嚴酷環境下混凝土結構的耐久性設計 [Durability Design of Concrete Structures in Severe Environments] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

《嚴酷環境下混凝土結構的耐久性設計》通過防腐設計及適當的預防措施，混凝土結構的維護成本會大大降低。《嚴酷環境下混凝土結構的耐久性設計》通過建築工程混凝土結構設計試圖解決嚴酷環境下混凝土結構的耐久性使用年限問題。其實，混凝土結構耐久性問題歸咎於質量控製及工程建設過程中的疏漏，要想成功解決耐久性問題，就必須就結構質量及其定量進行深入研究。《嚴酷環境下混凝土結構的耐久性設計》涉及以下內容：
·現場實踐調查，加速劣化試驗
·基於混凝土質量控製、腐蝕預防及預處理的腐蝕機理的計算方法
·生命周期成本及生命周期評估的計算
·推薦的工作流程
就世界範圍的工程實踐而言，這些基本程序貫穿在混凝土結構的設計與實施的全過程中。

內頁插圖

目錄

第1章 曆史迴顧

第2章 現場性能
2.1 概述
2.2 港口結構
2.3 橋梁結構
2.4 海洋結構
2.5 其他結構

第3章 混凝士中的鋼筋銹蝕
3.1 概述
3.2 氯離子滲透
3.3 鋼筋的鈍化
3.4 銹蝕速度
3.4.1 概述
3.4.2 電阻率
3.4.3 氧量
3.5 裂縫
3.6 自由暴露鋼材與內埋鋼筋之間的電偶

第4章 其他劣化過程
4.1 概述
4.2 凍融破壞
4.3 堿-骨料反應

第5章 標準與實施細則
5.1 概述
5.2 海洋混凝土結構的耐久性要求
5.3 陸上混凝土結構的耐久性要求

第6章 鋼筋銹蝕概率
6.1 概述
6.2 氯離子滲透計算
6.3 概率計算
6.4 銹蝕概率計算
6.5 輸人參數
6.5.1 概述
6.5.2 環境荷載
6.5.3 混凝土質量
6.5.4 混凝土保護層厚度
6.6 耐久性分析
6.6.1 概況
6.6.2 氯離子擴散性的影響
6.6.3 混凝土保護層的作用
6.7 結果評價與討論

第7章 加防護措施
7.1 概述
7.2 不銹鋼鋼筋
7.3 陰極保護
7.4 非金屬筋
7.5 阻銹劑
7.6 混凝土錶麵防護
7.7 預製結構構件

第8章 混凝土質量控製
8.1 概述
8.2 氯離子擴散係數
8.2.1 概述
8.2.2 試驗試塊
8.2.3 試驗步驟
8.2.4 結果評價
8.3 電阻率
8.3.1 概述
8.3.2 試驗步驟
8.3.3 測量結果評價
8.4 混凝土保護層
8.5 電連通性
8.5.1 概述
8.5.2 試驗步驟

第9章 施工質量
9.1 概述
9.2 符閤規定的耐久性
9.3 施工現場混凝土的耐久性
9.4 潛在耐久性

第10章 狀態評估與防護
10.1 概述
10.2 氯離子滲透控製
10.3 銹蝕概率預測
10.4 防護措施

第11章 應用實例
11.1 概述
11.2 Nye Filipstadkaia，奧斯陸(2002)
11.2.1 測得的耐久性
11.2.2 施工現場混凝土的耐久性
11.2.3 潛在耐久性
11.3 新的集裝箱港，奧斯陸(2007)
11.3.1 耐久性規定
11.3.2 符閤規定的耐久性
11.3.3 施工現場混凝土的耐久性
11.3.4 潛在耐久性
11.4 Nye Tjuvholmen，奧斯陸(2005)
11.4.1 規定的耐久性
11.4.2 符閤規定的耐久性
11.4.3 施工現場混凝土的耐久性
11.4.4 潛在耐久性
11.5 結果評價與討論

第12章 全壽命周期成本
12.1 概述
12.2 案例研究
12.2.1 不采取任何措施
12.2.2 提高混凝土強度
12.2.3 增加混凝土保護層厚度
12.2.4 同時提高混凝土強度和混凝土保護層厚度
12.2.5 使用部分不銹鋼鋼筋(75％)
12.2.6 全部采用不銹鋼鋼筋(100％)
12.2.7 陰極保護
12.3 結果評價與討論

第13章 全壽命周期評價
13.1 概述
13.2 全壽命周期評價框架
13.3 案例分析
13.3.1 概述
13.3.2 小麵積修補
13.3.3 混凝土錶麵憎水防護處理
13.4 結果評價與討論

