高性能混凝土簡介

1、高性能混凝土(High Performance Concrete)石家莊鐵道大學(xué)石家莊鐵道大學(xué)羅永會(huì)羅永會(huì)155 3013 高性能混凝土(High Performance Concrete)1 概 述3 HPC的性能要求及檢測方法4 提高混凝土耐久性的措施2 混凝土結(jié)構(gòu)的劣化形式5 生產(chǎn)及檢測設(shè)備要求1 概 述一、HPC的相關(guān)概念二、HPC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)三、國內(nèi)外現(xiàn)狀四、推廣HPC的意義一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念1. 1. 背景背景l(fā)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，更多的不是因?yàn)閺?qiáng)度不足；混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，更多的不是因?yàn)閺?qiáng)度不足；l而是因?yàn)榈挚棺匀画h(huán)境劣化條件的耐久性不足。而是因?yàn)榈挚棺匀画h(huán)境劣化條件的耐久

2、性不足。(1)(1)國外情況國外情況(2)(2)國內(nèi)情況國內(nèi)情況一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念2. HPC2. HPC概念的發(fā)展概念的發(fā)展(1) 美國美國1984 年，法國發(fā)表第一篇關(guān)于年，法國發(fā)表第一篇關(guān)于HPC的論文；的論文；1990年年5月，在美國馬里蘭州由月，在美國馬里蘭州由 NIST 和和 ACI 主辦了主辦了第一次關(guān)于第一次關(guān)于HPC的國際研討會(huì)，會(huì)議首次提出關(guān)于的國際研討會(huì)，會(huì)議首次提出關(guān)于HPC的定義。的定義。高性能混凝土高性能混凝土具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土。例如易于澆注和壓實(shí)而不離析、高長期力學(xué)性能、土。例如易于澆注和壓實(shí)而不離析、高長期

3、力學(xué)性能、高早強(qiáng)、高韌性、體積穩(wěn)定、嚴(yán)酷環(huán)境中使用壽命長。高早強(qiáng)、高韌性、體積穩(wěn)定、嚴(yán)酷環(huán)境中使用壽命長。一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念(1) 美國美國(2) 日本日本(3) 歐洲歐洲(4) 中國中國 2. HPC2. HPC概念的發(fā)展概念的發(fā)展一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念CECS 207-2006 CECS 207-2006 高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程：采用常規(guī)材料和生產(chǎn)工藝，能保證混凝土結(jié)構(gòu)所要采用常規(guī)材料和生產(chǎn)工藝，能保證混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項(xiàng)力學(xué)性能，并具有高耐久性、高工作性和求的各項(xiàng)力學(xué)性能，并具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。高體積穩(wěn)定性的混凝土

4、。 這種混凝土在配比上的特點(diǎn)是摻加合格的礦物摻和這種混凝土在配比上的特點(diǎn)是摻加合格的礦物摻和料和高效減水劑，取用較低的水膠比和較少的水泥料和高效減水劑，取用較低的水膠比和較少的水泥用量，并在制作上通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使其達(dá)到用量，并在制作上通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使其達(dá)到良好的工作性、均勻性、密實(shí)性和體積穩(wěn)定性。良好的工作性、均勻性、密實(shí)性和體積穩(wěn)定性。高強(qiáng)混凝土就是高性能混凝土？高強(qiáng)混凝土就是高性能混凝土？高性能混凝土一定高強(qiáng)？高性能混凝土一定高強(qiáng)？2. HPC2. HPC概念的發(fā)展概念的發(fā)展一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念3. 3. 全壽命經(jīng)濟(jì)分析全壽命經(jīng)濟(jì)分析(LCCA)(LCCA)l 全壽命

5、經(jīng)濟(jì)分析理念誕生于全壽命經(jīng)濟(jì)分析理念誕生于19世紀(jì)中期，但直到世紀(jì)中期，但直到20世紀(jì)世紀(jì)30年代才被公眾所接受。年代才被公眾所接受。l 20世紀(jì)世紀(jì)60年代，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家和美國州立高速公路協(xié)會(huì)發(fā)年代，美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家和美國州立高速公路協(xié)會(huì)發(fā)布的紅皮書將全壽命設(shè)計(jì)概念引入到交通工程中；布的紅皮書將全壽命設(shè)計(jì)概念引入到交通工程中；l 1983年，美國公路研究基金立項(xiàng)推動(dòng)道路和橋梁結(jié)構(gòu)全壽年，美國公路研究基金立項(xiàng)推動(dòng)道路和橋梁結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)方法的研究；命設(shè)計(jì)方法的研究；l 1996年，美國聯(lián)邦公路局正式頒布了年，美國聯(lián)邦公路局正式頒布了“道路和橋梁結(jié)構(gòu)全道路和橋梁結(jié)構(gòu)全壽命設(shè)計(jì)指南。壽命設(shè)計(jì)指南。美國

