混凝土耐久性關(guān)鍵技術(shù)講座.ppt

1、 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)對(duì)氣候、化學(xué)侵混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是指結(jié)構(gòu)對(duì)氣候、化學(xué)侵蝕、物理作用或任何其他破壞過程的抵抗能力。蝕、物理作用或任何其他破壞過程的抵抗能力。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題主要表現(xiàn)為：混凝土損傷混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題主要表現(xiàn)為：混凝土損傷（裂縫、破碎、磨損等）；鋼筋的銹蝕、脆化、疲勞（裂縫、破碎、磨損等）；鋼筋的銹蝕、脆化、疲勞、應(yīng)力腐蝕；鋼筋與混凝土之間粘結(jié)錨固作用的削弱、應(yīng)力腐蝕；鋼筋與混凝土之間粘結(jié)錨固作用的削弱等三個(gè)方面。等三個(gè)方面。 主要影響因素：主要影響因素： 材料的自身特性、設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量、環(huán)境條件、材料的自身特性、設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量、環(huán)境條件、使用條件和防護(hù)措施。使用

2、條件和防護(hù)措施。 l鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕 氯離子引起氯離子引起 水水 氧氧 近海環(huán)境、除冰鹽環(huán)境，氯離子從外表侵入近海環(huán)境、除冰鹽環(huán)境，氯離子從外表侵入 海砂、防凍鹽用于混凝土，氯離子拌入海砂、防凍鹽用于混凝土，氯離子拌入 碳化引起碳化引起 二氧化碳二氧化碳 水水 氧氧l凍融破壞凍融破壞 水飽和水飽和程度程度 凍融循環(huán)次數(shù)凍融循環(huán)次數(shù) 混凝土損傷剝落混凝土損傷剝落l硫酸鹽、酸、軟水侵蝕硫酸鹽、酸、軟水侵蝕l堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)1 1）一般作用）一般作用 一般荷載與強(qiáng)制變形一般荷載與強(qiáng)制變形 永久荷載永久荷載- - 自重，土壓力自重，土壓力 可變荷載可變荷載- - 使用荷載（人群、車輛）、風(fēng)、雪使用

3、荷載（人群、車輛）、風(fēng)、雪2 2）偶然作用）偶然作用 地震、爆炸、撞擊等地震、爆炸、撞擊等3 3）環(huán)境作用（或環(huán)境影響）環(huán)境作用（或環(huán)境影響） 溫度、濕度及其變化，降水，冰凍等大氣作用；溫度、濕度及其變化，降水，冰凍等大氣作用； 土體、水體、空氣中有害化學(xué)物質(zhì)作用土體、水體、空氣中有害化學(xué)物質(zhì)作用作用作用承載力極限狀態(tài)下承載力極限狀態(tài)下安全性安全性正常使用下正常使用下適用性適用性設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主要內(nèi)容規(guī)定作用規(guī)定作用下構(gòu)件承下構(gòu)件承載力安全載力安全性性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)整體整體牢固牢固性性變形、變形、裂縫、裂縫、振動(dòng)等振動(dòng)等控制控制耐久性耐久性一般一般作用作用疲勞疲勞持久持久荷載荷載強(qiáng)度設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)

4、計(jì)（力學(xué)計(jì)算）（力學(xué)計(jì)算）偶然偶然作用作用整體牢固整體牢固性設(shè)計(jì)性設(shè)計(jì)環(huán)境環(huán)境作用作用安全性通過正常使用下安全性通過正常使用下的適用性加以保證的適用性加以保證（將劣化程度控制在規(guī)（將劣化程度控制在規(guī)定的容許值以內(nèi)）定的容許值以內(nèi)）耐久性耐久性（防腐蝕）（防腐蝕）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)l混凝土是世上用量最大的人造材料混凝土是世上用量最大的人造材料l基礎(chǔ)設(shè)施工程主要用混凝土結(jié)構(gòu)建造基礎(chǔ)設(shè)施工程主要用混凝土結(jié)構(gòu)建造l混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性已成為世界性問題混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性已成為世界性問題1998年美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)年美國(guó)土木工程學(xué)會(huì)報(bào)告報(bào)告 美國(guó)現(xiàn)有美國(guó)現(xiàn)有29%29%以上的橋梁和以上的橋梁和1/31/3以上的道路老以

