長期以來，混凝土被認(rèn)為是一種耐久性能良好的建筑材料，在工業(yè)與民用建筑、橋梁等工程結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。 然而，我國早期規(guī)范偏重混凝土結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計，對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性缺乏足夠重視，導(dǎo)致部分關(guān)系國計民生的重大工程結(jié)構(gòu)過早破壞，甚至提前退役。冶金、化工等重工業(yè)廠房和南方潮濕炎熱地區(qū)的室外工程結(jié)構(gòu)使用20～30年就會因鋼筋嚴(yán)重銹蝕而需要大修；處于海水、鹽堿等惡劣環(huán)境下的土建工程不到20年就會出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，亟需修復(fù)或拆除重建；而“三北”地區(qū)水工混凝土結(jié)構(gòu)凍融破壞率接近100%，有效運行年限通常不超過30年，港口碼頭等涉海工程破壞尤為突出。

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷案例

2019年8月，由西安建筑科技大學(xué)主持編制的我國第一部專門針對既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定的國家標(biāo)準(zhǔn)《既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 51355-2019)正式實施。該標(biāo)準(zhǔn)明確了不同腐蝕環(huán)境下既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性極限狀態(tài)，提出了基于剩余使用壽命或耐久性損傷狀態(tài)的耐久性評定方法，建立了“兩層次三等級”既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定理論與方法體系，一定程度上解決了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定無章可循的問題。

2020年，牛荻濤教授出版了專著《 》（牛荻濤著. 北京：科學(xué)出版社，2020.01），系統(tǒng)揭示了復(fù)雜環(huán)境下混凝土材料的性能劣化機理與演變規(guī)律，建立了混凝土和鋼筋性能劣化預(yù)測模型，構(gòu)建了鋼筋混凝土材料耐久性基礎(chǔ)理論體系，實現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)材料時變性能精準(zhǔn)預(yù)測。然而，如何建立混凝土材料耐久性損傷與結(jié)構(gòu)性能的關(guān)聯(lián)，進而科學(xué)評估既有混凝土結(jié)構(gòu)的服役性能，仍是當(dāng)前土木工程領(lǐng)域面臨的關(guān)鍵難題。尤其在“城市更新”國家發(fā)展戰(zhàn)略的背景下，相關(guān)研究不僅關(guān)乎安全隱患的識別與重大事故的預(yù)防，也是既有混凝土結(jié)構(gòu)加固改造的理論依據(jù)。

復(fù)雜環(huán)境混凝土耐久性

牛荻濤 著

北京：科學(xué)出版社，2020.01

ISBN 978-7-03-061731-6

為攻克“服役混凝土結(jié)構(gòu)性能退化與評估”這一關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，西安建筑科技大學(xué)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究團隊，自1992年開始，陸續(xù)在“八五”國家科技攻關(guān)計劃子課題“服役結(jié)構(gòu)抗力衰減模型與可靠性研究”、國家自然科學(xué)基金面上項目“服役結(jié)構(gòu)可靠性分析與剩余壽命預(yù)測”（59578010）、國家自然科學(xué)基金重點項目“大氣與凍融環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及其對策的基礎(chǔ)研究”（50538086）的支持下，圍繞不同環(huán)境作用下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與服役性能退化開展了系統(tǒng)深入的研究，創(chuàng)建了既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性和承載能力相互關(guān)聯(lián)的評定方法，將耐久性評定推向了考慮性能劣化的結(jié)構(gòu)可靠性評定新高度。

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性劣化進程

2025年11月，在國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金的資助下，牛荻濤教授總結(jié)團隊多年研究成果，出版專著《 》（牛荻濤，徐善華著. 北京：科學(xué)出版社，2025.11）。從引起混凝土結(jié)構(gòu)性能劣化的因素和機理出發(fā)，系統(tǒng)分析了碳化、凍融損傷、硫酸腐蝕和硫酸鹽侵蝕等腐蝕作用對混凝土力學(xué)行為的影響，揭示了銹蝕鋼筋與損傷混凝土的黏結(jié)性能退化機理，系統(tǒng)論述了混凝土腐蝕和鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能退化的影響機理、性能退化規(guī)律和服役混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力計算方法，為既有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評估和安全性評定奠定了理論基礎(chǔ)。

服役混凝土結(jié)構(gòu)性能退化與評估

牛荻濤, 徐善華著

北京 : 科學(xué)出版社, 2025. 11

ISBN 978-7-03-083131-6

責(zé)任編輯：劉寶莉 喬麗維

全書共7章。

• 第1章通過碳化混凝土、凍融損傷混凝土、硫酸腐蝕混凝土和硫酸鹽侵蝕混凝土等系列力學(xué)性能試驗，提出了損傷混凝土受壓本構(gòu)模型。

• 第2章和第3章詳細(xì)探討了鋼筋與腐蝕混凝土、銹蝕鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能退化機理，提出鋼筋與腐蝕混凝土以及銹蝕鋼筋與混凝土極限黏結(jié)強度計算模型與黏結(jié)-滑移本構(gòu)模型。

• 第4章針對凍融損傷、硫酸腐蝕混凝土受彎構(gòu)件，分析混凝土腐蝕對受彎構(gòu)件承載性能的影響，提出了腐蝕混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計算方法。

• 第5章通過銹蝕鋼筋混凝土梁受彎性能試驗和數(shù)值分析，闡明了銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受力機理和承載性能退化規(guī)律，建立了銹蝕鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力與抗彎剛度計算方法。

• 第6章考慮混凝土腐蝕和箍筋銹蝕對受彎構(gòu)件斜截面受剪性能的影響，提出了損傷鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算方法。

• 第7章探討了銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的受力性能與破壞特征，提出了銹蝕鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件承載力計算方法。

本書可供土木工程專業(yè)研究人員、工程技術(shù)人員和高等院校師生參考使用。

（本文編輯：劉四旦）

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