6、：美國：“它是一個(gè)程序和方法，用于評(píng)價(jià)可行計(jì)劃項(xiàng)目的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值。它是一個(gè)程序和方法，用于評(píng)價(jià)可行計(jì)劃項(xiàng)目的總經(jīng)濟(jì)價(jià)值。包括初始成本和經(jīng)折現(xiàn)的進(jìn)一步成本包括初始成本和經(jīng)折現(xiàn)的進(jìn)一步成本整個(gè)壽命期內(nèi)的維護(hù)、整個(gè)壽命期內(nèi)的維護(hù)、修復(fù)、重建和表面翻新處理成本修復(fù)、重建和表面翻新處理成本” 。一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念3. 3. 全壽命經(jīng)濟(jì)分析全壽命經(jīng)濟(jì)分析(LCCA)(LCCA)全壽命周期成本全壽命周期成本(1) 機(jī)構(gòu)成本：機(jī)構(gòu)成本：l規(guī)劃與設(shè)計(jì)；規(guī)劃與設(shè)計(jì)；l施工及管理；施工及管理；l檢查；檢查；l維護(hù)與維修；維護(hù)與維修；l大修、更換、更新；大修、更換、更新；l殘值殘值l交通阻塞延誤；交通阻塞延

7、誤；l交通繞道；交通繞道；l環(huán)境損害；環(huán)境損害；l其它其它l荷載導(dǎo)致的損害；荷載導(dǎo)致的損害；l碰撞損害；碰撞損害；l地震、洪水；地震、洪水；l其它其它(2) 使用者成本：使用者成本： (3) 意外與風(fēng)險(xiǎn)成本意外與風(fēng)險(xiǎn)成本一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念3. 3. 全壽命經(jīng)濟(jì)分析全壽命經(jīng)濟(jì)分析一、一、HPC相關(guān)概念相關(guān)概念4. 4. 耐久性及耐久性設(shè)計(jì)耐久性及耐久性設(shè)計(jì)CECS 207 2006 高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程混凝土在所處工作環(huán)境下，長期抵抗劣化外力與劣化內(nèi)混凝土在所處工作環(huán)境下，長期抵抗劣化外力與劣化內(nèi)因的作用，維持其應(yīng)有性能的能力。因的作用，維持其應(yīng)有性能的能

8、力。耐久性設(shè)計(jì)：指設(shè)計(jì)中為抵抗環(huán)境因素的作用、提高設(shè)耐久性設(shè)計(jì)：指設(shè)計(jì)中為抵抗環(huán)境因素的作用、提高設(shè)計(jì)壽命而增加的一系列技術(shù)要求。計(jì)壽命而增加的一系列技術(shù)要求。例如材料的耐久性要求，結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)造，附件的可例如材料的耐久性要求，結(jié)構(gòu)的耐久性構(gòu)造，附件的可更換性及橋梁施工的質(zhì)量要求。更換性及橋梁施工的質(zhì)量要求。二、二、HPC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1. 1. 水泥石的孔結(jié)構(gòu)水泥石的孔結(jié)構(gòu)類類 別別名名 稱稱直直 徑徑對(duì)漿體性能影響對(duì)漿體性能影響粗粗 孔孔球形大孔球形大孔100015m強(qiáng)度、滲透性強(qiáng)度、滲透性毛細(xì)孔毛細(xì)孔大毛細(xì)孔大毛細(xì)孔100.05m強(qiáng)度、滲透性強(qiáng)度、滲透性小毛細(xì)孔小毛細(xì)孔5010n

9、m強(qiáng)度、滲透性、強(qiáng)度、滲透性、高濕度下的收縮高濕度下的收縮凝膠孔凝膠孔膠粒間孔膠粒間孔微微 孔孔層間孔層間孔102.5nm2.50.5nm0.5nm濕度濕度50%以下時(shí)的收縮以下時(shí)的收縮收縮、徐變收縮、徐變收縮、徐變收縮、徐變二、二、HPC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2. 2. 界面過渡區(qū)界面過渡區(qū)(1) 過渡區(qū)的形成過渡區(qū)的形成l水灰比梯度水灰比梯度lCH取向生長取向生長l水灰比高水灰比高l孔隙率大孔隙率大lCH、Aft多，結(jié)晶顆粒大多，結(jié)晶顆粒大lCH取向生長取向生長(2) 過渡層的特點(diǎn)過渡層的特點(diǎn)二、二、HPC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1) 孔隙率低，基本上不存在孔隙率低，基本上不存在100nm以上

10、的大孔；以上的大孔；(2) 水化物中水化物中CH減少，減少，CSH和和Aft增多；增多；(3) 未水化顆粒多，中心質(zhì)效應(yīng)增強(qiáng)；未水化顆粒多，中心質(zhì)效應(yīng)增強(qiáng)；(4) 界面過渡區(qū)得到優(yōu)化。界面過渡區(qū)得到優(yōu)化。三、國內(nèi)外現(xiàn)狀三、國內(nèi)外現(xiàn)狀A(yù)CI-201：1957成立，負(fù)責(zé)混凝土耐久性方面的研究，成立，負(fù)責(zé)混凝土耐久性方面的研究，1992年編制了耐久性混凝土指南；年編制了耐久性混凝土指南；RILEM：1960成立鋼筋銹蝕技術(shù)委員會(huì)；成立鋼筋銹蝕技術(shù)委員會(huì)；1996提出基提出基于破壞概率設(shè)計(jì)理論的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)概念；于破壞概率設(shè)計(jì)理論的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)概念；ASTM：每三年召開一次建筑材料耐久

