混凝土建筑物的現(xiàn)狀堪憂，高性能混凝土亟待普遍應(yīng)用
1、混凝土建筑物的現(xiàn)狀堪憂
水泥混凝土從問世以來，經(jīng)歷了低強度、中等強度、高強度乃至超高強度的發(fā)展歷程，似乎人們總是樂于追求強度的不斷提高。但是近四五十年以來，混凝土結(jié)構(gòu)物因材質(zhì)劣化，造成過早失效以致破壞崩塌的事故在國內(nèi)外卻屢見鮮，并有愈演愈烈之勢。
日本目前每年僅用于房屋結(jié)構(gòu)維修的費用即達400億日元以上，日本引以自豪的新干線使用不到10年就出現(xiàn)面積混凝土開裂、剝蝕現(xiàn)象。我國已建的一些工程也有類似令人堪憂的狀況， 有不少混凝土工程使用壽命遠低于設(shè)計要求。1989年， 建設(shè)部科技發(fā)展司組織調(diào)查組對北京、西寧、貴陽等地的一些建筑物進行了調(diào)查， 結(jié)果表明， 建國初期的建筑均已達到必須大修的狀態(tài)， 現(xiàn)有大多數(shù)工業(yè)建筑不能滿足安全使用50年的要求， 一般使用25年～30年就需大修和加固。
我國在20世紀(jì)50年代興建的大壩有許多已經(jīng)成為陷入危境的病壩。1985年水電部調(diào)查報告明：我國水工混凝土的凍融破壞在三北地區(qū)的工程中占100%， 這些大型混凝土工程一般運行也就30年左右， 甚至不到20年。港口碼頭工程， 特別是接觸海水工程， 其受凍破壞的現(xiàn)象更為嚴重， 破壞的結(jié)構(gòu)主要是防波、胸墻、碼頭、棧橋等。
地處寒冷地區(qū)的水電站、工業(yè)廠房、鐵道橋涵、交通部門的混凝土路面、橋梁及市政工程的混凝土， 接觸雨水、蒸汽的部分， 排水系統(tǒng)及受滲透水作用的部分， 都受到了凍融破壞。
高等級水泥混凝土道路設(shè)計耐久壽命一般為30～50年，而實際上我國現(xiàn)有很多水泥混凝土路面在通車5～10年后，就出現(xiàn)嚴重的斷裂和破損，不適合繼續(xù)行車，造成資源、能源及建設(shè)費用的極大浪費。
據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有建筑面積50億m2， 其中約23億m2 需分期分批進行鑒定加固， 近10億m2 急需維修加固。這些混凝土工程的過早破壞，其原因不是由于強度不足，而是由于混凝土耐久性的不良。建筑物的使用壽命涉及我們經(jīng)常高呼的百年大計，在建筑上普遍應(yīng)用高性能、高耐久性的混凝土已是非常必要。
2、高性能混凝土的基本特征參數(shù)
就混凝土的設(shè)計、檢驗、質(zhì)量控制、工程應(yīng)用，我國制定了一系列的國標(biāo)、規(guī)程或規(guī)范，如《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ55-2011）》、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范（GB50476-2008）》、《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50082-2009）》、《混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JGJ/T 193-2009）》、《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50080-2002）》、《普通混泥土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50081-2002）》、高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（CECS207：2006）》、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)（CECS 220 2007）》，為確?；炷临|(zhì)量控制打下了堅實的基礎(chǔ)。
對于混凝土的耐久性，在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2011)》中，明確了混凝土結(jié)構(gòu)50年、100年服役壽命對混凝土的要求，包括：規(guī)定了環(huán)境類別、鋼筋的混凝土保護層厚度、耐久性設(shè)計要求等指標(biāo)，詳見下表，表1為混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別，表2為設(shè)計壽命100年混凝土耐久性要求更嚴格。
表1 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別
表2 結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐久性基本要求
1、混凝土建筑物的現(xiàn)狀堪憂
水泥混凝土從問世以來，經(jīng)歷了低強度、中等強度、高強度乃至超高強度的發(fā)展歷程，似乎人們總是樂于追求強度的不斷提高。但是近四五十年以來，混凝土結(jié)構(gòu)物因材質(zhì)劣化，造成過早失效以致破壞崩塌的事故在國內(nèi)外卻屢見鮮，并有愈演愈烈之勢。
日本目前每年僅用于房屋結(jié)構(gòu)維修的費用即達400億日元以上，日本引以自豪的新干線使用不到10年就出現(xiàn)面積混凝土開裂、剝蝕現(xiàn)象。我國已建的一些工程也有類似令人堪憂的狀況， 有不少混凝土工程使用壽命遠低于設(shè)計要求。1989年， 建設(shè)部科技發(fā)展司組織調(diào)查組對北京、西寧、貴陽等地的一些建筑物進行了調(diào)查， 結(jié)果表明， 建國初期的建筑均已達到必須大修的狀態(tài)， 現(xiàn)有大多數(shù)工業(yè)建筑不能滿足安全使用50年的要求， 一般使用25年～30年就需大修和加固。
