混凝土修補(bǔ)

前言

　　鋼筋混凝土是目前世界上應(yīng)用最大宗的人造建筑材料，其廣泛應(yīng)用于建筑、市政、地下、水工、海工等工程中。一般來說，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的長期性能與高耐久性。然而，在實(shí)際工程應(yīng)用中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、施工缺陷以及各種環(huán)境條件下的物理、化學(xué)或生物侵蝕等原因而在服役期間發(fā)生劣化，有的甚至達(dá)不到預(yù)期壽命而破壞。從科學(xué)的角度來看，因不同環(huán)境下暴露條件的相互作用，涉及不同的材料以及結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕和混凝土的劣化是非常復(fù)雜的；從經(jīng)濟(jì)的角度來看，世界各國每年因鋼筋混凝土的腐蝕或破壞損失費(fèi)用相當(dāng)高。我國大規(guī)模的工程建設(shè)剛開始幾十年，大量的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程正在建設(shè)中，但因混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞已經(jīng)開始顯現(xiàn)出來并逐漸引起人們重視。研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)原理、技術(shù)與材料對(duì)保證我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程的長期耐久性與使用壽命具有重要的指導(dǎo)意義?；炷列扪a(bǔ)是一門應(yīng)用科學(xué)，它涉及混凝土基本理論、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、電化學(xué)等多門學(xué)科知識(shí)?；炷列扪a(bǔ)工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，應(yīng)從整體論來認(rèn)識(shí)與實(shí)現(xiàn)混凝土修補(bǔ)，涉及混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀評(píng)估、修補(bǔ)體系的選擇、修補(bǔ)技術(shù)的實(shí)施、可能的加固保護(hù)與修補(bǔ)效果評(píng)估等方面。隨著最近幾十年科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，混凝土技術(shù)也在快速發(fā)展。混凝土修補(bǔ)也應(yīng)被重新認(rèn)識(shí)、評(píng)估并充分考慮到混凝土技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。本書的主要目的是從科學(xué)的角度闡述混凝土修補(bǔ)的基本原理、修補(bǔ)方法、技術(shù)與修補(bǔ)材料，并提供國內(nèi)外混凝土修補(bǔ)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。本書有意重點(diǎn)討論了混凝土的劣化與修補(bǔ)，因此鋼筋本身的腐蝕過程沒有被重點(diǎn)論述。本書對(duì)混凝土的修補(bǔ)技術(shù)主要側(cè)重于混凝土的非結(jié)構(gòu)性修補(bǔ)技術(shù)，更多的有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)可參考其他資料文獻(xiàn)。本書不是一本純理論應(yīng)用的書籍，而是從混凝土基本理論出發(fā)，深入淺出地闡述混凝土的基本知識(shí)、混凝土各種劣化機(jī)理與現(xiàn)象；從整體方法論角度，分析闡述了混凝土修補(bǔ)的基本原則、試驗(yàn)方法與步驟；闡述了修補(bǔ)材料的選擇方法、分類及其基本性能；并以圖解方式重點(diǎn)闡述了各類混凝土修補(bǔ)技術(shù)、修復(fù)防護(hù)技術(shù)的原理及其工程應(yīng)用實(shí)踐知識(shí)。