工程水泥基复合材料的叠层修补和破坏机理的研究-结构工程专业论文.docxVIP

硕士研究生学位论文第一章 绪论 硕士研究生学位论文 第一章 绪论 PAGE 11 第一章 绪论硕士研究生学位论文 第一章 绪论 硕士研究生学位论文 PAGE 10 1.1 选题背景和研究意义 第一章 绪论 混凝土是当代土木工程中应用量最多的人造材料，也是最重要的建筑材料之一。各 种工业与民用建筑、公路桥梁、机场跑道、矿井建设、水工结构以及军事等许多工程的 建设都离不开水泥混凝土，因此，水泥混凝土在我国社会与经济发展中占据着重要的位 置。与其他建筑材料相比，混凝土具有原材料易得、适用范围广、能量损耗低、使用寿 命长等优点，是现今最重要的建筑材料之一。混凝土结构是当代土木工程中应用最多的 结构类型。将来随着混凝土应用技术的发展、新型高质量施工机械和新工艺的的出现， 混凝土结构仍将是主要的结构材料。 混凝土作为建筑材料广泛应用的同时也表现出一些缺陷，如严重的脆性、质量影响 因素多等，而且在工程应用中常伴随着许多问题的出现，已建混凝土结构常由于下述原 因出现损伤、缺陷或隐含的不安全因素：(l)不完善的结构设计或不恰当的材料选择，在结 构建成后，将会成为结构使用安全的隐患；(2)未严格控制施工质量，出现因施工操作而 引起的裂缝等损伤、缺陷，甚至偷工减料不能达到设计强度和正常使用的各项性能；(3) 结构长期受特定环境影响，加上不能正确的使用和缺乏有效维护，结构性能较早老化或 出现损伤；(4)结构使用功能的变更，如加层、加大荷载等，往往会因为混凝土性能的下 降而不能满足设计要求，以至产生隐患和损伤；(5)结构遭受突然灾害，如火灾、风灾、 震灾、爆炸等，强大的不可预知力使混凝土结构突然度达到某方面积限而出现质量问 题。对于有损伤或存在使用隐患的结构，要进行严格的鉴定、评估，如果确有必要修补 或加固而且在技术上是可行的，经济上是合理的，则应对结构进行维修和加固。 混凝土结构的维修、加固和改造是一个涉及面十分广泛的重要工程领域，在各种工 业与民用建筑工程、水利工程中表现的十分突出，尤其是水泥混凝土路面破损更具有代 表性和典型性。鉴于这些结构破坏具有许多相同的原因与表现，且其修补要求具有许多 共性，其修补材料在一定程度上具有通用性，为此，本课题主要通过对混凝土路面修补 材料的研制和性能试验进行分析研究，探讨水泥混凝土破坏的机理、修补材料的性能及 配制方法、修补工艺与改善修补质量的有关途径，其结论既能直接用于解决水泥混凝土 路面破损的修补问题，还可为其它各种混凝土结构的修补提供参考途径。 混凝土是当今建筑业中使用量最大的材料，其以廉价、耐久而著称。但由于腐蚀、 施工质量差、使用不合理等原因，建筑物的使用寿命常常不能完全达到其设计值，甚至 在数年或十几年内遭到破坏[1][2]。 英国 1987 年就有 19%的钢筋混凝土桥梁因钢筋锈蚀需要修理[3]；1975 年至 1980 年期 间新建工程的数量削减了，但建筑维修改造项目反而增加；1978 年用于维修改造的投资 是 1965 年的 3.76 倍，1980 年建筑物维修改造工程占英国建筑工程总量的 2/3。在荷兰， 64 座年限在 3-63 年的海洋建筑物有 11 座钢筋锈蚀[4]。在俄罗斯每年因钢筋混凝土结构的 维修及因维修停工而造成的消耗和损失高达 600 亿卢布[5]。据统计，北美国家每年现有土 木工程结构的维护和修复费用越来越多的超过新公共工程建设的投资[6]。美国联邦公路管 理局 1996 年的调查指出：美国州际公路网约有 25.3 万座混凝土桥(占桥梁总数的 42%)的 桥面板已经老化或破损，且当时桥面劣化的速率高出修补与新建速率的 50%[7] 。美国 1998 年混凝土桥梁维修耗资 1550 亿美元，为初期建桥费用的 4 倍；其他混凝土结构的维 修费也高达 950 亿美元[8]。 在我国，由于设计标准偏低，加上历史上几次质量滑坡，并且有 2/3 的大城市位于地 震区，现有建筑物的老化破损现象也很严重[9]。目前，我国大约有 50%的房屋进入老化阶 段，即 23.4 亿平方米的建筑物面临耐久性问题，需要分批进行鉴定、修补与加固，其中 大约 10 亿平方米急需加固才能使用[10]。当前我国公路桥梁的老化形势也不容乐观，损坏 严重，如果要重建这些损坏的桥梁，所需的时间、资金和材料数量都很大，不符合我国 目前的国情[11] 。据国内外资料介绍，旧桥修理加固的资金一般仅为新建桥梁的 20%左 右。 由于混凝土结构耐久性不足导致的建筑物破坏对社会造成的不良后果是很严重的， 对既有混凝土修补及结构加固补强方面的系统研究己成为当前土木界的重点和热点[12]。 各国专家和学者对此方面的技术和理论进行了深入的研究探讨。我国也颁布了《危房鉴 定标准》 、《民用建筑可靠性鉴定标准》、《钢铁工业建(构)筑物