概述混凝土耐久性

概述混凝土耐久性決定結(jié)構(gòu)的耐久性

——環(huán)境影響＋結(jié)構(gòu)反應(yīng)1）環(huán)境條件2）建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3）施工4）檢驗(yàn)和維修時(shí)間性能最低限開(kāi)始使用壽命維修物理孔的性質(zhì)和分布遷移機(jī)理鋼筋劣化混凝土劣化銹蝕抵抗力安全表面條件外觀剛度使用性能化學(xué)和生物1）國(guó)內(nèi)一般認(rèn)為——目標(biāo)使用期內(nèi)，不需大量資金加固，保持其安全、使用和外觀的能力。（耐久性+經(jīng)濟(jì)性）2）國(guó)外的一個(gè)定義——構(gòu)件和材料抵抗衰退和腐蝕的能力。（本質(zhì)）3）《混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及耐久性設(shè)計(jì)指南》定義——在規(guī)定期限內(nèi)，在各種作用下維持其應(yīng)用功能的能力。4）歐洲D(zhuǎn)uracrete

——在一定時(shí)間段內(nèi)，在不超出預(yù)期的維護(hù)和維修費(fèi)用的情況下，保持其安全、適用及可接受外觀。1.1關(guān)于耐久性定義的討論1.1關(guān)于耐久性定義的討論表1.1幾種耐久性定義的比較編號(hào)特點(diǎn)共性問(wèn)題1最具有概括性，也易于被人們理解，它最清晰的表達(dá)出“耐久性是結(jié)構(gòu)保持其初始性能的能力”這一本質(zhì)屬性?；径颊J(rèn)可耐久性指標(biāo)包括安全性、適用性及美觀3個(gè)方面。沒(méi)有指出影響耐久性的因素（即耐久性設(shè)計(jì)的對(duì)象），對(duì)于維護(hù)費(fèi)用的界定較為模糊。2在其補(bǔ)充定義里隱含了對(duì)研究對(duì)象的約定，即耐久性主要考慮材料和構(gòu)件抵抗自然界侵蝕以及構(gòu)造或材料自身性能隨時(shí)間衰退這兩種情況。回避了對(duì)耐久性研究對(duì)象的明確界定，正常維護(hù)的提法過(guò)于籠統(tǒng)，沒(méi)有關(guān)于維護(hù)費(fèi)用的要求。3明確了耐久性考慮的影響因素是自然環(huán)境因素作用下的材料性能退化；提出了期限的要求。沒(méi)有關(guān)于后期維護(hù)的要求。4明確了研究對(duì)象是環(huán)境因素，明確提出了時(shí)間的限定，提出了后期維護(hù)管理費(fèi)用的限制。對(duì)于時(shí)間及后期維護(hù)管理費(fèi)用的界定仍較模糊。1）在最普遍的意義上，為了認(rèn)識(shí)其本質(zhì)，結(jié)構(gòu)的耐久性就是指其維持初始性能（包括安全性、適用性及美觀）的能力。2）從專業(yè)研究及便于量化的角度，結(jié)構(gòu)的耐久性可定義為：結(jié)構(gòu)在外界環(huán)境及其他因素共同作用下，在同樣的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)總成本（壽命周期總成本）下，在設(shè)計(jì)使用壽命期內(nèi)，保持預(yù)期的安全性、適用性的能力。即耐久性的內(nèi)涵應(yīng)包括耐久的長(zhǎng)壽命及經(jīng)濟(jì)地耐久。1.1關(guān)于耐久性定義的討論1.2橋梁面臨的嚴(yán)重耐久性問(wèn)題1）混凝土橋梁的耐久性問(wèn)題混凝土橋梁立柱和主梁耐久性退化的典型例子1.2橋梁面臨的嚴(yán)重耐久性問(wèn)題2）纜索承重橋梁的嚴(yán)重耐久性問(wèn)題國(guó)內(nèi)部分纜索承重橋梁拉索（或吊桿）的更換記錄橋名及橋型換索（和重修）的原因及處理情況廣州海印大橋（砼斜拉橋）1988年通車，1995年5月被迫進(jìn)行全橋換索工程，耗資2000萬(wàn)元，工期半年。