11、性研討會(huì)；：每三年召開一次建筑材料耐久性研討會(huì)；日本、挪威、印度等國的研究機(jī)構(gòu)。日本、挪威、印度等國的研究機(jī)構(gòu)。1. 1. 國外情況國外情況三、國內(nèi)外現(xiàn)狀三、國內(nèi)外現(xiàn)狀l七五七五 (1986-1990)：大氣條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及使用年限；：大氣條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及使用年限；l八五八五 (1991-1995)：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及混凝土耐久性技術(shù)、工業(yè)廠房：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及混凝土耐久性技術(shù)、工業(yè)廠房混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究、重大土木與水利工程安全性與耐久性基礎(chǔ)研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究、重大土木與水利工程安全性與耐久性基礎(chǔ)研究l九五九五 (1996-2000)：重點(diǎn)工程混凝土安全性研究

12、：重點(diǎn)工程混凝土安全性研究l十五十五 (2001-2005)：青藏鐵路：青藏鐵路l十一五十一五 (2006-2010)：客運(yùn)專線：客運(yùn)專線/高速鐵路高速鐵路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：lCCES 01-2004 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及耐久性設(shè)計(jì)指南混凝土結(jié)構(gòu)耐久性及耐久性設(shè)計(jì)指南lCECS 207-2006 高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程lCECS 220-2007 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)lGB 50476-2008 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范1. 1. 國外情況國外情況2. 2. 國內(nèi)情況國內(nèi)情況三、國內(nèi)外現(xiàn)狀三、國內(nèi)外現(xiàn)狀3. 3. 當(dāng)

13、前的嚴(yán)峻形勢(shì)當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢(shì)l建設(shè)速度；建設(shè)速度；l新材料、新工藝；新材料、新工藝；l大型工程建設(shè)；大型工程建設(shè)；l特殊環(huán)境開發(fā)利用特殊環(huán)境開發(fā)利用1. 1. 國外情況國外情況2. 2. 國內(nèi)情況國內(nèi)情況四、推廣四、推廣HPC的意義的意義l 普通砼工程的維修費(fèi)用急劇增大，使用壽命普通砼工程的維修費(fèi)用急劇增大，使用壽命受到影響；受到影響；l 傳統(tǒng)砼的強(qiáng)度及性能越來越難以滿足要求，傳統(tǒng)砼的強(qiáng)度及性能越來越難以滿足要求，水泥用量增大使砼的體積穩(wěn)定性變差，容易水泥用量增大使砼的體積穩(wěn)定性變差，容易開裂；開裂；l 混凝土施工要求越來越高，要求和易性好、混凝土施工要求越來越高，要求和易性好、可泵性好；可泵性

14、好；l 發(fā)展發(fā)展HPCHPC是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證可持續(xù)發(fā)展道是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證可持續(xù)發(fā)展道路的需要。路的需要。2 混凝土的劣化形式二、凍融破壞三、化學(xué)侵蝕四、堿骨料反應(yīng)一、鋼筋銹蝕五、磨蝕、風(fēng)蝕、沖刷2 混凝土的劣化形式Metha：當(dāng)今世界混凝土破壞的主要原因?yàn)殇摻钿P蝕、：當(dāng)今世界混凝土破壞的主要原因?yàn)殇摻钿P蝕、寒冷氣候下的凍害、侵蝕環(huán)境下的物理化學(xué)作用。寒冷氣候下的凍害、侵蝕環(huán)境下的物理化學(xué)作用。(1991年第二屆混凝土耐久性會(huì)議主題報(bào)告：混凝土年第二屆混凝土耐久性會(huì)議主題報(bào)告：混凝土耐久性耐久性-50年的進(jìn)展年的進(jìn)展)2 混凝土的劣化形式Metha：當(dāng)今世界混凝土破壞的主要原因?yàn)殇摻钿P蝕

15、、：當(dāng)今世界混凝土破壞的主要原因?yàn)殇摻钿P蝕、寒冷氣候下的凍害、侵蝕環(huán)境下的物理化學(xué)作用。寒冷氣候下的凍害、侵蝕環(huán)境下的物理化學(xué)作用。(1991年第二屆混凝土耐久性會(huì)議主題報(bào)告：混凝土年第二屆混凝土耐久性會(huì)議主題報(bào)告：混凝土耐久性耐久性-50年的進(jìn)展年的進(jìn)展)本地的具體情況：本地的具體情況：溫度低；溫度低；溫差大；溫差大；風(fēng)沙大；風(fēng)沙大；雨量少；雨量少；撒鹽除冰。撒鹽除冰。鋼筋銹蝕；鋼筋銹蝕；凍融破壞及鹽凍；凍融破壞及鹽凍；風(fēng)蝕。風(fēng)蝕。一、鋼筋銹蝕一、鋼筋銹蝕電化學(xué)腐蝕：電化學(xué)腐蝕：lFe-2e=Fe2+lH2O+O2+4e=4OH-發(fā)生條件發(fā)生條件l陽極反應(yīng)：脫鈍陽極反應(yīng)：脫鈍l陰極反應(yīng)：陰極

