第1章 緒論



1.1房屋建築耐久性概念    
1



1.1.1房屋建築分類    
1



1.1.2房屋建築耐久性概念   
2



1.1.3房屋建築耐久性級別   
3



1.2房屋建築耐久性對社會和經濟發展的意義  
3



1.2.1房屋建築耐久性關繫到人民生活  
3



1.2.2房屋建築耐久性影響企業發展   
4



1.2.3保障房屋建築耐久性有利於經濟和社會的持續健康發展 4



1.2.4研究房屋建築耐久性技術促進工程結構和材料科學發展 5



1.3房屋建築耐久性技術發展   
6



1.3.1房屋建築材料耐久性技術現狀及發展趨勢   6



1.3.2既有房屋建築耐久性技術現狀及發展趨勢   9



參考文獻      12



第2章 房屋建築結構材質特點



2.1木結構      14



2.1.1實木      14



2.1.2結構用集成材    
19



2.1.3單板層積材    
20



2.1.4定向刨花板    
21



2.2磚混結構材料     22



2.2.1磚      22



2.2.2砌塊      23



2.3框架結構材料     25



2.3.1水泥      25



2.3.2骨料      27



2.3.3礦物摻合料    
28



2.3.4外加劑     28



2.3.5建築砂漿     29



2.3.6混凝土     32



2.3.7鋼筋      36



2.4鋼結構材料     38



2.4.1鋼結構特點     38



2.4.2鋼結構材料要求    
39



2.5鋼-混凝土混合結構材料    40



2.5.1鋼骨混凝土結構    
40



2.5.2鋼管混凝土結構    
41



參考文獻      42



第3章 房屋建築耐久性的影響因素



3.1房屋建築耐久性繫統影響因素   
43



3.1.1房屋建築耐久性內因和外因的相互作用   43



3.1.2房屋建築耐久性宏觀和微觀的正確把握   47



3.1.3房屋建築耐久性結構和材料的繫統關聯   49



3.2房屋建築中的混凝土結構耐久性影響技術分析  51



3.2.1房屋建築耐久性設計技術分析  
51



3.2.2與混凝土材料有關的耐久性特征  
53



3.2.3與混凝土結構有關的耐久性特征  
53



3.2.4與混凝土施工有關的耐久性特征  
54



參考文獻      55



第4章 房屋建築腐蝕損傷及診斷技術



4.1影響房屋建築耐久性的腐蝕環境   
56



4.1.1一般概念     56



4.1.2環境腐蝕分類    
56



4.2自然腐蝕環境特征    
57



4.2.1大氣腐蝕環境     57



4.2.2土壤和水的腐蝕    
62



4.3工業介質劃分腐蝕性    
64



4.4雜散電流腐蝕     67



4.5環境腐蝕性評價    
68



4.5.1大氣腐蝕評價    
68



4.5.2土壤和水腐蝕性評價   
68



4.5.3雜散電流腐蝕評價   
69



4.6腐蝕損傷診斷原理    
70



4.6.1電化學腐蝕診斷機理   
70



4.6.2鋼筋腐蝕的電化學過程   
76



4.7混凝土中鋼筋腐蝕實驗室電化學綜合診斷  
78



4.7.1實驗室鋼筋腐蝕綜合診斷   
78



4.7.2電化學綜合評定法   
83



4.7.3實驗室電化學綜合診斷方法的評估應用   86



4.8現場鋼筋混凝土結構無損診斷評估  
89



4.8.1鋼筋鏽蝕綜合診斷   
89



4.8.2混凝土中鋼筋腐蝕無損現場診斷  
90



4.8.3現場診斷實例    
91



4.9地下鋼筋混凝土結構雜散電流腐蝕損傷診斷   92



4.9.1鋼筋混凝土結構雜散電流腐蝕的電化學診斷  92



4.9.2雜散電流腐蝕非破壞性評估診斷  
95



4.10混凝土的裂縫診斷    
98



4.10.1混凝土結構垂直淺縫診斷   
99



4.10.2混凝土結構傾斜淺縫診斷   
99



4.10.3超聲波測量混凝土裂縫深度診斷  
100



4.10.4混凝土構件內部的孔洞和不密實區的診斷  101



4.11鋼結構缺陷和損傷診斷   
101



4.11.1鋼結構的缺損與分析   
101



4.11.2鋼結構的診斷    
103