濟(jì)南黃河公路大橋（砼斜拉橋）1982年建成，13年后檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)索有銹蝕即換索。四川紅水河鐵路橋（砼斜拉橋）上世紀(jì)70年代建成，使用20年后全部換索。重慶綦江彩虹橋（鋼管砼提籃拱橋）因施工質(zhì)量及吊桿銹蝕，1999年垮塌（建成僅2年零222天）。四川宜賓金沙江南門(mén)橋（鋼筋砼吊桿拱橋）1990年建成，10年后因吊桿銹蝕損壞發(fā)生局部橋面坍塌事故，2002年6月完成對(duì)全部吊桿的更換。犍為岷江斜拉橋（砼斜拉橋，主跨240米）1990年建成，2000年全部換索。廣東九江大橋（砼斜拉橋，主跨160米）1988年6月正式建成通車，1999年底因拉索銹蝕換索。重慶石門(mén)大橋（獨(dú)塔砼斜拉橋，主跨230米）1988年建成通車，2005年因拉索銹蝕全部換索。1.2橋梁面臨的嚴(yán)重耐久性問(wèn)題3）拱橋的耐久性問(wèn)題混凝土雙曲拱橋：嚴(yán)重開(kāi)裂，加固、降級(jí)及拆除預(yù)應(yīng)力混凝土桁式組合拱橋：使用年限不到15年，約1/4的橋梁被炸掉或封閉棄用，另有約1/4的橋梁被降級(jí)使用混凝土肋拱橋及箱板拱橋：開(kāi)裂現(xiàn)象較普遍1985年建成通車，2006跨塌1.3橋梁結(jié)構(gòu)耐久性差的原因及分析設(shè)計(jì)方面的因素：標(biāo)準(zhǔn)低、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造不合理施工和管理的因素：施工質(zhì)量低管理制度有待完善使用的因素：汽車超載、養(yǎng)護(hù)、其他耐久性失敗的工程事例保護(hù)層過(guò)薄,鋼筋銹蝕大興安嶺某熱電廠塔筒混凝土上環(huán)梁214國(guó)道某橋墩根部?jī)鋈谄茐那嗖罔F路橋墩采用鋼護(hù)筒防止凍害陽(yáng)安線蛆水河大橋陽(yáng)安線堰河大橋襄渝線清溪河大橋缺損照片軌枕縱向及橫向裂縫青藏鐵路32m預(yù)應(yīng)力梁波紋管內(nèi)水泥凈漿早期凍脹開(kāi)裂青藏鐵路32m預(yù)應(yīng)力梁波紋管內(nèi)水泥凈漿早期凍脹開(kāi)裂青藏公路橋墩凍脹破壞1907----上海大廈和外百渡橋(百年建筑)不達(dá)拉宮(重建1690年)石木結(jié)構(gòu)故宮(紫禁城)建成于1420年)磚木結(jié)構(gòu)趙州橋建于(公元605-618年)趙州橋建于(公元605-618石拱結(jié)構(gòu))1937-------錢(qián)塘江大橋(鋼混結(jié)構(gòu))1.4結(jié)構(gòu)耐久性研究存在的主要問(wèn)題僅通過(guò)某一因素影響下材料退化機(jī)理來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)總體退化規(guī)律是困難的絕大多數(shù)試驗(yàn)不能正確反映橋梁實(shí)際工作情況對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)中廣泛應(yīng)用的預(yù)應(yīng)力砼構(gòu)件很少進(jìn)行研究現(xiàn)有的砼耐久性的研究成果與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工控制等存在脫節(jié)主要針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)而很少專門(mén)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題進(jìn)行研究對(duì)如何從結(jié)構(gòu)構(gòu)造和細(xì)節(jié)的角度改善橋梁耐久性很少有人研究對(duì)于后期養(yǎng)護(hù)和管理的問(wèn)題很少進(jìn)行研究對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的使用壽命等問(wèn)題沒(méi)有明確的規(guī)定

