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1、混凝土的现 状分析,张德成,一、混凝土的应用情况,混凝土的应用情况：简单地说，量大，面广。我国去年生产水泥13亿吨以上，生产混凝土30亿方以上，涉及到所有行业，这是目前应用量最大的基础建设材料。形象地讲，所有的城市都被混凝土覆盖，我们每个人都被混凝土包围。从时空的角度讲，你的每一刻，每一天，每一个地方都要相遇混凝土。因此，可以说，我们的生活已经离不开混凝土。混凝土在社会的发展进程中，取得了辉煌的成就。请看一些大型工程实例:,二、混凝土工程的破坏情况,由于混凝土的应用范围太广，以致于人们忽视了混凝土固有的本性，象一位年迈体弱的老人，终于积劳成疾，最终会给整个人类都带来不堪重负的压力，这一灾难首先
2、发生在美国和日本。这不是危言耸听混凝土工程在应用过程中已经出现了很多问题，已经发生了很多灾难。混凝土工程的破坏情况与发生的灾难。请看下面的图片：,三、混凝土存在什么问题？,不堪重负，性能快速劣化，没达到我们预期的寿命。,20世纪以来，用波特兰水泥建造的钢筋混凝土结构，性能劣化迅速。当暴露在侵蚀环境时，在不到20年时间就出现严重的耐久性问题。很多桥梁，使用年限不足10年就开始毁坏；许多大坝使用寿命不足30年就成危坝（大坝专家刘崇熙说）；沿海码头使用5年就要大修；更有甚者，东北的某一高等级公路，过了一个冬天就被冻坏了，这是何等的触目惊心！（混凝土的抗冻问题在70年之前就因路面被冻坏而找到了解决的办
3、法。）混凝土的性能劣化问题在世界各国都表现的非常严重，只是由于各国发展的先后差距，表现出来的时间有早晚之差。,混凝土的性能劣化每时每刻正在进行，混凝土工程的破坏每天都在发生，每一次事故都造成人的不幸，每一次事故都是血的教训。针对混凝土工程出现的一系列问题，各国都在根据国情研究相应的对策。已经和既将发生的这些问题就是目前混凝土行业研究的主要课题。这也是我们选择学习混凝土的主要原因。,专家呼吁,很多建筑、桥梁、混凝土等方面的专家呼吁：“中国已经进入了混凝土危机时代”！这是混凝土行业面临的最大困境，为此,中国工程院多次召开会议研讨，我国混凝土耐久性危机与对策问题。摆在我们面前的是：道路、桥梁、港口、
4、码头、大坝、江河大堤、房屋建筑等存在的问题如何解决？观点：财富需要积累,拆不利于国家的发展和富强。修补也同样需要花费大量的资金。每一分钱都是人民的血汗钱。,四、各国情况调查1、美国,美国是发展较早的国家，也是破坏最严重的国家。根据1980年的报道，有56万座公路桥因使用除冰盐而引起混凝土剥蚀和钢筋锈蚀，其中9万座需要大修或重建。仅1978年，经济损失已达63亿美元，美国要维修或更换所有劣化的混凝土结构将花费2000亿美元。1987年美国材料顾问委员会提交的报告使混凝土耐久性在美国引起了轰动，该报告报道，大约有25.3万座混凝土桥面板已经不同程度的损坏，其中一部分使用不到20年，而且每年还将增加
5、3.5万座。,1992年资料报道，在美国，因撒除冰盐引起钢筋腐蚀破坏而限载通车的公路桥就占1/4（即52万余座中的13万余座），其中已不能通车的占1（约5000座），仅这些桥的维修费用，即高达900亿美元。如果再加上车库、公路、房屋等因钢筋腐蚀而需要的修补费，估计高达2580亿美元，几乎占美国债务的6。,据最近统计资料，美国混凝土基建工程的总价为6万亿美元，今后每年用于混凝土工程维修和重建的费用估计将高达3000亿美元。屈艾特在“美国在破坏中”一书估计，包括大坝、码头、公路、桥梁、下水道、供水饮水系统和公共交通系统在内，美国的全部维修费用高达3万亿美元，这将严重影响美国经济的发展。,后来又有一