4.11.3焊接連接的診斷技術   
104



4.11.4螺栓連接診斷技術   
113



4.11.5構件變形診斷    
116



4.12構件缺陷、損傷的診斷   
116



4.12.1鋼結構現場損傷的診斷方法  
117



4.12.2現場結構構件變形診斷   
117



4.13鋼結構塗裝的診斷    
119



4.14鋼結構表面塗膜腐蝕診斷評估   
120



參考文獻      126



第5章 既有房屋建築腐蝕耐久性可靠度評定



5.1概述      128



5.1.1基本概念    
128



5.1.2既有房屋建築結構可靠性鋻定的目的  
128



5.1.3可靠性鋻定思路    
129



5.2房屋結構可靠度的判定   
130



5.2.1結構可靠度的判定方法   
130



5.2.2可靠度計算的基本概念   
131



5.2.3結構可靠度的一般計算方法   
132



參考文獻      133



第6章 提高和保障房屋建築耐久性措施



6.1材料、設計、管理及技術在提高和保障房屋建築耐久性的作用 134



6.1.1提高結構材料的耐久性   
134



6.1.2重視耐久性設計，加強施工質量管理  
135



6.1.3積極推動房屋建築耐久性的技術發展  
136



6.2制度建設是提高房屋建築耐久性的有力保障   137



6.2.1建立使用階段的結構安全檢測制度  
137



6.2.2完善技術標準及其管理模式   
138



6.3既有房屋建築工程保障修復材料及使用  
138



6.4既有建築工程保障修復工法   
148



6.4.1粘貼鋼板加固法    
148



6.4.2增大截面加固法    
149



6.4.3置換混凝土加固法   
149



6.4.4繞絲加固法    
150



6.4.5鋼筋混凝土屋架修復法   
150



6.4.6聚合物砂漿修復法   
151



6.4.7混凝土及砌體裂縫修復法   
152



6.4.8植筋法     154



6.4.9化學灌漿補強法    
154



6.4.10混凝土鋼筋腐蝕修復方法   
155



6.4.11電化學滲透保護法   
156



6.4.12堿骨料反應的控制方法   
156



6.4.13凍融損傷修復    
157



6.5既有鋼結構修復方法    
157



參考文獻      158



第7章 既有房屋建築耐久性評估與保障工程實例



7.1房屋建築腐蝕調查    
159



7.2學校校舍房屋安全耐久性調查典型案例  
160



7.3民用建築老舊樓房屋耐久性調查典型案例  
163



7.4住宅陽臺腐蝕調查典型案例——北京市某小區住宅樓  166



7.5建築鋼結構腐蝕耐久性調查典型案例  
168



7.6工業建築鋼結構腐蝕調查案例   
170



7.6.1某機場機庫    
170



7.6.2某鋼廠鋼結構廠房腐蝕調查   
179



7.7地下建築結構雜散電流腐蝕調查實例  
181



7.8工業建築鋼筋混凝土結構腐蝕調查及維修案例  184



7.8.1某汽車廠房大體積混凝土基礎耐久性調查  184



7.8.2某企業混凝土結構廠房腐蝕調查  
190



7.9古建築耐久性調查案例   
200



參考文獻

總前言







材料是人類賴以生存和發展的物質基礎, 是人類社會進步的標志和裡程碑, 是社會不斷進步的先導, 是國家實現可持續發展的支柱。然而, 地球上的礦藏是有限的, 而且需要投入大量的能源, 進行復雜的提煉、處理, 產生大量污染,
纔能生產成為人類有用的材料, 所以, 材料是寶貴的, 需要科學利用和認真保護。



半個多世紀特別是改革開放三十多年來, 我國材料的研究、開發、應用有了快速的發展, 水泥、鋼鐵、有色金屬、稀土材料、織物等許多材料的產量多年居世界。我國已經成為世界上材料的生產、銷售和消費大國。“中國材料”
伴隨著“中國制造” 的產品, 遍布全球; 伴隨著“中國建造” 的工程項目, 遍布全國乃至世界上很多國家。材料支撐我國國民經濟連續30多年GDP年均10%左右的高速發展,使我國成為全球第二大經濟體。但是, 我國還不是材料強國, 還存在諸多問題需要改進。例如, 在制造環境、運行環境和自然環境的作用下, 出現過早腐蝕、老化、磨損、斷裂(疲勞), 材料及其制品在使用可靠性、安全性、經濟性和耐久性(簡稱“四性” ) 方面都還有大量的工作要做。