5、上的道路老化，有化，有21002100個(gè)水壩不安全，估計(jì)需有個(gè)水壩不安全，估計(jì)需有1.31.3萬(wàn)萬(wàn)億美元改善其安全狀態(tài)億美元改善其安全狀態(tài)又據(jù)資料報(bào)道又據(jù)資料報(bào)道 到到2020世紀(jì)末美國(guó)共有橋梁約世紀(jì)末美國(guó)共有橋梁約100100萬(wàn)座，超過萬(wàn)座，超過1/41/4有缺陷有缺陷 由于改進(jìn)了橋梁耐久性設(shè)計(jì)方法并采用了許多由于改進(jìn)了橋梁耐久性設(shè)計(jì)方法并采用了許多新的防腐技術(shù)，美國(guó)新建橋梁的耐久性比二、三新的防腐技術(shù)，美國(guó)新建橋梁的耐久性比二、三十年前有很大改善，預(yù)期已能滿足十年前有很大改善，預(yù)期已能滿足75年以上設(shè)計(jì)年以上設(shè)計(jì)壽命壽命 但是過去建成的橋梁已無(wú)法改變，仍將繼續(xù)為但是過去建成的橋梁已無(wú)法改變

6、，仍將繼續(xù)為其付出昂貴的維修費(fèi)用直至最后拆除重建其付出昂貴的維修費(fèi)用直至最后拆除重建 美國(guó)每年用于基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)的費(fèi)用約為這些基礎(chǔ)美國(guó)每年用于基礎(chǔ)設(shè)施修復(fù)的費(fèi)用約為這些基礎(chǔ)設(shè)施總資產(chǎn)的設(shè)施總資產(chǎn)的10%10% 研究認(rèn)為，對(duì)于橋梁等生命線工程，因修復(fù)、更研究認(rèn)為，對(duì)于橋梁等生命線工程，因修復(fù)、更換造成交通延誤等間接損失更大，間接經(jīng)濟(jì)損失是換造成交通延誤等間接損失更大，間接經(jīng)濟(jì)損失是直接用于橋梁修復(fù)費(fèi)用的直接用于橋梁修復(fù)費(fèi)用的1010倍。倍。在加拿大，為修復(fù)其劣化損壞的全部基礎(chǔ)設(shè)施工在加拿大，為修復(fù)其劣化損壞的全部基礎(chǔ)設(shè)施工程估計(jì)需耗費(fèi)程估計(jì)需耗費(fèi)5000億美元億美元 在英國(guó)，據(jù)說有在英國(guó)，據(jù)說有1

7、/31/3的橋梁需要修復(fù)的橋梁需要修復(fù) 發(fā)達(dá)國(guó)家土建設(shè)施腐蝕造成的年損失發(fā)達(dá)國(guó)家土建設(shè)施腐蝕造成的年損失約占約占gdp的的1.52%，其中主要是混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕，其中主要是混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕70年代起，混凝土耐久性問題開始在發(fā)達(dá)國(guó)家大年代起，混凝土耐久性問題開始在發(fā)達(dá)國(guó)家大量出現(xiàn)。量出現(xiàn)。針對(duì)混凝土過早劣化，發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高混凝土針對(duì)混凝土過早劣化，發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高混凝土的強(qiáng)度要求與密實(shí)性，研究混凝土與鋼筋的防腐蝕技的強(qiáng)度要求與密實(shí)性，研究混凝土與鋼筋的防腐蝕技術(shù)，并對(duì)路橋等工程要求按全壽命費(fèi)用分析進(jìn)行設(shè)計(jì)。術(shù)，并對(duì)路橋等工程要求按全壽命費(fèi)用分析進(jìn)行設(shè)計(jì)。80年代中期起掀起了高性能混凝土的研究開發(fā)高