16、反應(yīng)：H2O、O2l離子和電子通路離子和電子通路1. 1. 銹蝕機(jī)理銹蝕機(jī)理一、鋼筋銹蝕一、鋼筋銹蝕1. 1. 銹蝕機(jī)理銹蝕機(jī)理FeFeOFe3O4Fe2O3Fe(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)33H2O0123457611.92.22.53.74.16.5T0T1T2時(shí)間銹蝕量脫鈍縱向開裂破壞一、鋼筋銹蝕一、鋼筋銹蝕lpH值；值；l氯離子濃度；氯離子濃度；l環(huán)境溫濕度；環(huán)境溫濕度；l混凝土飽水度、電阻抗；混凝土飽水度、電阻抗；l保護(hù)層滲透性保護(hù)層滲透性2. 2. 影響因素影響因素1. 1. 銹蝕機(jī)理銹蝕機(jī)理l減少氯離子含量和侵入；減少氯離子含量和侵入；l保護(hù)層厚度及質(zhì)量保護(hù)層厚度及質(zhì)量3

17、. 3. 預(yù)防措施預(yù)防措施二、凍融破壞二、凍融破壞(1) 靜水壓假說靜水壓假說(2) 滲透壓假說滲透壓假說(3) 鹽凍鹽凍1. 1. 破壞機(jī)理破壞機(jī)理二、凍融破壞二、凍融破壞(1) 靜水壓假說靜水壓假說(2) 滲透壓假說滲透壓假說(3) 鹽凍鹽凍l初始飽水度提高：鹽類的吸濕性和保水性初始飽水度提高：鹽類的吸濕性和保水性l滲透壓、結(jié)晶壓滲透壓、結(jié)晶壓l結(jié)冰速度和降溫速度加快使靜水壓增大結(jié)冰速度和降溫速度加快使靜水壓增大1. 1. 破壞機(jī)理破壞機(jī)理二、凍融破壞二、凍融破壞2. 2. 影響因素影響因素(1) 氣泡間距；氣泡間距；(2) 飽水程度；飽水程度；(3) 骨料特性；骨料特性；(4) 混凝土強(qiáng)

18、度；混凝土強(qiáng)度；(5) 凍結(jié)溫度、速度凍結(jié)溫度、速度1. 1. 破壞機(jī)理破壞機(jī)理3. 3. 預(yù)防措施預(yù)防措施適當(dāng)引氣適當(dāng)引氣三、化學(xué)侵蝕三、化學(xué)侵蝕(1) 環(huán)境水環(huán)境水(2) 酸堿酸堿(3) 硫酸鹽硫酸鹽(4) 結(jié)晶侵蝕結(jié)晶侵蝕2. 2. 影響因素影響因素(1) 侵蝕介質(zhì)侵蝕介質(zhì)(2) 滲透性能滲透性能(3) 水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物l Ca(OH)2溶出溶出l 水泥石分解水泥石分解(穩(wěn)定濃度穩(wěn)定濃度1.3g/L)l 其它腐蝕性介質(zhì)其它腐蝕性介質(zhì)l E鹽腐蝕鹽腐蝕(Ettringite)250mg/Ll G鹽腐蝕鹽腐蝕(Gypsm) 1000mg/Ll 碳硫硅鈣石碳硫硅鈣石 l DEF1. 1. 侵蝕

19、機(jī)理侵蝕機(jī)理四、堿骨料反應(yīng)四、堿骨料反應(yīng)(1) ASR2. 2. 發(fā)生條件發(fā)生條件l骨料具有堿活性骨料具有堿活性l可溶性堿可溶性堿(Na2O+0.658K2O)l潮濕環(huán)境潮濕環(huán)境OHnSiOOROHSiOOR2222223232323233)()(CaCOROHOHCaCORCORCaCOOHMgMgCOCaCOROH(2) ACR1. AAR1. AAR機(jī)理機(jī)理3. 3. 預(yù)防措施預(yù)防措施l非活性集料非活性集料l減少可溶性堿減少可溶性堿(Na2O+0.658K2O)l減少與水接觸減少與水接觸l引氣引氣3 HPC的性能要求及檢測方法二、混凝土的體積穩(wěn)定性三、混凝土的力學(xué)性能四、混凝土的耐久性一

20、、新拌混凝土的性能一、新拌混凝土的性能一、新拌混凝土的性能1. 1. 和易性和易性(1) 和易性的概念和易性的概念l坍落度坍落度/擴(kuò)展度擴(kuò)展度l坍流時(shí)間坍流時(shí)間l坍落度損失坍落度損失l泌水率泌水率l流動(dòng)性流動(dòng)性l粘聚性粘聚性l保水性保水性(2) 和易性的要求和易性的要求一、新拌混凝土一、新拌混凝土2. 2. 含氣量含氣量(1) 測定原理測定原理(2) 測定方法測定方法(3) 要要 求求環(huán)境條件環(huán)境條件無抗凍要求無抗凍要求有抗凍要求有抗凍要求D1D2、D3D4含氣量含氣量2.04.05.05.5l測定混凝土的含氣量測定混凝土的含氣量Ac；l測定骨料含氣量測定骨料含氣量Ag；lA=Ac-Ag二、體