“材料延壽” 是指對材料及其制品在服役環境作用下出現腐蝕、老化、磨損和斷裂而導致的過早失效進行預防與控制, 以盡可能地提高其“四性”, 也就是提高水平, 提高質量, 延長壽命。目標是節約資源、能源, 減少對環境的污染, 支持國家可持續發展。



材料及制品的“四性” 實質上是材料及制品水平高低和質量好壞的終表征和判斷標準。追求“四性”, 就是追求全壽命周期使用的高水平、高質量, 追求“質量”, 追求“質量立國”,
追求“材料強國”、“制造強國”、“民富、國強、美麗國家”。



我國在“材料延壽與可持續發展” 方面, 做過大量的研究, 取得了顯著的成績,積累了豐富的實踐經驗, 凝練出了一繫列在材料全壽命周期中提高“四性” 的重要理論、原則、技術和措施, 可以總結, 服務於社會。



“材料延壽與可持續發展” 叢書的目的就在於: 總結過去, 總結已有的繫統控制材料提前損傷、破壞和失效的因素, 即腐蝕、老化、磨損和斷裂(主要是疲勞與腐蝕疲勞) 的理論、原則、技術和措施, 使各行業產品設計師, 制造、使用和管理工程師有所啟示、有所參考、有所作為、有所貢獻, 以盡可能地提高產品的“四性”,延長使用壽命。叢書的目的還在於: 面對未來、研究未來, 推進材料的優質化、高性能化、高強化、長壽命化, 多品質、多規格化、標準化, 傳統材料的綜合優化,材料的不斷創新,
並為國家長遠發展, 提出成套成熟可靠的理論、原則、政策和建議,
推進國家“節約資源、節能減排”、“可持續發展” 和“保衛地球、科學、和諧”發展戰略的實施, 加速創建我國“材料強國”、“制造強國”。



在中國科協和中國工程院的領導與支持下, 一批材料科學工作者不懈努力, 不斷地編寫和出版繫列圖書。衷心希望通過我們的努力, 既能對設計師, 制造、使用和管理工程師“材料延壽與可持續發展” 的創新有所幫助, 又能為國家成功實施“可持續發展”、“材料強國”、“制造強國”
的發展戰略有所貢獻。



中國工程院院士



中國工程院副院長











前言







房屋建築是人類居住、開展公共活動及從事生產制作的空間。隨著社會的發展, 人類對房屋建築結構及其功能的要求愈來愈高。房屋建築的設計使用壽命一般為50年以上, 房屋建築長壽命對社會經濟實現可持續發展有著重要的意義。本書總結了中冶建築研究總院建築腐蝕耐久性研發團隊10多年的研究工作經驗, 並對國內外近年來在房屋建築耐久性及保障技術方面的相關研究進行了分析和闡述。



基於對房屋建築耐久性及保障技術的認識, 無論是工業建築、民用建築還是農村建築, 都必須把耐久性、安全性和可靠性放在重要位置, 實施建築全壽命周期診斷評價控制。從建築的設計、建築材料、建築結構、建築施工管理、建築結構腐蝕損傷、建築維護加固技術等各個環節進行控制, 纔能實現房屋建築的安全耐久性。本書從實際工程應用的角度出發, 通過調查分析大量的工程案例, 闡述了國內房屋建築存在的耐久性問題。重點對房屋建築腐蝕損傷及保障診斷技術進行了研究分析, 建立房屋建築腐蝕損傷診斷及評估方法。圍繞耐久性影響因素, 通過診斷多項性能指標, 力圖解決房屋建築耐久性中的主要問題, 同時對房屋建築長壽命的研究發展進行了積極探索。



本書在整理編寫過程中還得到腐蝕耐久性檢測部門同仁的大力支持, 在此特表示感謝。由於作者水平有限, 書中難免存在不足之處, 歡迎批評指正。



編著者