8、年代中期起掀起了高性能混凝土的研究開發(fā)高潮。潮。90年代起，大力開展混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法年代起，大力開展混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法的研究。的研究。我國(guó)目前水泥年產(chǎn)量如配置混凝土，年人均近我國(guó)目前水泥年產(chǎn)量如配置混凝土，年人均近3.3噸噸混凝土用量過大，過度開采礦石和砂、石已在混凝土用量過大，過度開采礦石和砂、石已在許多地方造成資源破壞，嚴(yán)重影響環(huán)境和景觀。許多地方造成資源破壞，嚴(yán)重影響環(huán)境和景觀。每生產(chǎn)每生產(chǎn)1t水泥熟料消耗大量燃煤與電能，并排放水泥熟料消耗大量燃煤與電能，并排放約約1t二氧化碳二氧化碳 混凝土過早劣化，處置廢舊工程的混凝土垃圾混凝土過早劣化，處置廢舊工程的混凝土垃圾將給環(huán)境

9、帶來(lái)威脅將給環(huán)境帶來(lái)威脅結(jié)構(gòu)耐久性不足的主要原因結(jié)構(gòu)耐久性不足的主要原因l工程設(shè)計(jì)的耐久性標(biāo)準(zhǔn)過工程設(shè)計(jì)的耐久性標(biāo)準(zhǔn)過低低l工程施工進(jìn)度的不適當(dāng)追求工程施工進(jìn)度的不適當(dāng)追求l缺乏正常檢測(cè)與維修缺乏正常檢測(cè)與維修l構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全設(shè)置水準(zhǔn)過低構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全設(shè)置水準(zhǔn)過低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范主要考慮荷載作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)安全性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范主要考慮荷載作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)安全性，環(huán)境作用下的耐久性設(shè)計(jì)被置于次要和從屬地位環(huán)境作用下的耐久性設(shè)計(jì)被置于次要和從屬地位規(guī)范中沒有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命和耐久性設(shè)計(jì)的明確要求規(guī)范中沒有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命和耐久性設(shè)計(jì)的明確要求耐久性設(shè)計(jì)要求，未能隨著幾十年來(lái)由于水泥性能、耐久性設(shè)計(jì)要求，未

10、能隨著幾十年來(lái)由于水泥性能、施工條件、環(huán)境條件的巨大轉(zhuǎn)變而與時(shí)俱進(jìn)施工條件、環(huán)境條件的巨大轉(zhuǎn)變而與時(shí)俱進(jìn)配筋混凝土配筋混凝土我國(guó)我國(guó)美國(guó)美國(guó)英國(guó)英國(guó)最低強(qiáng)度最低強(qiáng)度等級(jí)等級(jí)c15c25c30（c25）碳化銹蝕碳化銹蝕露天雨淋環(huán)露天雨淋環(huán)境下保護(hù)層境下保護(hù)層厚度板板2cm梁梁3cm3.8cm（d16）c35,3.5cm干濕交替下干濕交替下c40，4cm嚴(yán)重凍融嚴(yán)重凍融僅水工規(guī)范僅水工規(guī)范要求引氣要求引氣要求引氣要求引氣要求引氣要求引氣日本規(guī)范規(guī)定的更高（最低相當(dāng)于日本規(guī)范規(guī)定的更高（最低相當(dāng)于c35c35，100100年壽命為年壽命為c45c45）由于水泥強(qiáng)度提高和施工進(jìn)度加快由于水泥強(qiáng)度提高和

11、施工進(jìn)度加快,實(shí)際實(shí)際耐久性質(zhì)耐久性質(zhì)量大幅度下降量大幅度下降早強(qiáng)水泥配制的混凝土，內(nèi)部微結(jié)構(gòu)和后期強(qiáng)度發(fā)展早強(qiáng)水泥配制的混凝土，內(nèi)部微結(jié)構(gòu)和后期強(qiáng)度發(fā)展不良，易開裂，耐久性差不良，易開裂，耐久性差水泥細(xì)度增加水泥細(xì)度增加強(qiáng)度容易提高強(qiáng)度容易提高摻入石灰等輔助材料且比例越來(lái)越高摻入石灰等輔助材料且比例越來(lái)越高為加快施工進(jìn)度而摻入早強(qiáng)劑等為加快施工進(jìn)度而摻入早強(qiáng)劑等早期強(qiáng)度上去了而其他力學(xué)性能指早期強(qiáng)度上去了而其他力學(xué)性能指標(biāo)下降了，包括耐久性指標(biāo)，化學(xué)污染也上去了標(biāo)下降了，包括耐久性指標(biāo)，化學(xué)污染也上去了粉煤灰的應(yīng)用粉煤灰的應(yīng)用l養(yǎng)護(hù)不良使表層混凝土的抗?jié)B性成倍降低，使鋼筋開養(yǎng)護(hù)不良使表層混凝