6、些国家分别报道了海底隧道、海洋桩基和铁路轨枕等过早出现严重劣化的现象。而研究表明：这些结构物的设计、材料和施工都是符合目前技术发展水平要求的。结论认为:普通混凝土的寿命和使用范围受到了质疑，（有很大的局限性）,寻求新的出路,由于普通混凝土桥面板普遍出现开裂，因此转向使用高强度的混凝土，但是看来这无济于事。根据国家公路合作研究计划1995年的检查结果表明：上10万座混凝土桥面板在混凝土浇筑后一个月内就出现间隔13米的贯穿性裂缝。因此，1996年美国又启动了一个高性能混凝土桥面板的项目，结合该项目工作选择了四个气候环境各异的州铺筑了HPC桥面板，但是到2000年止，它们无一例外地都出现了明显地开裂
7、。目前的高性能混凝土技术也不能解决全部问题,从工程安全和经济因素考虑，现在应比以往更加注重混凝土的耐久性。发展方向是研究寿命100年以上或者更长、更耐久的材料，已经势在必行。为此，高耐久性混凝土的研究和应用成为各国研究的热门课题。1998年，我国的第一届高性能混凝土研讨会在我校召开。同时成立高性能混凝土专业委员会。,2、欧洲各国,欧洲各国在二战之后也迅速崛起，但是，到目前欧洲的百年建筑都摇摇欲坠。英国环保部门的一份报告估计，“英国建筑工业的年成交额为500亿英镑，而现在，因腐蚀破坏，钢筋混凝土结构年维修费已达55亿英镑（占其11），已成为英国一个沉重的财政负担！”法国巴黎没有受到战争的摧残，是
8、建筑物保护的最完好的城市，因此也成就了一个世界最大的水泥混凝土公司拉法基。,3、日本,日本在战后重建，1980年代，经济发展到高峰，由于是岛国，多发地震，又受海洋影响严重。很多建筑物都受到了破坏，日本运输省检查103座混凝土海港码头，发现凡是有20年历史的，都有相当大的顺筋开裂，需要修补。为应对混凝土的破坏，从太平洋水泥公司的研究室看到，为防止混凝土的破坏，他们已经仔细到控制三种温度研究混凝土的各项性能。日本已下决心研究500年寿命的混凝土，C150混凝土已经在工程中应用。而我们哪？,4、澳大利亚,澳大利亚的城市都靠海，澳大利亚调查了62座海岸混凝土结构，查明其耐久性的许多问题与浪溅区的钢筋异
9、常严重的腐蚀有关，特别是昆土兰市，使用20年以上的混凝土结构都有一定的破坏。发达的国家都是如此，而我国的状况又如何？,五、我国的混凝土行业状况,对行业状况的基本认识：1、混凝土行业目前是一个大行业，我国每年生产30亿立方混凝土，约9000亿元人民币产值,这是一个大行业。2、业内人士思想观念落后，专业技术人才缺乏，导致行业技术水平低下。,3、施工技术及设备落后，设计规范和标准要求低，产品质量较差，建筑的寿命太短,造成极大的投资浪费。4、行业法规不健全，没人对未来的质量和安全负责,5.没从法制的角度建立人们的社会责任感。因此，我国较低的混凝土生产技术水平和管理水平已经给现在的建筑物埋下了很大的隐患
10、。危机正向我们逼近！,情况调查,我国不用10年就进入大量维修时期,我国区域辽阔，地跨热带、亚热带、暖温带、温带、寒温带。海岸线长达18000公里，因此各国面临的严酷条件在我国不同地区均有存在。在东北、华北和西北地区，处于水位变动区或受水浸润的钢筋混凝土结构，在使用2070年内均因反复冻融而导致破坏，严寒地区不少水工建筑物不到10年就需要大修最近，黑龙江境内的一条高等级公路在经历一个冬天后就因冻融作用而大面积发生破坏。,北京西直门立交桥，建成10年就因质量问题不得不拆除。亚运村、西客站等工程使用后就出现了严重的质量问题。连云港庙岭材料码头混凝土主梁不到三年已显著顺筋锈裂。处于天津滨海盐泽地的三座
11、公路桥，建桥时未考虑强腐蚀的破坏，使用810年即发现混凝土方柱钢筋严重腐蚀，普遍开裂，被迫拆除重建；,华南、华东海港码头和浙东沿海水闸的钢筋混凝土结构，处于浪浅区的梁板底部，由于钢筋过早锈蚀而发生顺筋开裂、剥落，问题相当严重，相当普遍，而且开裂、剥落后，破坏日益加剧。1981年调查了18座仅使用了725年的海港混凝土码头，其中因钢筋腐蚀而破坏或不耐久的占80%。被评为全优工程的北伦港10万吨矿石中转码头的水平框架已普遍顺筋锈裂，准备大修.,天津大港发电厂处于滨海盐泽地区，其主厂房基础为箱型钢筋混凝土结构，1974年开始施工，1978年正式投产，由于外受盐碱地强腐蚀，内受酸洗水侵蚀，历时仅8年即