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的概念及其研究現(xiàn)狀◆混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)能在自然和人為環(huán)境的化學(xué)和物理作用下，滿足在規(guī)定的設(shè)計(jì)工作壽命內(nèi)不出現(xiàn)無(wú)法接受的承載力減小、使用功能降低和不能接受的外觀破損等的耐久性要求。◆耐久性是指結(jié)構(gòu)在預(yù)定設(shè)計(jì)工作壽命期內(nèi)，在正常維護(hù)條件下，不需要進(jìn)行大修和加固滿足，而滿足正常使用和安全功能要求的能力?！魧?duì)于一般建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)工作壽命為50年，重要的建筑物可取100年?！艚陙?lái)，隨著建筑市場(chǎng)化的發(fā)展，業(yè)主也可以對(duì)建筑的壽命提出更高要求。對(duì)于其它土木工程結(jié)構(gòu)，根據(jù)其功能要求，設(shè)計(jì)工作壽命也有差別，如橋梁工程一般要求在100年以上?；炷两Y(jié)構(gòu)使用壽命

無(wú)損傷劣化開(kāi)始，可修補(bǔ)毀壞,廢棄DeteriorationofReinforcedConcreteBridgeduetoPoorDurabilityHighwayBridgeinService

NewYorkState,US世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的工程建設(shè)大體上經(jīng)歷了三個(gè)階段：⑴大規(guī)模建設(shè)；⑵新建與改建、維修并重；⑶重點(diǎn)轉(zhuǎn)向既有建筑物的維修改造。目前經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家處于第三階段，結(jié)構(gòu)因耐久性不足而失效，或?yàn)楸ＷC繼續(xù)正常使用而付出巨大維修代價(jià)，這使得耐久性問(wèn)題變得十分重要。我國(guó)50年代開(kāi)始大規(guī)模建設(shè)的工程項(xiàng)目，由于當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱，材料標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都較低，除一些重要的工程項(xiàng)目目前需要繼續(xù)維持其使用外，其它大部分工程已達(dá)到其使用壽命。我國(guó)真正進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)是在改革開(kāi)放以后，因此國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在耐久性上所遇到的問(wèn)題應(yīng)引起我國(guó)工程技術(shù)人員的足夠重視，避免重蹈發(fā)達(dá)國(guó)家的覆轍，對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成巨大浪費(fèi)。碳化一、影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素內(nèi)部因素：混凝土強(qiáng)度滲透性保護(hù)層厚度水泥品種標(biāo)號(hào)和用量外加濟(jì)等外部因素：環(huán)境溫度濕度

CO2含量侵蝕性介質(zhì)等1、混凝土的凍融破壞◆

混凝土水化結(jié)硬后，內(nèi)部有很多毛細(xì)孔。在澆筑混凝土?xí)r，為得到必要的和易性，往往會(huì)比水泥水化所需要的水多些?！?/p>

多余的水份滯留在混凝土毛細(xì)孔中。低溫時(shí)水份因結(jié)冰產(chǎn)生體積膨脹，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞。◆反復(fù)凍融多次，就會(huì)使混凝土的損傷累積達(dá)到一定程度而引起結(jié)構(gòu)破壞?！舴乐够炷羶鋈谄茐牡闹饕胧┦墙档退冶?，減少混凝土中多余的水份。◆冬季施工時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止早期受凍，并摻入防凍劑等。2、混凝土的堿集料反應(yīng)