12、土的抗?jié)B性成倍降低，使鋼筋開始銹蝕的年限成倍縮少始銹蝕的年限成倍縮少 1 1天養(yǎng)護(hù)與天養(yǎng)護(hù)與7 7天養(yǎng)護(hù)，可使碳化引起銹蝕年限縮減天養(yǎng)護(hù)，可使碳化引起銹蝕年限縮減為原來(lái)的為原來(lái)的1/41/4l搶工省略必要檢驗(yàn)工序，使鋼筋位置出現(xiàn)偏差鋼筋的搶工省略必要檢驗(yàn)工序，使鋼筋位置出現(xiàn)偏差鋼筋的保護(hù)層厚度如在施工中縮減一半，出現(xiàn)銹蝕年限將縮保護(hù)層厚度如在施工中縮減一半，出現(xiàn)銹蝕年限將縮減為原來(lái)的減為原來(lái)的1/41/4 保護(hù)層厚度的保護(hù)層厚度的5 510mm10mm施工允差，甚至能使施工允差，甚至能使鋼筋銹蝕的年限發(fā)生成倍差別鋼筋銹蝕的年限發(fā)生成倍差別l結(jié)構(gòu)各種施工、連接縫和防水層是影響耐久性的薄弱結(jié)構(gòu)各種

13、施工、連接縫和防水層是影響耐久性的薄弱環(huán)節(jié)，其質(zhì)量在快速施工中最不易保證。環(huán)節(jié)，其質(zhì)量在快速施工中最不易保證。 l結(jié)構(gòu)耐久性需要有正確使用和正常檢測(cè)與維修相結(jié)構(gòu)耐久性需要有正確使用和正常檢測(cè)與維修相配合配合l重新建、輕維修，是土建建設(shè)管理工作中的重大重新建、輕維修，是土建建設(shè)管理工作中的重大缺陷缺陷l對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施工程，應(yīng)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)全壽命對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施工程，應(yīng)在設(shè)計(jì)中進(jìn)行結(jié)構(gòu)全壽命經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)l只有適當(dāng)加大初始投資費(fèi)用，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耐久性，只有適當(dāng)加大初始投資費(fèi)用，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耐久性，才是最經(jīng)濟(jì)有效的途徑才是最經(jīng)濟(jì)有效的途徑 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)一般包括的內(nèi)容：混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)一

14、般包括的內(nèi)容：1 1 概念設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)- -結(jié)構(gòu)的選型、布置和構(gòu)造應(yīng)有利于減輕環(huán)結(jié)構(gòu)的選型、布置和構(gòu)造應(yīng)有利于減輕環(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)的作用；境因素對(duì)結(jié)構(gòu)的作用；2 2 混凝土材料和鋼筋的選用混凝土材料和鋼筋的選用- -材料的耐久性質(zhì)量要求；材料的耐久性質(zhì)量要求；3 3 確定耐久性所需的混凝土保護(hù)層厚度；確定耐久性所需的混凝土保護(hù)層厚度；4 4 防排水等構(gòu)造措施；防排水等構(gòu)造措施；5 5 混凝土裂縫的控制要求；混凝土裂縫的控制要求；6 6 在嚴(yán)重環(huán)境作用下可能需要采取的多重防護(hù)措施和在嚴(yán)重環(huán)境作用下可能需要采取的多重防護(hù)措施和防腐蝕附加措施；防腐蝕附加措施；7 7 基于結(jié)構(gòu)耐久性要求的施工工藝與質(zhì)量