我國在20世紀(jì)50年代興建的大壩有許多已經(jīng)成為陷入危境的病壩。1985年水電部調(diào)查報告明：我國水工混凝土的凍融破壞在三北地區(qū)的工程中占100%， 這些大型混凝土工程一般運行也就30年左右， 甚至不到20年。港口碼頭工程， 特別是接觸海水工程， 其受凍破壞的現(xiàn)象更為嚴重， 破壞的結(jié)構(gòu)主要是防波、胸墻、碼頭、棧橋等。
地處寒冷地區(qū)的水電站、工業(yè)廠房、鐵道橋涵、交通部門的混凝土路面、橋梁及市政工程的混凝土， 接觸雨水、蒸汽的部分， 排水系統(tǒng)及受滲透水作用的部分， 都受到了凍融破壞。
高等級水泥混凝土道路設(shè)計耐久壽命一般為30～50年，而實際上我國現(xiàn)有很多水泥混凝土路面在通車5～10年后，就出現(xiàn)嚴重的斷裂和破損，不適合繼續(xù)行車，造成資源、能源及建設(shè)費用的極大浪費。
據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有建筑面積50億m2， 其中約23億m2 需分期分批進行鑒定加固， 近10億m2 急需維修加固。這些混凝土工程的過早破壞，其原因不是由于強度不足，而是由于混凝土耐久性的不良。建筑物的使用壽命涉及我們經(jīng)常高呼的百年大計，在建筑上普遍應(yīng)用高性能、高耐久性的混凝土已是非常必要。
2、高性能混凝土的基本特征參數(shù)
就混凝土的設(shè)計、檢驗、質(zhì)量控制、工程應(yīng)用，我國制定了一系列的國標(biāo)、規(guī)程或規(guī)范，如《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程（JGJ55-2011）》、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范（GB50476-2008）》、《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50082-2009）》、《混凝土耐久性檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JGJ/T 193-2009）》、《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50080-2002）》、《普通混泥土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 50081-2002）》、高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（CECS207：2006）》、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)（CECS 220 2007）》，為確?；炷临|(zhì)量控制打下了堅實的基礎(chǔ)。
對于混凝土的耐久性，在《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2011)》中，明確了混凝土結(jié)構(gòu)50年、100年服役壽命對混凝土的要求，包括：規(guī)定了環(huán)境類別、鋼筋的混凝土保護層厚度、耐久性設(shè)計要求等指標(biāo)，詳見下表，表1為混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別，表2為設(shè)計壽命100年混凝土耐久性要求更嚴格。
表1 混凝土結(jié)構(gòu)的環(huán)境類別
環(huán)境類別 |
條件 |
一 |
室內(nèi)干燥環(huán)境；
無侵蝕性靜水浸沒環(huán)境 |
二a |
室內(nèi)潮濕環(huán)境；
非嚴寒和非寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；
非嚴寒和非寒冷地區(qū)與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境；
嚴寒和寒冷地區(qū)的冰凍線以下與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 |
二b |
干濕交替環(huán)境；
水位頻繁變動環(huán)境；
嚴寒和寒冷地區(qū)的露天環(huán)境；
嚴寒和寒冷地區(qū)冰凍線以上與無侵蝕性的水或土壤直接接觸的環(huán)境 |
三a |
嚴寒和寒冷地區(qū)冬季水位變動區(qū)環(huán)境；
受除冰鹽影響環(huán)境；
海風(fēng)環(huán)境 |
三b |
鹽漬土環(huán)境；
受除冰鹽作用環(huán)境；
海岸環(huán)境 |
四 |
海水環(huán)境 |
五 |
受人為或自然的侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境 |
表2 結(jié)構(gòu)混凝土材料的耐久性基本要求
環(huán)境等級 |
最大水膠比 |
最低強度等級 |
最大氯離子含量（%） |
最大堿含量（kg/m3） |
一 |
0.60 |
C20 |
0.30 |
不限制 |
二a |
0.55 |
C25 |
0.20 |
3.0 |
二b |
0.50（0.55） |
C30（c25） |
0.15 | |
三a |
0.45（0.50） |
C35（c30） |
0.15 | |
三b |
0.40 |
C40 |
0.10 |