◆混凝土集料中的某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)稱為堿集料反應(yīng)。◆堿集料反應(yīng)產(chǎn)生的堿-硅酸鹽凝膠，吸水后會(huì)產(chǎn)生膨脹，體積可增大3~4倍，從而混凝土的剝落、開(kāi)裂、強(qiáng)度降低，甚至導(dǎo)致破壞?！粢饓A集料反應(yīng)有三個(gè)條件：⑴混凝土的凝膠中有堿性物質(zhì)。這種堿性物質(zhì)主要來(lái)自于水泥，若水泥中的含堿量（Na2O，K2O）大于0.6%以上時(shí)，則會(huì)很快析出到水溶液中，遇到活性骨料則會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)；⑵骨料中有活性骨料，如蛋白石、黑硅石、燧石、玻璃質(zhì)火山石、安山石等含SiO2的骨料；⑶水分。堿骨料反應(yīng)的充分條件是有水分，在干燥環(huán)境下很難發(fā)生堿骨料反應(yīng)。3、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕⑴硫酸鹽腐蝕：硫酸鹽溶液與水泥石中的氫氧化鈣及水化鋁酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成石膏和硫鋁酸鈣，產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土破壞。硫酸鹽除在一些化工企業(yè)存在外，海水及一些土壤中也存在。當(dāng)硫酸鹽的濃度（以SO2的含量表示）達(dá)到2‰時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。⑵酸腐蝕：混凝土是堿性材料，遇到酸性物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使混凝土產(chǎn)生裂縫、脫落，并導(dǎo)致破壞。酸不僅存在于化工企業(yè)，在地下水，特別是沼澤地區(qū)或泥炭地區(qū)廣泛存在碳酸及溶有CO2的水。此外有些油脂、腐植質(zhì)也呈酸性，對(duì)混凝土有腐蝕作用。⑶海水腐蝕：在海港、近海結(jié)構(gòu)中的混凝土構(gòu)筑物，經(jīng)常收到海水的侵蝕。海水中的NaCl、MgCl2、MgSO4、K2SO4等成分，尤其是Cl-和硫酸鎂對(duì)混凝土有較強(qiáng)的腐蝕作用。在海岸飛濺區(qū)，受到干濕的物理作用，也有利于Cl-和SO4的滲入，極易造成鋼筋銹蝕。貴州鋁廠－柱開(kāi)脹嘉裕關(guān)－結(jié)構(gòu)梁腐蝕破壞張掖－堿泉村張掖－墻面張掖－高架橋墩青?；S－橋柱青?；S－橋面護(hù)欄團(tuán)結(jié)湖－橋柱沈陽(yáng)－山海關(guān)高速公路路椽石沈陽(yáng)－山海關(guān)高速公路冬季撤鹽沈陽(yáng)－山海關(guān)摻入硅灰、減水劑、超細(xì)粉煤灰的路緣4、混凝土的碳化◆混凝土中堿性物質(zhì)（Ca(OH)2）使混凝土內(nèi)的鋼筋表明形成氧化膜，它能有效地保護(hù)鋼筋，防止鋼筋銹蝕。◆但由于大氣中的二氧化碳（CO2）與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使混凝土的Ph值降低。其他物質(zhì)，如SO2、H2S，也能與混凝土中的堿性物質(zhì)發(fā)生類似的反應(yīng)，使混凝土的Ph值降低，這就是混凝土的碳化?！舢?dāng)混凝土保護(hù)層被碳化到鋼筋表面時(shí)，將破壞鋼筋表面的氧化膜，引起鋼筋的銹蝕。此外，碳化還會(huì)加劇混凝土的收縮，可導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂?！粢虼?，混凝土的碳化是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要問(wèn)題?！艋炷恋奶蓟瘡臉?gòu)件表面開(kāi)始向內(nèi)發(fā)展，到保護(hù)層完全碳化，所需要的時(shí)間與碳化速度、混凝土保護(hù)層厚度、混凝土密實(shí)性以及覆蓋層情況等因素有關(guān)。[1]環(huán)境因素◆碳化速度主要取決于空氣中的CO2濃度和向混凝土中的擴(kuò)散速度。空氣中的CO2濃度大，混凝土內(nèi)外CO2濃度梯度也愈大，因而CO2向混凝土內(nèi)的滲透速度快，碳化反應(yīng)也快?！艨諝鉂穸群蜏囟葘?duì)碳化反應(yīng)速度有較大影響。因?yàn)樘蓟磻?yīng)要產(chǎn)生水份向外擴(kuò)散，濕度越大，水份擴(kuò)散越慢。當(dāng)空氣相對(duì)濕度大于80%，碳化反應(yīng)的附加水份幾乎無(wú)法向外擴(kuò)散，使碳化反應(yīng)大大降低?！舳跇O干燥環(huán)境下，空氣中的CO2無(wú)法溶于混凝土中的孔隙水中，碳化反應(yīng)也無(wú)法進(jìn)行?！粼囼?yàn)表明，當(dāng)混凝土周圍介質(zhì)的相對(duì)濕度為50%~75%時(shí)，混凝土碳化速度最快。環(huán)境溫度越高，碳化的化學(xué)反應(yīng)速度越快，且CO2向混凝土內(nèi)的擴(kuò)散速度也越快。[2]材料因素◆水泥是混凝土中最活躍的成分，其品種和用量決定了單位體積中可碳化物質(zhì)的含量，因而對(duì)混凝土碳化有重要影響?！魡挝惑w積中水泥的用量越多，會(huì)提高混凝土的強(qiáng)度，又會(huì)提高混凝土的抗碳化性能。◆水灰比也是影響碳化的主要因素。在水泥用量不變的條件下，水灰比越大，混凝土內(nèi)部的孔隙率也越大，密實(shí)性就越差，CO2的滲入速度越快，因而碳化的速度也越快?！