21、積穩(wěn)定性二、體積穩(wěn)定性1. 1. 混凝土開裂的原因混凝土開裂的原因(1) 外界荷載外界荷載(2) 次應(yīng)力次應(yīng)力(3) 膨脹膨脹(4) 收縮收縮恒載、活載、風(fēng)雪、吊車、地震恒載、活載、風(fēng)雪、吊車、地震水化熱、溫度變化、地基變形水化熱、溫度變化、地基變形f-CaO、AAR、化學(xué)腐蝕、凍融、化學(xué)腐蝕、凍融、DEF混凝土凝結(jié)硬化后，抵抗收縮開裂，混凝土凝結(jié)硬化后，抵抗收縮開裂，保持原有體積穩(wěn)定的性能。保持原有體積穩(wěn)定的性能。 l化學(xué)收縮化學(xué)收縮l干縮和自收縮干縮和自收縮l溫度收縮溫度收縮l碳化收縮碳化收縮l塑性收縮塑性收縮二、體積穩(wěn)定性二、體積穩(wěn)定性2. 2. 抗裂性檢測方法抗裂性檢測方法(1) 收縮

22、率收縮率(2) 抗裂性抗裂性三、混凝土力學(xué)性能三、混凝土力學(xué)性能1. 1. 抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度l試驗(yàn)齡期：試驗(yàn)齡期：56dl養(yǎng)護(hù)要求：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、同條件養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)要求：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、同條件養(yǎng)護(hù)2. 2. 彈性模量彈性模量四、混凝土的耐久性四、混凝土的耐久性1. 1. 電通量電通量60 V 6h 0.3M NaOH、3%NaCl養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)(鉆芯鉆芯)側(cè)封側(cè)封真空真空(5kPa 3h) 注水浸泡注水浸泡1h常壓飽水常壓飽水18h讀數(shù)：讀數(shù)：5min/10min/30min(1) 原理及設(shè)備原理及設(shè)備(2) 試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟(3) 電通量計(jì)算電通量計(jì)算(4) 結(jié)果處理結(jié)果處理積分（時(shí)間積分（時(shí)間: s）；）；以

23、直徑以直徑95mm為基準(zhǔn)為基準(zhǔn)有有1個(gè)超差個(gè)超差15剔除，剔除，有有2個(gè)超出取中間值。個(gè)超出取中間值。四、混凝土的耐久性四、混凝土的耐久性2. 2. 抗凍性抗凍性300/NPKn(1) 原理及設(shè)備原理及設(shè)備(2) 等級(jí)評(píng)定等級(jí)評(píng)定l快速凍融機(jī)、快速凍融機(jī)、l動(dòng)彈模測定儀、動(dòng)彈模測定儀、l臺(tái)秤臺(tái)秤(20kg、感量、感量5g)l抗凍等級(jí)：抗凍等級(jí)：5%；60% l相對(duì)耐久性系數(shù)相對(duì)耐久性系數(shù)Kn：四、混凝土的耐久性四、混凝土的耐久性3. 3. 堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)(1) 技術(shù)要求技術(shù)要求TB/T 3054-2002 鐵路混凝土工程預(yù)防堿鐵路混凝土工程預(yù)防堿骨料反應(yīng)技術(shù)條件骨料反應(yīng)技術(shù)條件首先用巖相

24、法檢測，堿碳酸鹽反應(yīng)活性骨料不能使用；首先用巖相法檢測，堿碳酸鹽反應(yīng)活性骨料不能使用；對(duì)于堿硅反應(yīng)的骨料：對(duì)于堿硅反應(yīng)的骨料：膨脹率膨脹率0.1 膨脹率膨脹率0.10.2% 膨脹率膨脹率0.20.3%可以使用可以使用 限制堿含量限制堿含量 附加預(yù)防措施附加預(yù)防措施(2) 相關(guān)檢測方法相關(guān)檢測方法l檢測檢測ASR的砂漿棒法的砂漿棒法l檢測抑制措施有效性的方法檢測抑制措施有效性的方法l堿含量檢測方法堿含量檢測方法四、混凝土的耐久性四、混凝土的耐久性4. 4. 抗?jié)B性抗?jié)B性(1) 試件制作試件制作(2) 試件密封試件密封(3) 加壓制度加壓制度(4) 等級(jí)評(píng)定等級(jí)評(píng)定圓臺(tái)型（圓臺(tái)型（17518515

25、0）拆模后用鋼絲刷刷去端面水泥漿膜；拆模后用鋼絲刷刷去端面水泥漿膜；試驗(yàn)前試驗(yàn)前1d取出試件晾干，刷毛密封；取出試件晾干，刷毛密封；從從0.1MPa開始，開始，以后每隔以后每隔8h增加水壓增加水壓0.1MPa；六個(gè)試件中有三個(gè)滲水即可停止試驗(yàn)。六個(gè)試件中有三個(gè)滲水即可停止試驗(yàn)。PH0.16個(gè)試件中個(gè)試件中4個(gè)不滲水所能抵抗的最大水壓個(gè)不滲水所能抵抗的最大水壓四、混凝土的耐久性四、混凝土的耐久性5. 5. 抗腐蝕性抗腐蝕性(1) 試驗(yàn)原理試驗(yàn)原理(3) 試驗(yàn)步驟試驗(yàn)步驟(4) 結(jié)果與要求結(jié)果與要求千斤頂壓力機(jī)千斤頂壓力機(jī)(15kN)、抗折機(jī)、抗折機(jī)(0.8N/s)、球形拌和鍋、三聯(lián)試模球形拌和鍋

