融等大氣侵蝕以及工程周圍水、土中有害化學(xué)介質(zhì)侵蝕 ） 下的耐久性要求則相對(duì)考慮較少。混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕或混凝土腐蝕導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全事故，其嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)過(guò)于因結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力安全水準(zhǔn)設(shè)置偏低所帶來(lái)的危害，已成為實(shí)際工程中的重要問(wèn)題。
提高混凝土耐久性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命，減少修復(fù)工作量，不僅是為了解決實(shí)際工程問(wèn)題，而且對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益具有不言而喻的意義。
我國(guó)對(duì)混凝土耐久性的研究在近 20 年來(lái)取得了豐富成果和巨大進(jìn)步，編制了多部耐久性規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，在重大工程的建設(shè)中已經(jīng)充分貫徹了混凝土耐久性設(shè)計(jì)理念，比如長(zhǎng)江三峽 水利工程、青藏鐵路格拉段、杭州灣跨 海 大 橋、 南水北調(diào)中線 工程等等。可以說(shuō)，重視混凝土耐久性不僅成為共識(shí)，而且滲透到工程建設(shè)的各個(gè)階段和層次，這對(duì)我國(guó)混凝土耐久性的研究和應(yīng)用及混凝土技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展而言是邁出的堅(jiān)實(shí)而有力的一步，本期專題，讓我們一起關(guān)注鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究——提高混凝土耐久性，為百年工程護(hù)航！
數(shù)說(shuō)混凝土腐蝕
混凝土腐蝕事故鏡鑒錄
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美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）1975 年的調(diào)查表明，美國(guó)每年因腐蝕造成的各種損失為 700 多億美元，其中混凝土中鋼筋銹蝕造成的損失約占 40%,就橋梁而言 ,57.5 萬(wàn)座鋼筋混凝土橋梁中，一半以上出現(xiàn)腐蝕破壞，40% 承載力不足，必須修復(fù)與加固處理。腐蝕破壞的修復(fù)費(fèi)，1998 年度就需要 2500 億美元，其中橋梁修復(fù)費(fèi)為 1550 億美元（是這些橋初建費(fèi)用的 4 倍 ）。
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我國(guó)二十世紀(jì) 60 年代曾對(duì)華南、華東地區(qū)沿海 27 座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查表明 , 因鋼筋銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞的 74%, 第四航務(wù)工程局科研所對(duì)我國(guó)華南 18 座使用 7 ～ 25 年的鋼筋混凝土海港碼頭的調(diào)查結(jié)果 , 發(fā)現(xiàn) 89% 的碼頭出現(xiàn)鋼筋銹蝕，只有兩座水灰比較低的碼頭尚基本完好。
對(duì)于混凝土你那些不知道的事兒
混凝土的耐久性解讀
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混凝土產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)原材料工業(yè)，既承擔(dān)著自身發(fā)展中的基本減排，為國(guó)計(jì)民生和生態(tài)文明建設(shè)提供材料支撐的使命，還肩負(fù)著對(duì)“固體排泄物”和“建筑垃圾綜合利用”的重任。
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混凝土開裂是土木建設(shè)工程的通病。當(dāng)前，現(xiàn)代混凝土由于高效減水劑發(fā)展和廣泛使用而帶來(lái)根本性變化，但同時(shí)也增加了現(xiàn)代混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等環(huán)節(jié)對(duì)現(xiàn)代混凝土的認(rèn)識(shí)不夠，泵送混凝土施工工藝的發(fā)展也使得混凝土裂縫控制的技術(shù)難度大大增加。隨著工程建設(shè)模式的改變，過(guò)度追求工程進(jìn)度不僅造成混凝土得不到充分養(yǎng)護(hù)，同時(shí)勢(shì)必導(dǎo)致混凝土追求高早強(qiáng)。那么，裂縫是如何一步一步的影響和摧毀混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性呢？
圖解混凝土與水泥制品行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃
九大任務(wù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略、加快材料技術(shù)創(chuàng)新、推動(dòng)綠色低碳發(fā)展、推動(dòng)重大裝備創(chuàng)新、推動(dòng)商業(yè)模式創(chuàng)新、開啟智能制造模式、全面提升質(zhì)量品牌、參與國(guó)際產(chǎn)能合作。
四大工程為實(shí)現(xiàn)重大材料、產(chǎn)品和裝備技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)，加快行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新發(fā)展，在“十三五”期間，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，龍頭企業(yè)為主體，政產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，組織實(shí)施若干重大工程，到“十三五”末，全行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的投入占銷售收入比重達(dá)到 1% 左右。