羲冶却髸?huì)使混凝土孔隙中游離水增多，有利于碳化反應(yīng)?！艋炷林型饧訐胶狭虾凸橇掀贩N對(duì)碳化也有一定的影響。[3]施工養(yǎng)護(hù)條件混凝土攪拌、振搗和養(yǎng)護(hù)條件影響混凝土的密實(shí)性，因而對(duì)碳化有較大影響。此外，養(yǎng)護(hù)方法與齡期對(duì)水泥的水化程度有影響，進(jìn)而影響混凝土的碳化。所以保證混凝土施工質(zhì)量對(duì)提高混凝土的抗碳化性能十分重要。[4]覆蓋層不同飾面材料的碳化深度比5、鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最關(guān)鍵問(wèn)題?！舢?dāng)混凝土未碳化時(shí)，由于水泥的高堿性，鋼筋表面形成一層致密的氧化膜，阻止了鋼筋銹蝕電化學(xué)過(guò)程?！舢?dāng)混凝土被碳化，鋼筋表面的氧化膜被破壞，在有水份和氧氣的條件下，就會(huì)發(fā)生銹蝕的電化學(xué)反應(yīng)?！翡摻钿P蝕產(chǎn)生的鐵銹（氫氧化亞鐵Fe(OH)3），體積比鐵增加2~6倍，保護(hù)層被擠裂，使空氣中的水份更易進(jìn)入，促使銹蝕加快發(fā)展?！粞鯕夂退菔卿摻钿P蝕必要條件，混凝土的碳化僅是為鋼筋銹蝕提供了可能。◆當(dāng)構(gòu)件使用環(huán)境很干燥（濕度<40%），或完全處于水中，鋼筋的銹蝕極慢，幾乎不發(fā)生銹蝕?！舳芽p的發(fā)生為氧氣和水份的浸入創(chuàng)造了條件，同時(shí)也使混凝土的碳化形成立體發(fā)展。◆但近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，銹蝕程度與荷載產(chǎn)生的橫向裂縫寬度無(wú)明顯關(guān)系，在一般大氣環(huán)境下，裂縫寬度即便達(dá)到0.3mm，也只是在裂縫處產(chǎn)生銹點(diǎn)?！暨@是由于鋼筋銹蝕是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程，因此銹蝕主要取決于氧氣通過(guò)混凝土保護(hù)層向鋼筋表面的陰極的擴(kuò)散速度，而這種擴(kuò)散速度主要取決于混凝土的密實(shí)度?！袅芽p的出現(xiàn)僅是使裂縫處鋼筋局部脫鈍，使銹蝕過(guò)程得以開(kāi)始，但它對(duì)銹蝕速度不起控制作用?！粢虼耍乐逛摻钿P蝕最重要的措施是在增加混凝土的密實(shí)性和混凝土的保護(hù)層厚度。鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“坑蝕”，繼而逐漸形成“環(huán)蝕”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“坑蝕”，繼而逐漸形成“環(huán)蝕”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。面積減小屈服強(qiáng)度降低粘結(jié)力降低鋼筋銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷過(guò)程如下，首先在裂縫寬度較大處發(fā)生個(gè)別點(diǎn)的“坑蝕”，繼而逐漸形成“環(huán)蝕”，同時(shí)向裂縫兩邊擴(kuò)展，形成銹蝕面，使鋼筋有效面積減小。嚴(yán)重銹蝕時(shí)，會(huì)導(dǎo)致沿鋼筋長(zhǎng)度出現(xiàn)縱向裂縫，甚至導(dǎo)致混凝土保護(hù)層脫落，習(xí)稱“暴筋”，從而導(dǎo)致截面承載力下降，直至最終引起結(jié)構(gòu)破壞。除增加混凝土的密實(shí)度和保護(hù)層厚度外，采用涂面層、鋼筋阻銹劑、涂層鋼筋等措施來(lái)防止鋼筋的銹蝕。環(huán)氧涂層鋼筋二、結(jié)構(gòu)工作環(huán)境類別◆混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與結(jié)構(gòu)工作的環(huán)境有密切關(guān)系?！敉唤Y(jié)構(gòu)在強(qiáng)腐蝕環(huán)境中要比一般大氣環(huán)境中的使用壽命短?！魧?duì)于不同環(huán)境，可以采取不同措施來(lái)保證結(jié)構(gòu)使用壽命?！羧缭趷毫迎h(huán)境，一味增加混凝土保護(hù)層是不經(jīng)濟(jì)的，效果也不一定好?？稍跇?gòu)件表面采用防護(hù)涂層。三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設(shè)計(jì)◆混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性極限狀態(tài)，是指經(jīng)過(guò)一定使用年限后，結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)某一部分達(dá)到或超過(guò)某種特定狀態(tài)，以致結(jié)構(gòu)不能滿足預(yù)定功能的要求。◆但經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單修補(bǔ)、維修，費(fèi)用不大，可恢復(fù)使用要求的情況，可以認(rèn)為沒(méi)有達(dá)到耐久性極限狀態(tài)?！糁挥挟?dāng)嚴(yán)重超出正常維修費(fèi)允許范圍時(shí)，結(jié)構(gòu)的使用壽命才終止。三、耐久性極限狀態(tài)與耐久性設(shè)計(jì)[1]