26、、三聯(lián)試模(101060)配料：配料：100g；2.5；0.50；成型：成型：8MPa5s；6組組18個(gè)；個(gè)；養(yǎng)護(hù)：濕汽養(yǎng)護(hù)：濕汽1d，溫水養(yǎng)護(hù)，溫水養(yǎng)護(hù)(501)7d浸泡：浸泡：203清水清水 200ml 203硫酸鈉溶液硫酸鈉溶液(3)，每天一次用，每天一次用1N硫酸中和硫酸中和破型：破型：0.8N/s抗折強(qiáng)度取中間抗折強(qiáng)度取中間7個(gè)的平均值，精確到個(gè)的平均值，精確到0.01；抗蝕系數(shù)精確到抗蝕系數(shù)精確到0.01，要求大于，要求大于0.80(2) 儀器設(shè)備儀器設(shè)備在在Na2SO4溶液中浸泡生成溶液中浸泡生成Aft降低抗折強(qiáng)度降低抗折強(qiáng)度4 提高耐久性的綜合措施三、施工控制三、施工控制四、附

27、加措施四、附加措施二、原材料二、原材料一、設(shè)一、設(shè) 計(jì)計(jì)一、設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)l提高設(shè)計(jì)等級(jí)提高設(shè)計(jì)等級(jí)l混凝土保護(hù)層混凝土保護(hù)層l防排水防排水l附加保護(hù)措施附加保護(hù)措施不是按強(qiáng)度，而主要是按耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)；不是按強(qiáng)度，而主要是按耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)；根據(jù)不同的環(huán)境條件和等級(jí)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)根據(jù)不同的環(huán)境條件和等級(jí)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)l碳化環(huán)境：碳化環(huán)境：T13 l氯鹽環(huán)境：氯鹽環(huán)境：L13l化學(xué)侵蝕環(huán)境：化學(xué)侵蝕環(huán)境：H14 l凍融破壞環(huán)境：凍融破壞環(huán)境：D14l磨蝕環(huán)境：磨蝕環(huán)境：M13一、設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)使用環(huán)境調(diào)查：使用環(huán)境調(diào)查：氣候條件：大氣歷史溫度和凍融循環(huán)交替的情況；氣候條件：大氣歷史溫度和凍融循環(huán)交替

28、的情況；地質(zhì)條件：地下水位，土質(zhì)及水質(zhì)化學(xué)成份和含量、地質(zhì)條件：地下水位，土質(zhì)及水質(zhì)化學(xué)成份和含量、水文、河流沖刷情況等；水文、河流沖刷情況等；大氣環(huán)境：空氣相對(duì)濕度情況，侵蝕性氣體（二氧大氣環(huán)境：空氣相對(duì)濕度情況，侵蝕性氣體（二氧化硫、酸雨、二氧化碳）的成份含量?；?、酸雨、二氧化碳）的成份含量。環(huán)境等級(jí)評(píng)價(jià)：環(huán)境等級(jí)評(píng)價(jià)：環(huán)境等級(jí)的不同決定了不同的耐久性設(shè)計(jì)內(nèi)容。根環(huán)境等級(jí)的不同決定了不同的耐久性設(shè)計(jì)內(nèi)容。根據(jù)環(huán)境狀況類型的不同，預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生不同類型的侵據(jù)環(huán)境狀況類型的不同，預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生不同類型的侵蝕作用。對(duì)于特定的部位，可以確定可能發(fā)生的環(huán)蝕作用。對(duì)于特定的部位，可以確定可能發(fā)生的環(huán)境耐久性

29、問題的類型及嚴(yán)重程度。境耐久性問題的類型及嚴(yán)重程度。一、設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)耐久性材料選擇：確定橋位環(huán)境等級(jí)后，可以有針耐久性材料選擇：確定橋位環(huán)境等級(jí)后，可以有針對(duì)性的選擇相應(yīng)的橋梁結(jié)構(gòu)材料。例如防凍混凝土、對(duì)性的選擇相應(yīng)的橋梁結(jié)構(gòu)材料。例如防凍混凝土、耐腐蝕混凝土、高性能混凝土、環(huán)氧涂層鋼筋、耐耐腐蝕混凝土、高性能混凝土、環(huán)氧涂層鋼筋、耐候鋼、涂層或涂料等。候鋼、涂層或涂料等。耐久性構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)：耐久性構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)：合適的混凝土護(hù)層厚度；合適的混凝土護(hù)層厚度；有效合理的伸縮縫、排水管道、通氣孔等；有效合理的伸縮縫、排水管道、通氣孔等；可檢性、可換性和可加固性?？蓹z性、可換性和可加固性。二、原材料二

30、、原材料1. 1. 水泥水泥品種；細(xì)度；堿含量；品種；細(xì)度；堿含量；C3A；f-CaO；氯離子；氯離子項(xiàng)項(xiàng) 目目技術(shù)要求技術(shù)要求細(xì)細(xì) 度度350m350m2 2/kg/kgf-CaOf-CaO1.0%1.0%堿含量堿含量0.80% 0.80% ，0.60% 0.60% （AARAAR或或C40C40及以上）及以上）C C3 3A A含量含量非氯鹽環(huán)境下非氯鹽環(huán)境下8%8%，氯鹽環(huán)境下氯鹽環(huán)境下10%10%，預(yù)制梁預(yù)制梁6%6%氯離子含量氯離子含量0.10%0.10%（鋼筋混凝土）（鋼筋混凝土）0.06%0.06%（預(yù)應(yīng)力混凝土）（預(yù)應(yīng)力混凝土）二、原材料二、原材料2. 2. 摻合料摻合料早期：