業(yè)界視點(diǎn) 更多
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荀武舉： 混凝土研發(fā)與防護(hù)并進(jìn) 讓工程建筑具備鋼筋鐵骨
荀武舉，男，高級(jí)工程師，2001 畢業(yè)于大連理工大學(xué)高分子材料專業(yè)，從事建筑材料專業(yè)技術(shù)工作 15 年，近五年來(lái)，主要從事建筑材料研發(fā)、生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)工作，先后主持或以技術(shù)骨干承擔(dān)國(guó)家、省、市項(xiàng)目二十余項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目5 項(xiàng)，大連市項(xiàng)目 16 項(xiàng)。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利 8 項(xiàng)，取得授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利 2 項(xiàng)，實(shí)用新型專利 1 項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)重要刊物發(fā)表論文10余篇。
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周勝軍：加強(qiáng)混凝土耐久性研究 實(shí)現(xiàn)綠色持續(xù)發(fā)展
目前，土建工程界人士普遍最關(guān)心的問(wèn)題是混凝土耐久性設(shè)計(jì)方面的科學(xué)研究和工程實(shí)踐的最新進(jìn)展?fàn)顩r如何？國(guó)際和國(guó)內(nèi)工程建設(shè)中的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)及裂縫控制相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的有哪些關(guān)鍵技術(shù)？為此，記者邀請(qǐng)到澳大利亞ZCCPL 首席顧問(wèn)，中國(guó)三峽大學(xué)周勝軍教授做相關(guān)方面的精彩解讀。
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魏英華：做好跨海工程的“保健” 為其延年益壽
研究橋梁防腐新技術(shù)是時(shí)代的要求，是保障橋梁耐久性的重要前提，也是緊迫任務(wù)。為了了解大型的海洋橋梁的腐蝕防護(hù)的發(fā)展情況，本科記者采訪了中國(guó)科學(xué)院金屬研究副研究員魏英華博士，請(qǐng)他給我們做相關(guān)方面的精彩解讀。
提高混凝土耐久性之面面觀
青島海灣大橋地處膠州灣，是我國(guó)北方冰凍海域第一座特大型橋梁集群工程，是青島市交通規(guī)劃中東西岸跨海通道的“一路、一橋、一隧”中的一橋，也是國(guó)家高速公路網(wǎng)青島至蘭州高速公路的起點(diǎn)段。該工程是我國(guó)目前企業(yè)投資建設(shè)最大規(guī)模的交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。
該地區(qū)氣候環(huán)境特點(diǎn)可以概括為熱豐、雨富、光足，大氣中含有大量的鹽分及 SO 2 ，近岸海域污染較為嚴(yán)重；降水中主要酸性污染物質(zhì)是 SO 4 2- 和NO 3- ，污染正在逐年加重，酸雨污染的形勢(shì)十分嚴(yán)峻。這樣的氣候、環(huán)境特點(diǎn)對(duì)鋼鐵和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕都是十分嚴(yán)重的，對(duì)如何進(jìn)行橋梁長(zhǎng)效防護(hù)的問(wèn)題提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
未來(lái)展望
我們常說(shuō)，置身于鋼筋混凝土的城市“森林”中，高樓林立的城市“森林”離不開混凝土。未來(lái)，不管是繼續(xù)不斷創(chuàng)造高樓之最還是往地下延伸，混凝土耐久性的研究事關(guān)“森林”的堅(jiān)固，體現(xiàn)的是建筑的品質(zhì)。提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，才能保證我國(guó)建筑事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
在我國(guó)，伴隨著對(duì)混凝土耐久性研究的不斷深入，研究?jī)?nèi)容正在從構(gòu)件，結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域拓展到層次性，對(duì)技術(shù)的研究也在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上從定性分析逐漸向定量計(jì)算方向轉(zhuǎn)變。同時(shí)在各個(gè)國(guó)家比較先進(jìn)理論的學(xué)習(xí)和交流中，我國(guó)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究有了很大的進(jìn)步和突破，也得到了極大的提升。雖然我國(guó)在混凝土耐久性研究領(lǐng)域取得了較大的進(jìn)步，但與其他發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)檢測(cè)技術(shù)手段仍存在著效率低，準(zhǔn)確性不足等問(wèn)題，為了進(jìn)一步提高我國(guó)混凝土耐久性研究技術(shù)水平，研究者還應(yīng)在技術(shù)研究的同時(shí)，更加注重建筑工程的實(shí)際施工情況，并從施工實(shí)際出發(fā)，更為切實(shí)地提高混凝土建筑的耐久性！