15、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；基于結(jié)構(gòu)耐久性要求的施工工藝與質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；8 8 結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)與檢測(cè)要求。結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)與檢測(cè)要求。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的基本措施混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的基本措施 1 1 采用高耐久性混凝土，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度采用高耐久性混凝土，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，提高混凝土自身的抗破損能力，提高混凝土自身的抗破損能力 2 2 加強(qiáng)橋面排水和防水層設(shè)計(jì)，改善橋梁的環(huán)境加強(qiáng)橋面排水和防水層設(shè)計(jì)，改善橋梁的環(huán)境作用條件作用條件 3 3 改進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括加大混凝土保護(hù)層厚改進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括加大混凝土保護(hù)層厚度；加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋，防止裂縫發(fā)展；采用具有防腐保度；加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋，防止裂縫發(fā)展；

16、采用具有防腐保護(hù)的鋼筋護(hù)的鋼筋 表表1.0.7 1.0.7 結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求環(huán)境環(huán)境類別類別環(huán)境條件環(huán)境條件最大最大水灰比水灰比最小最小水泥水泥用量用量最低混最低混凝土強(qiáng)凝土強(qiáng)度等級(jí)度等級(jí)最大氯最大氯離子含離子含量量(%(%）最大最大含堿含堿量量溫暖或寒冷地區(qū)溫暖或寒冷地區(qū)的大氣環(huán)境；與的大氣環(huán)境；與無(wú)侵蝕性的水或無(wú)侵蝕性的水或土接觸的環(huán)境土接觸的環(huán)境0.550.55275275c25c250.300.303.03.0嚴(yán)寒地區(qū)的大氣嚴(yán)寒地區(qū)的大氣環(huán)境、使用除冰環(huán)境、使用除冰鹽環(huán)境；濱海環(huán)鹽環(huán)境；濱海環(huán)境境0.500.50300300c30c300.150.1

17、53.03.0海水環(huán)境海水環(huán)境0.450.45300300c35c350.100.103.03.0受侵蝕性物質(zhì)影受侵蝕性物質(zhì)影響的環(huán)境響的環(huán)境0.400.40325325c35c350.100.103.03.0序號(hào)序號(hào)構(gòu)構(gòu) 件件 類類 別別環(huán)環(huán) 境境 條條 件件、1 1基礎(chǔ)、樁基承臺(tái)基礎(chǔ)、樁基承臺(tái) 基坑底面基坑底面有墊層或側(cè)面有模板有墊層或側(cè)面有模板（受力鋼筋）（受力鋼筋） 基坑底面無(wú)基坑底面無(wú)墊層或側(cè)面無(wú)模板墊層或側(cè)面無(wú)模板4040606050507575606085852 2墩臺(tái)身、擋土結(jié)構(gòu)、涵洞、梁、墩臺(tái)身、擋土結(jié)構(gòu)、涵洞、梁、板、拱圈、拱上建筑（受力主板、拱圈、拱上建筑（受力主筋）筋）

18、3030404045453 3人行道構(gòu)件、欄桿（受力主筋）人行道構(gòu)件、欄桿（受力主筋）2020252530304 4箍筋箍筋2020252530305 5緣石、中央分隔帶、護(hù)欄等行緣石、中央分隔帶、護(hù)欄等行車道構(gòu)件車道構(gòu)件3030404045456 6收縮、溫度、分布、防裂等表收縮、溫度、分布、防裂等表層鋼筋層鋼筋151520202525 1.0.8 1.0.8 位處位處類或類或類環(huán)境的橋梁，當(dāng)耐久性類環(huán)境的橋梁，當(dāng)耐久性確實(shí)需要時(shí)，其主要受拉鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂確實(shí)需要時(shí)，其主要受拉鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具及連接器應(yīng)采取涂層鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具及連接器應(yīng)采取專門防護(hù)措施。