31、一為節(jié)約水泥，獲取經(jīng)濟(jì)效益；二為減早期：一為節(jié)約水泥，獲取經(jīng)濟(jì)效益；二為減小大體積混凝土溫升，避免溫度裂縫。小大體積混凝土溫升，避免溫度裂縫。今天：今天：改善混凝土的微結(jié)構(gòu)和許多重要性能，改善混凝土的微結(jié)構(gòu)和許多重要性能，而且還具有節(jié)約能源、保護(hù)資源和減小環(huán)境污而且還具有節(jié)約能源、保護(hù)資源和減小環(huán)境污染等多重意義。染等多重意義。 l摻合料具有一定的活性，改善過渡區(qū)；摻合料具有一定的活性，改善過渡區(qū)；l體積和形態(tài)效應(yīng)改善混凝土的和易性；體積和形態(tài)效應(yīng)改善混凝土的和易性；l密實(shí)效應(yīng)改善混凝土的耐久性；密實(shí)效應(yīng)改善混凝土的耐久性；l對(duì)水泥的分散作用，降低水膠比，改善水泥在低水膠對(duì)水泥的分散作用，降低

32、水膠比，改善水泥在低水膠比下的水化環(huán)境；比下的水化環(huán)境；l延緩初期水化速率，形成較低水膠比、較大水灰比的延緩初期水化速率，形成較低水膠比、較大水灰比的有利環(huán)境；有利環(huán)境；l降低溫升，減小早期開裂的風(fēng)險(xiǎn)。降低溫升，減小早期開裂的風(fēng)險(xiǎn)。二、原材料二、原材料2. 2. 摻合料技術(shù)要求摻合料技術(shù)要求- -粉煤灰粉煤灰項(xiàng)項(xiàng) 目目C50以下以下C50及以上及以上細(xì)細(xì) 度度2512需水量比需水量比10595燒失量燒失量8.05.0氯離子氯離子0.020.02SO3 3.03.0CaO1010f-CaO1.01.0二、原材料二、原材料2. 2. 摻合料技術(shù)要求摻合料技術(shù)要求- -礦渣粉礦渣粉礦渣粉礦渣粉GB/

33、T18736高性能混凝土高性能混凝土密密 度度2.80細(xì)細(xì) 度度350500流動(dòng)度比流動(dòng)度比95燒失量燒失量3.03.0MgO14.014.0SO34.04.0氯離子氯離子0.020.06含水量含水量1.0活性指數(shù)活性指數(shù)7d 75/ 28d 95二、原材料二、原材料3. 3. 外加劑外加劑l 宜摻用減水劑、緩凝劑、引氣劑等或其復(fù)合制劑；宜摻用減水劑、緩凝劑、引氣劑等或其復(fù)合制劑；l 不得采用氯鹽類、硫酸鹽類的早強(qiáng)劑及與其復(fù)配的不得采用氯鹽類、硫酸鹽類的早強(qiáng)劑及與其復(fù)配的早強(qiáng)減水劑，盡量避免使用防凍劑；早強(qiáng)減水劑，盡量避免使用防凍劑；l 必須注意外加劑的相容性問題。必須注意外加劑的相容性問題。

34、二、原材料二、原材料3. 3. 外加劑外加劑項(xiàng) 目早強(qiáng)型標(biāo)準(zhǔn)型緩凝型減水率減水率含氣量含氣量1h坍落度保留值坍落度保留值/150常壓泌水率比常壓泌水率比202020壓力泌水壓力泌水泵送泵送9090901d180170/抗壓強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度比3d170160/7130140130凝結(jié)時(shí)間差90/12090/12090收縮率比125125125甲 醛0.050.050.05硫酸鈉101010氯離子0.60.60.6堿含量101010l減水劑減水劑l緩凝劑緩凝劑l引氣劑引氣劑二、原材料二、原材料4. 4. 細(xì)骨料細(xì)骨料JGJ 52JGJ 52高性能混凝土高性能混凝土項(xiàng) 目C6

35、0C25C50C50梁顆粒級(jí)配顆粒級(jí)配2.63.0含泥量含泥量2.02.03.03.05.05.02.52.0泥塊含量泥塊含量0.50.51 12 20.50.5云母云母2/12/12/12/12/12/10.50.5輕物質(zhì)輕物質(zhì)1.01.01.01.01.01.00.50.5有機(jī)物有機(jī)物0.950.950.950.950.95吸水率22堅(jiān)固性8/108/108/1088氯離子0.06/0.020.020.02硫1.01.01.00.50.5堿活性0.100.10二、原材料二、原材料5. 5. 粗骨料粗骨料JGJ52高性能C60C25C50C50梁含泥量含泥量0.50.51.01.02.02.