本書分類討論混凝土修補(bǔ)工作中經(jīng)常遇到的問題，解釋問題發(fā)生的原因以及提出解決問題的建議。本書提供的混凝土修補(bǔ)實(shí)用建議、設(shè)計(jì)細(xì)部、實(shí)例和參考數(shù)據(jù)可幫助相關(guān)人員完成混凝土修補(bǔ)工作。本書將專業(yè)理論基礎(chǔ)與專業(yè)實(shí)踐知識(shí)有機(jī)地結(jié)合在一起，具有科學(xué)性、知識(shí)性、先進(jìn)性與趣味性。本書可供從事混凝土材料、混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)與修復(fù)等研究、教學(xué)、設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)的科技人員、大專院校師生和研究生參考。本書由同濟(jì)大學(xué)蔣正武博士主編、審閱，編著的具體分工為：同濟(jì)大學(xué)蔣正武（第1章、第3章、第5章～第8章）；中南大學(xué)龍廣成博士（第4章、第9章）；同濟(jì)大學(xué)孫振平博士（第2章）。本書的內(nèi)容不僅是作者多年來從事混凝土修補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域的理論教學(xué)、科研與工程實(shí)踐的積累，也是參考國內(nèi)外大量的資料文獻(xiàn)編著而成。在此一并向相關(guān)作者與研究機(jī)構(gòu)表示謝意。另外，由于我們水平有限，書中不當(dāng)之處難免，還望廣大讀者不吝賜教、指正。

內(nèi)容概要

　　《混凝土修補(bǔ)：原理、技術(shù)與材料》從科學(xué)的角度闡述混凝土修補(bǔ)的基本原理、修補(bǔ)方法、技術(shù)與修補(bǔ)材料，重點(diǎn)討論了混凝土的劣化與修補(bǔ)，《混凝土修補(bǔ)——原理、技術(shù)與材料》對(duì)混凝土的修補(bǔ)技術(shù)主要側(cè)重于混凝土的非結(jié)構(gòu)性修補(bǔ)技術(shù)。全書理論與實(shí)際相結(jié)合，從混凝土基本理論出發(fā)，深入淺出地闡述混凝土的基本知識(shí)、混凝土各種劣化機(jī)理與現(xiàn)象；分析闡述了混凝土修補(bǔ)的基本原則、試驗(yàn)方法與步驟；闡述了修補(bǔ)材料的選擇方法、分類及其基本性能；并以圖解方式重點(diǎn)闡述了各類混凝土修補(bǔ)技術(shù)、修復(fù)防護(hù)技術(shù)的原理及其工程應(yīng)用實(shí)踐知識(shí)?！痘炷列扪a(bǔ)：原理、技術(shù)與材料》可供從事混凝土材料、混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)與修復(fù)等研究、教學(xué)、設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)的科技人員、大專院校師生和研究生參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 概述1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)的重要性1.2.1 國外混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與修補(bǔ)現(xiàn)狀1.2.2 國內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與修補(bǔ)現(xiàn)狀1.3 基于整體方法論的混凝土修補(bǔ)1.3.1 整體方法論1.3.2 基于整體方法論的耐久混凝土修補(bǔ)分析與要求1.3.3 基于整體論的耐久混凝土修補(bǔ)應(yīng)考慮的因素1.4 混凝土修補(bǔ)的工藝流程參考文獻(xiàn)第2章 混凝土的組成、結(jié)構(gòu)與性能2.1 混凝土的發(fā)展與分類2.1.1 定義2.1.2 歷史與發(fā)展2.1.3 分類2.2 混凝土的基本組成材料2.2.1 水泥2.2.2 活性礦物摻和料2.2.3 外加劑2.2.4 細(xì)骨料2.2.5 粗骨料2.2.6 拌和用水2.3 混凝土的結(jié)構(gòu)形成及特征2.4 混凝土的性能及影響因素2.4.1 新拌混凝土的性能2.4.2 硬化混凝土的性能2.5 