19、專門防護(hù)措施。 1.0.9 1.0.9 水位變動(dòng)區(qū)有抗凍要求的結(jié)構(gòu)混凝土，水位變動(dòng)區(qū)有抗凍要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗凍等級(jí)不應(yīng)低于表其抗凍等級(jí)不應(yīng)低于表1.0.91.0.9的規(guī)定。的規(guī)定。橋梁所在地區(qū)橋梁所在地區(qū)海水環(huán)境海水環(huán)境淡水環(huán)境淡水環(huán)境嚴(yán)重受凍地區(qū)（最冷月月平均氣嚴(yán)重受凍地區(qū)（最冷月月平均氣溫低于溫低于-8-8）f350f350f250f250受凍地區(qū)（最冷月月平均氣溫在受凍地區(qū)（最冷月月平均氣溫在-4-4-8-8之間）之間）f300f300f200f200微凍地區(qū)（最冷月月平均氣溫在微凍地區(qū)（最冷月月平均氣溫在0 0-4-4之間）之間）f250f250f150f150 1.0.10 1.

20、0.10 有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗?jié)B等級(jí)有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合表應(yīng)符合表1.0.101.0.10的規(guī)定。的規(guī)定。最大作用水頭與混凝土壁厚之最大作用水頭與混凝土壁厚之比比抗?jié)B等級(jí)抗?jié)B等級(jí)5 5w4w45 51010w6w611111515w8w816162020w10w102020w12w12 規(guī)范強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)水平防收縮鋼筋和箍筋的作用：規(guī)范強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)水平防收縮鋼筋和箍筋的作用： 9.3.8 t9.3.8 t形、形、i i形截面梁或箱形截面梁的腹板兩側(cè)，應(yīng)設(shè)置形截面梁或箱形截面梁的腹板兩側(cè)，應(yīng)設(shè)置直徑為直徑為6 68mm8mm的縱向鋼筋，每腹板內(nèi)鋼筋截面面積宜為（的縱向鋼筋，

21、每腹板內(nèi)鋼筋截面面積宜為（0.0010.0010.0020.002）bhbh，其間距在受拉區(qū)不應(yīng)大于腹板寬度，且，其間距在受拉區(qū)不應(yīng)大于腹板寬度，且不應(yīng)大于不應(yīng)大于200mm200mm，在受壓區(qū)不應(yīng)大于，在受壓區(qū)不應(yīng)大于300mm300mm。在支點(diǎn)附近剪力。在支點(diǎn)附近剪力較大區(qū)段和預(yù)應(yīng)力混凝土梁錨固區(qū)段，腹板兩側(cè)縱向鋼筋截較大區(qū)段和預(yù)應(yīng)力混凝土梁錨固區(qū)段，腹板兩側(cè)縱向鋼筋截面面積應(yīng)予增加，縱向鋼筋間距宜為面面積應(yīng)予增加，縱向鋼筋間距宜為100_150mm100_150mm。 9.4.2 9.4.2 預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土t t形、形、i i形截面梁和箱形截面梁腹板內(nèi)應(yīng)形截面梁和箱形截面梁腹板

22、內(nèi)應(yīng)分別設(shè)置直徑不小于分別設(shè)置直徑不小于10mm10mm和和12mm12mm的箍筋，且應(yīng)采用帶肋鋼筋的箍筋，且應(yīng)采用帶肋鋼筋，間距不應(yīng)大于，間距不應(yīng)大于250mm250mm；自支座中心起長(zhǎng)度不小于一倍梁高；自支座中心起長(zhǎng)度不小于一倍梁高范圍內(nèi)，應(yīng)采用閉合式箍筋，間距不應(yīng)大于范圍內(nèi)，應(yīng)采用閉合式箍筋，間距不應(yīng)大于100mm100mm。提高后張預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿的質(zhì)量（關(guān)鍵因素）提高后張預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿的質(zhì)量（關(guān)鍵因素）9.4.12 9.4.12 預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿用的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于預(yù)應(yīng)力鋼筋管道壓漿用的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)低于30mpa30mpa。其水灰比宜為其水灰比宜為0.400.400.450.