36、01.00.5泥塊含量泥塊含量0.20.20.50.50.70.70.20.2抗壓強(qiáng)度1.21.21.21.51.5壓碎指標(biāo)壓碎指標(biāo)同同JGJJGJ10針片狀針片狀8 81515252585空隙率空隙率4040吸水率2/12/1堅(jiān)固性8/128/128/128/5(預(yù))8/5(預(yù))氯離子0.020.02硫1.01.11.20.50.5堿活性0.100.10二、原材料二、原材料5. 5. 施工用水施工用水水水JGJ 63-2006JGJ 63-2006高性能混凝土高性能混凝土預(yù)應(yīng)力普通砼預(yù)應(yīng)力普通砼pHpH4.54.56.56.5不溶物不溶物2000500020002000可溶物可溶物50001

37、000020005000氯化物氯化物100050005001000200200氯鹽環(huán)境硫酸鹽硫酸鹽200020006002000堿含量堿含量/15001500強(qiáng)度比9090凝時(shí)差3030三、施工三、施工1. 1. 配合比設(shè)計(jì)要求配合比設(shè)計(jì)要求2. 2. 混凝土生產(chǎn)混凝土生產(chǎn)3. 3. 運(yùn)輸與澆筑運(yùn)輸與澆筑4. 4. 養(yǎng)護(hù)及溫控養(yǎng)護(hù)及溫控5. 5. 質(zhì)量控制措施質(zhì)量控制措施三、施工三、施工(1) 水膠比和膠材用量、摻合料用量；水膠比和膠材用量、摻合料用量；(2) 核算堿含量和氯離子含量；核算堿含量和氯離子含量；(3) 坍落度、泌水率、含氣量；坍落度、泌水率、含氣量；(4) 強(qiáng)度強(qiáng)度(56d)、抗

38、裂性、耐久性、抗裂性、耐久性(電通量等電通量等)1. 1. 配合比設(shè)計(jì)要求配合比設(shè)計(jì)要求三、施工三、施工(1) 材料管理材料管理2. 2. 混凝土生產(chǎn)混凝土生產(chǎn)l選料與進(jìn)料；選料與進(jìn)料；l儲(chǔ)存標(biāo)志；儲(chǔ)存標(biāo)志；l防潮、防水防潮、防水l設(shè)備要求；設(shè)備要求；l計(jì)量偏差要求；計(jì)量偏差要求；l用水量修正；用水量修正；l投料順序和攪拌時(shí)間投料順序和攪拌時(shí)間細(xì)骨料細(xì)骨料/ /粉料粉料/ /外加劑（攪拌均勻）外加劑（攪拌均勻）加水?dāng)嚢杓铀當(dāng)嚢杓尤氪止橇蠑嚢杓尤氪止橇蠑嚢?2) 計(jì)量與攪拌計(jì)量與攪拌三、施工三、施工3. 3. 運(yùn)輸與澆筑運(yùn)輸與澆筑l澆筑混凝土的自由落高不得超過澆筑混凝土的自由落高不得超過2m2m

39、； l混凝土澆筑過程中，要防止碰撞模板、鋼筋、預(yù)埋件；混凝土澆筑過程中，要防止碰撞模板、鋼筋、預(yù)埋件； l混凝土振搗要防止漏振，也要避免過振混凝土振搗要防止漏振，也要避免過振 l不宜用翻斗車、手推車，宜用罐車運(yùn)輸；不宜用翻斗車、手推車，宜用罐車運(yùn)輸；三、施工三、施工4. 4. 養(yǎng)護(hù)及溫控養(yǎng)護(hù)及溫控l應(yīng)避免混凝土失水引起早期裂縫；應(yīng)避免混凝土失水引起早期裂縫；l養(yǎng)護(hù)劑的使用；養(yǎng)護(hù)劑的使用；l應(yīng)注意溫度應(yīng)力產(chǎn)生的開裂問題。應(yīng)注意溫度應(yīng)力產(chǎn)生的開裂問題。l澆筑溫度；澆筑溫度；l養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)控制混凝土內(nèi)部最高溫度不超過養(yǎng)護(hù)期間應(yīng)控制混凝土內(nèi)部最高溫度不超過60；l應(yīng)采取措施縮小混凝土的內(nèi)部溫差；應(yīng)采取措施縮小混凝土的內(nèi)部溫差；l防止混凝土表面溫度發(fā)生劇烈變化。防止混凝土表面溫度發(fā)生劇烈變化。環(huán)境因素（曝曬、氣溫聚降）；環(huán)境因素（曝曬、氣溫聚降）；灑水養(yǎng)護(hù)；灑水養(yǎng)護(hù)；拆模。拆模。三、施工三、施工(1) 原材料原材料5. 5. 質(zhì)量控制措施質(zhì)量控制措施(2) 混凝土混凝土(3) 結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)體l進(jìn)場檢驗(yàn)進(jìn)場檢驗(yàn)- -質(zhì)量證明文件質(zhì)量證明文件l定期檢驗(yàn)定期檢驗(yàn)l常規(guī)檢驗(yàn)常規(guī)檢驗(yàn)坍落度、含氣量、泌水率、溫度坍落度、含氣量、泌水率、溫度強(qiáng)度、彈模、電通量、抗?jié)B抗凍性強(qiáng)度、彈模、電通量、抗?jié)B抗凍性保護(hù)層厚度；保護(hù)層厚度；裂縫寬度；裂縫寬度；氣泡間距系數(shù)；氣泡間距系數(shù)；溫度檢測；溫度檢測；