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您好 欢迎来到

钢筋混凝土耐久性导论课程

这一节先来讲一下

耐久性监测的目的 内容和原则

路老师

前几节我们都讲了

混凝土的劣化问题

我在想如果能够实现实时的监测

那么就能够及时地处理

从而达到预防的效果

那么我们有没有

混凝土耐久性的监测方法呢

能否介绍一下

这个问题很好

但涉及的面有点广

我尽可能的简要地来回答一下

在回答你的问题以前

我们还是先来了解一下

最近几十年以来

一个非常热门的话题

也就是叫结构健康监测技术

所谓结构健康监测

主要是对大型结构的安全

进行实时监测

以保证结构的正常运营

这类技术最早应用于

铁路 航空和航天

后来逐步扩展到大型设备

比如一些发电的机组等

再后来才进入到了土木工程领域

在一些大型的桥梁中

得到了较多的应用

大家如果一时感觉不好理解的话

想一下飞机失事后的黑匣子技术

就会明白了

路老师听您前面讲的这个

我感觉好像这个结构健康监测

和耐久性监测

有一点很相似的地方

是不是结构健康监测

就包括了耐久性监测呢

严格来讲不能这么说

土木工程结构的健康监测

主要是通过一整套的

自动化监测系统

来实时地监测结构的安全状况

重点是进行结构的安全评估

有的监测系统

可能含有耐久性监测系统

有的则可能不含

最近二十多年来

我国所建设的一些海上大桥

差不多都建有结构健康监测系统

但只有极个别的桥梁

安装了少量的耐久性监测传感器

这些结构健康监测系统的造价

动辄上千万

高的则上亿

然而真正能实现

当初设计目的的还只是少数

因为单单这个系统的运营

与数据处理

就需要一支庞大的专业技术队伍

另外监测系统的正常运营

与维护费用也比较高

系统的稳定性也常不尽人意

有些系统成了摆设或者遭废弃

在业界常遭诟病

实际上

这类大型结构的投资商和运营商

更关注的是结构的维护与维修

若按计划的检修周期

去运营的话常常没有安全感

正是基于这些问题和需求

钢筋混凝土结构耐久性

在线监测技术就相应地出现了

它主要是针对结构维护与维修的

对运营决策有帮助

路老师

这么听起来耐久性监测

与结构健康监测有些相似

那么它们在内容和指标上

究竟有哪些不同呢

刚才讲了结构健康监测

重点关注的是结构的安全性

主要是对结构承载力

振动特性等与力学性能相关的

指标进行监测

而耐久性监测更多关注的是

材料受化学侵蚀

而相应发生变化的一些技术指标

比如混凝土的pH值

钢筋腐蚀电位

钢筋的腐蚀电流

混凝土的电阻率变化等等

结构健康监测的一些指标

比如位移或者是挠度

可直接与结构设计允许值

进行比对

并且能给出明确的指示

而在耐久性监测的指标中

有些可直接反映

钢筋混凝土发生的劣化

有些则不能

这个时候就需要通过

多个指标进行综合判定

实际上多数混凝土的劣化现象

缺乏直接的在线监测传感器

有些劣化现象根本上

也难以进行科学地监测

举例来说混凝土pH值

有时可以直接反映

混凝土是否发生了碳化

但有时就不行

因为它还受其它因素的影响

再比如钢筋腐蚀电流

可以反映钢筋是否发生了腐蚀

而钢筋腐蚀电位则不能

它只能反映

钢筋发生腐蚀的可能性

但是这两种指标

却都不能告诉人们

最最关心的钢筋腐蚀的程度

和它可能的危害的程度

再比如通过监测不同深度下的

混凝土电阻率变化

可以间接地反映混凝土

受冻融破坏剥落的情况

但是它并不能告诉你

混凝土的强度损失是多少

对于混凝土的碱骨料反应

或硫酸盐侵蚀的监测

通常是十分困难的

当前还没有合适的手段

也就是说耐久性监测的

具体内容和指标

可能多与所关心的劣化现象

间接地相关

企图判定混凝土发生劣化的程度

从目前技术上讲都是徒劳的

这是与结构健康监测的不同

路老师

从您前面讲的耐久性监测的

这个设备来看

其实耐久性监测是可以实现

用计算机来自动地采集数据的

那是不是就可以

代替人工的巡检了呢

目前还不能

现在的耐久性监测技术水平

还相对较低

尚不能完全取代定期的

或者是不定期的人工巡检

只有两者结合

才有可能会事半功倍

路老师

我们的混凝土耐久性

受非常多的因素影响

那么我们混凝土耐久性监测

主要包括哪些内容呢

当前的耐久性监测

主要包括以下内容

一是与钢筋混凝土劣化

相关的环境指标

比如温度 湿度 风速和风向

降雨 或者是降雪量等等

二是与混凝土劣化

直接相关的材料性能关键指标

比如前面提到的钢筋的电位

混凝土电阻

混凝土的pH值

混凝土的含水量等等

三是一些与材料劣化相关的应变

位移等等其它指标

路老师

这个结构耐久性监测听起来

并不是一个非常简单的事情

那是不是进行耐久性监测的时候

要有一些基本的原则去遵循呢

实施耐久性监测

其中一个最需要注意的原则是

当不能直接监测与劣化相关的

直接性能指标的时候

就可以通过监测多个间接的指标

或者是某些指标的变化值

来对其进行监测

比如可以通过钢筋电位 腐蚀电流

混凝土电阻值变化

混凝土的pH值

以及混凝土中的氯离子含量的变化

来对钢筋腐蚀的状况

进行综合地判定

好 这节课就先讲到这里

简要介绍了钢筋混凝土

耐久性监测的目的 内容和原则