混凝土碳化理論與研究

前言

　　混凝土結(jié)構(gòu)是當前世界上應(yīng)用最普遍的結(jié)構(gòu)形式之一，我國每年用在混凝土結(jié)構(gòu)上的費用達2 000億元以上。過去，人們認為混凝土是一種耐久性良好的建筑材料，從而忽視了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題，為此已經(jīng)付出了巨大的代價。近十年來，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究已進入了一個嶄新的階段?！　∮绊懟炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，其中混凝土碳化是一個重要的因素。對全國32座大型混凝土壩及46座鋼筋混凝土閘、涵、渡槽的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，碳化病害占調(diào)查總數(shù)的40％～50％。我國20世紀50、60年代，甚至70年代建造的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，程度不同地受到了碳化效應(yīng)的影響，而且日趨嚴重?；炷撂蓟斐傻膲A度降低是鋼筋銹蝕的重要前提，而鋼筋銹蝕又將導(dǎo)致混凝土保護層開裂、鋼筋與混凝土之間黏結(jié)力破壞、鋼筋受力截面減小、結(jié)構(gòu)耐久性降低等不良后果。因此，進行混凝土碳化的研究具有非常重要的意義。　　據(jù)報道，在19世紀中葉，大氣中二氧化碳的平均濃度為280×10-6，2005年已達到了379×10-6，預(yù)計到2100年將上升到650×10-6。二氧化碳濃度的增大將加劇混凝土結(jié)構(gòu)的碳化，對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性帶來更為不利的影響。近年來，國內(nèi)外學術(shù)界對混凝土碳化問題的研究非常關(guān)注，僅1991～1998年期間，據(jù)“美國工程索引（EI）”和中文科技期刊文摘收錄的以“碳化”為主題發(fā)表的文章就有300多篇。這些研究，對認識碳化的機理、延緩碳化的發(fā)展、評估碳化的危害以及對碳化結(jié)構(gòu)的維修等方面都具有積極意義。

內(nèi)容概要

《混凝土碳化理論與研究》內(nèi)容主要涉及混凝土碳化的機理、碳化的檢測、碳化混凝土的性質(zhì)、碳化的危害、碳化對結(jié)構(gòu)性能的影響、碳化深度預(yù)測以及碳化的防護措施等。其中既有理論研究，也有實踐應(yīng)用，可供從事土木工程、水利工程、港口工程、橋梁工程、市政工程等專業(yè)的設(shè)計、施工人員借鑒，也可供從事相關(guān)專業(yè)的科研人員以及大專院校師生閱讀參考。

作者簡介

袁群，男，漢族，1966年生，湖南省洞口縣人，博士，教授級高工，享受國務(wù)院特殊津貼專家，河南省水利科學研究院副院長、總工程師，鄭州大學、華北水利水電學院兼職教授。
　　主要研究方向：鋼筋混凝土基本理論、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)老化病害質(zhì)量檢測評估、樁基工程等。主持或參與完成國家攀登計劃項目、國家自然科學基金項目、“八五”國家科技攻關(guān)項目、交通部規(guī)范項目、水利部水利技術(shù)開發(fā)基金項目、治黃技術(shù)開發(fā)基金項目、河南省重點科技攻關(guān)項目等21項，其中8項獲得省部級科技進步獎。發(fā)表論文60余篇，出版專著2種。聯(lián)合培養(yǎng)研究生4名。