混凝土的配合比設(shè)計(jì)2.5.1 普通混凝土2.5.2 有特殊要求的混凝土參考文獻(xiàn)第3章 鋼筋混凝土的劣化機(jī)理3.1 混凝土中鋼筋腐蝕3.1.1 腐蝕原理3.1.2 介質(zhì)在混凝土中傳輸過程3.1.3 混凝土碳化誘導(dǎo)的腐蝕3.1.4 氯離子誘導(dǎo)的鋼筋腐蝕3.1.5 腐蝕速率3.1.6 鋼筋腐蝕的防護(hù)3.2 混凝土凍融劣化3.2.1 凍融作用機(jī)理3.2.2 骨料的凍融作用3.2.3 除冰鹽對(duì)凍融作用的影響3.2.4 混凝土抗凍性的防護(hù)措施3.3 混凝土碳化3.3.1 碳化機(jī)理3.3.2 碳化的影響因素3.3.3 混凝土的碳化規(guī)律3.4 混凝土的化學(xué)腐蝕3.4.1 硫酸鹽侵蝕3.4.2 海水侵蝕3.4.3 酸侵蝕3.4.4 淡水溶出性侵蝕3.5 混凝土堿骨料反應(yīng)3.5.1 堿硅酸反應(yīng)3.5.2 堿碳酸鹽反應(yīng)3.5.3 堿硅酸鹽反應(yīng)3.5.4 混凝土堿骨料反應(yīng)的辨別方法3.5.5 發(fā)生堿骨料反應(yīng)具備的條件及預(yù)防方法3.5.6 其他有關(guān)骨料的反應(yīng)3.6 混凝土的收縮開裂3.6.1 混凝土收縮的類型3.6.2 混凝土收縮機(jī)理3.6.3 現(xiàn)代混凝土的混凝土收縮開裂趨勢(shì)3.6.4 混凝土收縮開裂的控制措施3.7 混凝土的磨損3.7.1 影響混凝土耐磨性的因素3.7.2 地面混凝土耐磨性的改善措施3.7.3 抗沖蝕耐磨混凝土的優(yōu)化方法3.8 混凝土的熱損傷劣化3.8.1 大體積混凝土的定義3.8.2 大體積混凝土溫度裂縫成因3.8.3 大體積混凝土溫度裂縫的主要影響因素3.8.4 混凝土溫度裂縫的控制措施3.9 混凝土的生物侵蝕3.9.1 微生物對(duì)混凝土的侵蝕機(jī)理3.9.2 微生物對(duì)混凝土腐蝕的防治方法3.10 混凝土結(jié)構(gòu)的表面缺陷3.10.1 混凝土常見表面缺陷與成因3.10.2 混凝土結(jié)構(gòu)的表面缺陷控制措施3.11 混凝土中水分遷移與滲漏3.11.1 混凝土中水分遷移機(jī)理與模型3.11.2 混凝土結(jié)構(gòu)的滲漏機(jī)理3.12 鋼筋混凝土劣化的癥狀圖解參考文獻(xiàn)第4章 混凝土修補(bǔ)原理與設(shè)計(jì)4.1 混凝土修補(bǔ)的內(nèi)涵4.2 混凝土與服役環(huán)境的相互作用4.2.1 混凝土的主要服役環(huán)境類型4.2.2 服役環(huán)境對(duì)混凝土組分、結(jié)構(gòu)與性能的影響4.3 混凝土劣化的形成4.3.1 開裂4.3.2 混凝土內(nèi)部水化產(chǎn)物和微觀結(jié)構(gòu)的變化4.3.3 混凝土自身質(zhì)量損失4.4 修補(bǔ)材料與基層混凝土的相容性4.4.1 體積變形性的相容性4.4.2 黏結(jié)相容性4.4.3 力學(xué)性能的相容性4.4.4 電化學(xué)相容性4.4.5 滲透性相容性4.5 混凝土修補(bǔ)設(shè)計(jì)4.5.1 混凝土現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)4.5.2 混凝土修補(bǔ)技術(shù)方案選擇4.5.3 修補(bǔ)材料選擇參考文獻(xiàn)第5章 混凝土修補(bǔ)材料5.1 修補(bǔ)材料的分類與選擇5.1.1 修補(bǔ)材料的分類5.1.2 修補(bǔ)材料的選擇5.2 水泥基修補(bǔ)材料5.2.1 普通混凝土5.2.2 普通與干粉砂漿5.2.3 鎂磷酸鹽快硬混凝土5.2.4 預(yù)置骨料混凝土5.2.5 快速凝結(jié)膠凝材料5.2.6 噴射混凝土5.2.7 收縮補(bǔ)償混凝土5.2.8 硅灰混凝土5.2.9 自密實(shí)混凝土5.2.10 水下抗分散混凝土5.3 聚合物水泥基復(fù)合修補(bǔ)材料5.3.1 聚合物改性混凝土5.3.2 聚合物浸漬混凝土5.3.3 聚合物混凝土5.4 灌漿修補(bǔ)材料5.4.1 水泥基灌漿材料5.4.2 化學(xué)灌漿材料5.5 纖維及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料5.5.1 纖維的分類及其性能5.5.2 纖維增強(qiáng)混凝土5.5.3 纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料5.6 滲透、填充、密封類材料5.6.1 水泥基滲透結(jié)晶防水材料5.6.2 液體滲透結(jié)晶型防水材料5.6.3 嵌縫材料5.6.4 接縫密封材料5.7 表面防護(hù)材料5.7.1 表面密封防護(hù)材料5.7.2 硅烷防護(hù)材料參考文獻(xiàn)第6章 混凝土修補(bǔ)技術(shù)6.1 混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)6.1.1 混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)的選擇6.1.2 混凝土裂縫修補(bǔ)技術(shù)6.2 混凝土清除技術(shù)6.2.1 混凝土清除施工的檢測(cè)6.2.2 混凝土清除方法的分類6.3 混凝土表面處理技術(shù)6.3.1 化學(xué)清潔6.3.2 酸蝕處理6.3.3 機(jī)械處理6.3.4 磨損性處理6.3.5 混凝土表面缺陷處理6.4 鋼筋銹蝕修補(bǔ)技術(shù)6.4.1 鋼筋周圍混凝土的清除6.4.2 鋼筋修補(bǔ)6.5 灌漿技術(shù)6.5.1 灌漿材料的分類6.5.2 灌漿材料的選擇6.5.3 灌漿技術(shù)的分類6.6 混凝土滲漏治理技術(shù)6.6.1 混凝土結(jié)構(gòu)滲漏成因分析6.6.2 滲漏防治技術(shù)原則6.6.3 防水施工技術(shù)6.7 水下混凝土修補(bǔ)技術(shù)6.7.1 浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)混凝土修補(bǔ)6.7.2 水下區(qū)混凝土修補(bǔ)6.7.3 水平面表層缺陷修補(bǔ)6.7.4 水下大面積混凝土結(jié)構(gòu)修補(bǔ)6.8 材料澆筑填充技術(shù)6.8.1 現(xiàn)澆混凝土技術(shù)6.8.2 預(yù)置（填）骨料混凝土技術(shù)6.8.3 泵送混凝土和砂漿技術(shù)6.8.4 抹面技術(shù)6.8.5 干裝填充技術(shù)6.8.6 噴射混凝土技術(shù)參考文獻(xiàn)第7章 結(jié)構(gòu)性修補(bǔ)加固技術(shù)7.1 內(nèi)部加固技術(shù)7.1.1 優(yōu)點(diǎn)7.1.2 缺點(diǎn)7.1.3 施工工藝7.1.4 應(yīng)用實(shí)例7.2 外部加固技術(shù)7.2.1 優(yōu)點(diǎn)7.2.2 缺點(diǎn)7.2.3 應(yīng)用實(shí)例7.3 外部后張加固技術(shù)7.3.1 優(yōu)點(diǎn)7.3.2 缺點(diǎn)7.3.3 應(yīng)用實(shí)例7.4 包殼和柱環(huán)加固技術(shù)7.4.1 優(yōu)點(diǎn)7.4.2 缺點(diǎn)7.5 灌漿加固技術(shù)7.5.1 水泥基無收縮灌漿材料7.5.2 灌漿施工技術(shù)參考文獻(xiàn)第8章 鋼筋混凝土修復(fù)與防護(hù)技術(shù)8.1 鋼筋混凝土電化學(xué)修復(fù)技術(shù)8.1.1 電化學(xué)修復(fù)技術(shù)的基本原理8.1.2 電化學(xué)修復(fù)應(yīng)用技術(shù)條件8.1.3 電化學(xué)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和局限性8.1.4 電化學(xué)脫氯技術(shù)8.1.5 電化學(xué)再堿化技術(shù)8.1.6 電化學(xué)沉積技術(shù)8.2 混凝土電化學(xué)防護(hù)技術(shù)8.2.1 陰極保護(hù)原理、分類與特點(diǎn)8.2.2 犧牲陽極式陰極保護(hù)技術(shù)8.2.3 外加電源式陰極保護(hù)8.3 混凝土中鋼筋腐蝕的物理化學(xué)防護(hù)技術(shù)8.3.1 混凝土結(jié)構(gòu)自防護(hù)技術(shù)8.