對(duì)于不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境，混凝土保護(hù)層完全碳化，即鋼筋脫鈍的時(shí)間T1。不允許鋼筋銹蝕的構(gòu)件和環(huán)境有：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件；低溫環(huán)境；反復(fù)荷載作用；塑性鉸區(qū)；采用鋼絲作主要受力鋼筋的構(gòu)件；重要的、有紀(jì)念性的建筑物。[2]

鋼筋銹蝕后截面損失率達(dá)到某一值T2

，如1~5%，可依耐久性等級(jí)而定。該極限狀態(tài)可為一般混凝土結(jié)構(gòu)采用，因?yàn)殇摻顝拿撯g到喪失承載力還有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，鋼筋截面損失1~5%對(duì)結(jié)構(gòu)承載力的影響還不是很嚴(yán)重。[3]

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠指標(biāo)降低到某一允許值T3。隨著時(shí)間的推移，因荷載的作用、環(huán)境變化引起的材料老化、損傷，結(jié)構(gòu)材料的性能逐漸下降，結(jié)構(gòu)可靠度隨時(shí)間逐漸降低，失效概率逐漸增大。當(dāng)可靠指標(biāo)降低到不可接受的程度時(shí)，則認(rèn)為達(dá)到了耐久性極限狀態(tài)。但結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)維修，其可靠度將提高。[4]

徐變位移達(dá)到某一限值。徐變是混凝土的一項(xiàng)性質(zhì)，有些結(jié)構(gòu)甚至是重大結(jié)構(gòu)因徐變過(guò)大而發(fā)生破壞，這也可認(rèn)為是一種耐久性破壞。◆對(duì)結(jié)構(gòu)壽命的計(jì)算還是一個(gè)很困難的問(wèn)題，目前主要對(duì)基于混凝土碳化和鋼筋銹蝕所需要時(shí)間的計(jì)算。◆

T1為混凝土保護(hù)層完全碳化所需要的時(shí)間，若不容許鋼筋銹蝕，則T1即為結(jié)構(gòu)壽命；◆若允許鋼筋有一定量的銹蝕，則可取開(kāi)始出現(xiàn)沿鋼筋產(chǎn)生縱向裂縫的時(shí)間T1+T