書籍目錄

序前言主要符號第一章 緒論　第一節(jié) 混凝土碳化狀況調(diào)查　第二節(jié) 國內(nèi)外研究狀況　第三節(jié) 本書的主要內(nèi)容　參考文獻第二章 碳化的機理　第一節(jié) 碳化的化學過程　第二節(jié) 影響碳化的因素　第三節(jié) 碳化區(qū)的結(jié)構(gòu)　參考文獻第三章 碳化的檢測與分布　第一節(jié) 碳化深度的檢測　第二節(jié) 人工碳化方法　第三節(jié) 結(jié)構(gòu)中的碳化分布　第四節(jié) 裂縫處的碳化分布　第五節(jié) 高性能混凝土碳化的特點　參考文獻第四章 碳化混凝土的性質(zhì)　第一節(jié) 碳化混凝土的抗壓性能　第二節(jié) 碳化混凝土的抗拉性能　第三節(jié) 碳化混凝土與新混凝土的黏結(jié)性能　第四節(jié) 碳化混凝土的抗?jié)B性及孔隙結(jié)構(gòu)　參考文獻第五章 碳化的危害與作用　第一節(jié) 碳化形成收縮裂縫　第二節(jié) 碳化影響混凝土的穩(wěn)定　第三節(jié) 碳化引發(fā)鋼筋銹蝕　第四節(jié) 碳化抑制混凝土的鹽霜　第五節(jié) 碳化保護混凝土中的玻璃纖維　第六節(jié) 碳化有利于快速養(yǎng)護　第七節(jié) 碳化對混凝土無損測強的影響　參考文獻第六章 碳化對結(jié)構(gòu)性能的影響　第一節(jié) 碳化與混凝土均勻性的關(guān)系　第二節(jié) 碳化與混凝土裂縫的關(guān)系　第三節(jié) 碳化對保護層厚度取值的影響　第四節(jié) 碳化對結(jié)構(gòu)耐久性的影響　第五節(jié) 碳化對結(jié)構(gòu)安全性的影響　第六節(jié) 碳化對結(jié)構(gòu)質(zhì)量評估的影響　參考文獻第七章 碳化深度的預(yù)測　第一節(jié) 基于混凝土特征的預(yù)測模型　第二節(jié) 考慮多因素的預(yù)測模型　第三節(jié) 隨機時間序列預(yù)報模型　第四節(jié) 基于模糊理論的預(yù)測模型　第五節(jié) 基于灰色理論的預(yù)測模型　第六節(jié) 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論的預(yù)測模型　第七節(jié) 基于混凝土孔隙結(jié)構(gòu)的預(yù)測模型　第八節(jié) 裂縫處碳化深度的預(yù)測模型　第九節(jié) 其他預(yù)測模型　參考文獻第八章 碳化的防護　第一節(jié) 表面覆蓋防護法　第二節(jié) 改善配合比提高抗碳化能力　第三節(jié) 混凝土的再堿化提高抗碳化能力　參考文獻

章節(jié)摘錄

　　新老混凝土的黏結(jié)問題之所以重要是因為，目前在機場跑道、道橋路面等大面積混凝土修補補強中，在老混凝土上鋪筑新混凝土還是有效且常用的方法，而修補補強成敗的關(guān)鍵是新老混凝土的黏結(jié)質(zhì)量。以往，人們常根據(jù)經(jīng)驗對新老混凝土結(jié)合面進行處理，缺乏對其黏結(jié)力學性能的系統(tǒng)研究和分析，結(jié)果由于新老混凝土黏結(jié)破壞導(dǎo)致補強加固失敗的事故時有發(fā)生，因此對新老混凝土的黏結(jié)性能進行研究是非常必要的。1995年，國家在基礎(chǔ)性研究重大項目（攀登計劃B）《重大土木與水利工程安全性與耐久性的基礎(chǔ)研究》中，也設(shè)立了“新老混凝土的黏結(jié)機理和測試方法研究”課題。然而實踐表明，僅僅研究新老混凝土的黏結(jié)問題還不能滿足工程需要。在實際工程中，老混凝土的外層一般都已碳化，目前通常的做法是先將碳化層徹底清除，然后再澆筑新混凝土。由于清除碳化混凝土的工作非常費時、費工，嚴重影響了修補工程的施工進度。尤其當混凝土保護層已完全碳化時，剔除鋼筋后面的碳化混凝土難度非常大，并且也破壞了混凝土與鋼筋的黏結(jié)，對施工期結(jié)構(gòu)的安全構(gòu)成威脅。因此，如果能不清除碳化混凝土，而直接在碳化混凝土上澆筑修補混凝土，將大大簡化施工程序，提高施工效率，但是這種方法的關(guān)鍵是碳化混凝土與修補混凝土的黏結(jié)性能能否滿足要求。目前，針對碳化混凝土與新混凝土黏結(jié)的研究剛剛起步，研究成果還不系統(tǒng)，下面僅介紹同濟大學所做的工作。他們的研究重點是碳化混凝土與新混凝土的抗剪性能，共澆筑16個碳化混凝土與新混凝土黏結(jié)抗剪試件（見表4-6），試件尺寸及加載示意見圖4-15。

圖書封面

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