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)附加防護(hù)技術(shù)8.3.3 阻銹劑防護(hù)技術(shù)8.3.4 環(huán)氧樹脂涂覆防蝕技術(shù)8.3.5 鋼筋鍍鋅防蝕技術(shù)8.3.6 不銹鋼鋼筋8.4 混凝土表面防護(hù)技術(shù)8.4.1 表面防護(hù)材料性能與分類8.4.2 表面密封防護(hù)技術(shù)8.4.3 密封技術(shù)參考文獻(xiàn)第9章 混凝土修補(bǔ)體系性能評(píng)估9.1 混凝土修補(bǔ)評(píng)估的主要內(nèi)容9.2 修補(bǔ)體系性能檢測(cè)與評(píng)估方法9.2.1 外觀性能評(píng)估9.2.2 修補(bǔ)材料與基底結(jié)合面質(zhì)量和混凝土分層的評(píng)估9.2.3 電化學(xué)性能檢測(cè)9.2.4 內(nèi)部空隙、裂縫和蜂窩檢測(cè)9.2.5 修補(bǔ)層與基底間的黏結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)9.2.6 混凝土保護(hù)層厚度檢測(cè)9.2.7 鋼筋直徑及其位置檢測(cè)9.2.8 內(nèi)部組成與微觀結(jié)構(gòu)檢測(cè)9.2.9 其他性能檢測(cè)9.3 混凝土修補(bǔ)體系的耐久性9.3.1 修補(bǔ)體系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)9.3.2 修補(bǔ)體系的耐久性內(nèi)涵9.3.3 修補(bǔ)體系耐久性評(píng)估參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　緒論　　1.1　概述　　鋼筋混凝土是人類使用的最大宗建筑結(jié)構(gòu)材料。隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)與我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，混凝土被廣泛應(yīng)用于港口、大壩、公路、橋梁、市政等現(xiàn)代化工程建設(shè)中。然而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于受到各種環(huán)境條件，如大氣、水等物理、化學(xué)或生物的侵蝕作用，即使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、施工正確，其在服役期間也往往發(fā)生劣化、未達(dá)到預(yù)期壽命而破壞。據(jù)報(bào)道，美國承包人聯(lián)合會(huì)估計(jì)美國現(xiàn)有的混泥土基礎(chǔ)設(shè)施的修補(bǔ)和改造將耗時(shí)19年并花費(fèi)3.3萬億美元以上。在英國，需要重修或大修的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占總量的36％以上。在我圍，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞也十分嚴(yán)重，且隨著我國的基本建設(shè)的全面開展，在未來一段時(shí)間內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)、修復(fù)與防護(hù)等問題將會(huì)日益突出。在21世紀(jì)，世界上基礎(chǔ)設(shè)施面臨著改造和修復(fù)的工程將大大超過新建建筑的工程量。另外，需要認(rèn)識(shí)到的一點(diǎn)是大多數(shù)正在被修補(bǔ)的混凝土結(jié)構(gòu)不能達(dá)到它們的設(shè)計(jì)壽命，也不能達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)的使用效果。因此，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)、采取有效防護(hù)技術(shù)以防止混凝土的環(huán)境侵蝕、維護(hù)混凝土的使用性能，對(duì)保證并提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這不僅是保證建筑物在使用壽命期間的安全性，而且也可大大減少對(duì)自然資源和能源的消耗，也符合混凝土工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

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