12、严重破坏，被迫重建.在山东沿海地区，许多混凝土桥梁由于盐碱腐蚀，过早丧失了使用功能，如白浪河上某大桥使用12年即开始大修，维修加固后使用寿命也只有20 余年，并于1999年报废。,海港混凝土工程结构腐蚀情况,交通部曾于上世纪60年代、80年代和90年代针对我国沿海港工程混凝土结构破坏状况组织过三次规模较大的调查。调查结果表明：80%以上都发生了严重或较严重钢筋锈蚀破坏，出现锈蚀破坏现象有的仅需5-10年时间。,我国已建港口混凝土结构耐久性差的主要原因：施工质量存在一定问题，对氯离子诱发钢筋腐蚀认识不足，技术规范中的关键技术指标不合理。,硫酸盐侵蚀的影响,我国的土壤中硫酸盐含量非常丰富，分布较广
13、，混凝土工程的抗硫酸盐侵蚀的重要性显得尤为突出。新疆、甘肃、青海等西部地区的土壤类型属于内陆盐土，该类土壤中含有大量的硫酸盐，氯盐和镁盐等强腐蚀性介质。沿海一带的土壤类属滨海盐土，滨海盐土中的盐份组成主要是氯盐和硫酸盐。土壤中含盐量超过0.3%的内陆盐土和滨海盐土，分别称为内陆盐渍土和滨海盐渍土。,我国盐渍土地区是石油、各种矿产的主要产地，是基本建设的重要基地，是交通运输的必经之路。沿海地区的经济高速发展和基本建设，西部大开发战略的实施过程中，防止硫酸盐对基础设施的腐蚀，确保安全生产，具有重要的现实意义。,我国铁路发展规划,“十一五”期间，以扩大路网规模、优化布局结构，强攻客运专线、实现“三个
14、一流”铁路建设确立的总体目标是：完成铁路建设总投资12500亿元；建设新线19800公里，其中，客运专线9800公里，既有线增建复线8000公里，既有线电气化改造15000公里；建设京沪、京广、京哈、沈大、陇海等客运专线，列车时速达到200公里至300公里；建设京津、沪宁、沪杭、宁杭、广深、广珠等大城市群的城际轨道交通系统，时速200公里以上,2006年底已开工的铁路客运专线情况,2007年铁路基本建设投资计划2560亿元，新线铺轨2099公里，复线铺轨2347公里，电气化铁路投产2019公里。,铁路建设所采用的混凝土数量是巨大的，如即将修建的京沪高速铁路混凝土方量达到三千多万立方米，平均每公
15、里大约2万立方米。从铁路建设看到了我国发展的速度，大量的投入需要安全可靠来保证，不坏才是我们的财富。,我国铁路桥梁普查情况,全国铁路系统有3345孔混凝土梁发生“沿管道方向的开裂病害”；3390座混凝土梁发生钢筋锈蚀；30孔混凝土梁发生断裂，严重漏水的隧道1763座，衬砌严重腐蚀的9343座，结果令人担忧。我国的铁路桥梁如此，我们的大坝、码头比这还要严重，目前缺乏准确的统计资料。,专家呼吁,很多建筑、桥梁、混凝土等方面的专家呼吁：“中国已经进入了混凝土危机时代”！这是混凝土行业面临的最大困境，为此,中国工程院多次召开会议研讨，我国混凝土耐久性危机与对策问题。摆在我们面前的是：道路、桥梁、港口、
16、码头、大坝、江河大堤、房屋建筑等存在的问题如何解决？观点：财富需要积累,拆不利于国家的发展和富强。修补也同样需要花费大量的资金。每一分钱都是人民的血汗钱。,六、我们怎样认识混凝土？,面对我国的混凝土现状，我们该怎样选择？要用辨证的眼光认识混凝土，（认真研究混凝土的生命周期规律）要用正确的观点对待混凝土，（制备方法、使用条件、工作环境等）要用科学的方法研究混凝土，（利用现代仪器设备，在实验科学的基础上建立完整的理论体系）要遵循客观规律，违背客观规律将会遭到惩罚。尽快发展符合中国国情的高耐久性混凝土是我国目前必然的选择。,七、混凝土的发展方向,绿色环保混凝土(有益健康)生态协调混凝土(净化环境)功能混凝土智能混凝土,