第14章 推薦的施工規程
14.1 概述
14.2 施工規程
14.2.1 鋼筋銹蝕概率
14.2.2 附加措施和防護方法
14.2.3 施工質量
14.2.4 狀態評估和預防性維護
參考文獻

精彩書摘

第2章 現場性能
2.1 概述
許多國傢都對大量處於嚴酷環境下的重要混凝土結構進行瞭廣泛的現場調查。在很長一段時間裏，大量的報告、期刊論文和各類國際會議論文中都刊登瞭這些調查結果。大多數混凝土結構所麵臨的最大且最嚴重的問題是，使用除冰鹽引起混凝土內鋼筋的電化學腐蝕（United States Accounting Office，1979）。截至1986年，美國用於修復被腐蝕橋梁的費用已達240億美元，且以每年5億美元的速度增長（Transportation Research Board，1986）。後來，Yunovich et al.，2001年估算美國每年用於橋梁修復和更換的費用約為83億美元，經美國土木工程師協會預計，在未來的20年裏，這一費用將達到每年94億美元（Darwin，2007）。1998年，西歐國傢混凝土結構的年維修費用為50億美元（Knudsen et al.，1998），同時來自其他國傢的大量相關報告中也報道瞭類似的耐久性和高額維修費用問題。
對於所有處於海洋環境下的混凝土結構來說，服役條件十分惡劣。在挪威的沿海一綫，有300多座混凝土橋梁和1萬多座港口結構，其中大部分都是用混凝土材料建造而成的（圖2.1）。多年來，內部鋼筋的銹蝕使得一半以上的混凝土橋梁和大部分港口結構受到嚴重影響。此外，在北海地區，大量的海洋混凝土結構也已錶現齣一定程度的鋼筋腐蝕現象。
在國際上，混凝土設施的劣化已成為建築業所麵臨的最嚴峻而艱巨的挑戰之一（Horrigmoe，2000）。在許多國傢，對混凝土結構的耐久性能和長期性能而言，雖然內部鋼筋的腐蝕是結構劣化的重要形式，但凍融循環和堿－骨料反應導緻的結構劣化也是一個主要原因。為瞭更詳細地描述嚴酷環境下混凝土結構的性能，以下內容針對挪威海洋環境下混凝土結構現場檢測的實際結果進行闡述和討論。

前言/序言

嚴酷環境下的混凝土結構，可能包括各種環境條件下不同的混凝土結構形式。實際上，除瞭那些暴露於除冰鹽侵蝕環境下的重要混凝土結構外，大多數嚴酷環境下的混凝土結構都與海洋環境有關。就地球的總錶麵積而言，大約70％為海水，即海水麵積大約為陸地麵積的2.5倍。考慮到這些陸地麵積中適於人類居住的麵積隻占小部分以及人口密度不斷增長，我們有理由相信，不久的將來人類的活動領域嚮海水和海洋環境方嚮發展的需求將不斷增加。這種日益增長的需求可以通過如下幾個關鍵詞反映齣來：原材料、能源、交通和空間等。
早在20世紀70年代，美國混凝土學會就對未來混凝土的應用進行瞭技術預測，其中提到瞭大陸架的快速開發。在該預測報告中，不僅探討瞭與海洋石油和天然氣開采等有關的人類活動和結構形式，而且涉及瞭減輕陸地擁擠的有關情況。為應對這一發展，1972年FIP（預應力混凝土國際聯閤會）在提比利斯（Tibilisi）組織召開瞭一次關於海洋混凝土結構的國際會議，會上研討瞭大量的新技術與措施。毋庸置疑，作為未來海洋環境中人類活動的基礎，大量的混凝土結構將發揮越來越重要的作用。這些結構形式種類繁多，諸如：
·無錨固的自由漂浮結構，如船、遊艇、海麵漂浮箱等；
·浮在水平麵上的錨固結構，如橋、操作平颱、泊位、發電廠、機場、城市等；
·落在海床上的錨固結構（主動浮力），如隧道、倉庫等；
·落在海床之上或之下的底部支撐結構（被動浮力），如橋梁、港口結構、隧道、房屋、倉庫、沉箱、操作平颱、發電廠等。
上述這些結構的快速發展在很大程度上已經發生，並將在未來許多年中繼續擴展下去。混凝土材料將是相對廉價、容易製備的大宗建築材料。眾所周知，混凝土材料的性能可在較大範圍內變化，必要時，根據材料浮力和結構的要求，混凝土密度可在500～4500kg／m3範圍調整，同時抗壓強度可達100MPa以上。實踐也錶明，如果能閤理利用現有知識和經驗，嚴酷環境下的混凝土結構可以服役相當長的時間。
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