23、45。為減少收縮，可通過試驗(yàn)摻入適量。為減少收縮，可通過試驗(yàn)摻入適量膨脹劑。膨脹劑。加強(qiáng)橋面鋪裝層的防水設(shè)計(jì)和施工（重要因素）加強(qiáng)橋面鋪裝層的防水設(shè)計(jì)和施工（重要因素）1.0.8 1.0.8 位處位處類或類或類環(huán)境的橋梁，當(dāng)耐久性確實(shí)類環(huán)境的橋梁，當(dāng)耐久性確實(shí)需要時(shí)，其主要受拉鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋；需要時(shí)，其主要受拉鋼筋宜采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具及連接器應(yīng)采取專門防護(hù)措施。預(yù)應(yīng)力鋼筋、錨具及連接器應(yīng)采取專門防護(hù)措施。1.0.9 1.0.9 水位變動(dòng)區(qū)有抗凍要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗水位變動(dòng)區(qū)有抗凍要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗凍等級(jí)不應(yīng)低于表凍等級(jí)不應(yīng)低于表1.0.91.0.9的規(guī)定。

24、抗凍混凝土應(yīng)摻入的規(guī)定?？箖龌炷翍?yīng)摻入適量引氣劑，其伴合物的含氣量按現(xiàn)行的適量引氣劑，其伴合物的含氣量按現(xiàn)行的公路橋涵公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范施工技術(shù)規(guī)范jtj041jtj041規(guī)定的采用。規(guī)定的采用。1.0.10 1.0.10 有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符有抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)混凝土，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合表合表1.0.101.0.10的規(guī)定。的規(guī)定。提倡全壽命周期成本核算：提倡全壽命周期成本核算： 建筑結(jié)構(gòu)能夠安全長(zhǎng)久地使用，這就是最大的建筑結(jié)構(gòu)能夠安全長(zhǎng)久地使用，這就是最大的節(jié)約。工程建設(shè)的投資不能只計(jì)算基建成本，還應(yīng)該節(jié)約。工程建設(shè)的投資不能只計(jì)算基建成本，還應(yīng)該考慮建成后在設(shè)計(jì)使用年限中

25、的檢修、維護(hù)費(fèi)用，實(shí)考慮建成后在設(shè)計(jì)使用年限中的檢修、維護(hù)費(fèi)用，實(shí)行全成本核算。為防止行全成本核算。為防止“政績(jī)工程政績(jī)工程”、“形象工程形象工程”、“獻(xiàn)禮工程獻(xiàn)禮工程”等短期行為造成更大的浪費(fèi)，國(guó)家應(yīng)等短期行為造成更大的浪費(fèi)，國(guó)家應(yīng)從政策上作出規(guī)定，加以控制。同時(shí)應(yīng)配套地建立起從政策上作出規(guī)定，加以控制。同時(shí)應(yīng)配套地建立起建筑物服役期內(nèi)正常使用、定期檢查、維護(hù)檢修等制建筑物服役期內(nèi)正常使用、定期檢查、維護(hù)檢修等制度，完善必要的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，并引入保險(xiǎn)業(yè)來(lái)承擔(dān)有度，完善必要的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，并引入保險(xiǎn)業(yè)來(lái)承擔(dān)有關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。 l鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕 氯離子引起氯離子引起 水水 氧氧 近海環(huán)境、除冰

26、鹽環(huán)境，氯離子從外表侵入近海環(huán)境、除冰鹽環(huán)境，氯離子從外表侵入 海砂、防凍鹽用于混凝土，氯離子拌入海砂、防凍鹽用于混凝土，氯離子拌入 碳化引起碳化引起 二氧化碳二氧化碳 水水 氧氧l凍融破壞凍融破壞 水飽和水飽和程度程度 凍融循環(huán)次數(shù)凍融循環(huán)次數(shù) 混凝土損傷剝落混凝土損傷剝落l硫酸鹽、酸、軟水侵蝕硫酸鹽、酸、軟水侵蝕l堿骨料反應(yīng)堿骨料反應(yīng)骨料，水泥漿體，漿體與骨料界面層骨料，水泥漿體，漿體與骨料界面層水泥漿體組成：水泥漿體組成：水化硅酸鈣（水化硅酸鈣（c-s-h凝膠），水化鋁硫酸鈣（少量）凝膠），水化鋁硫酸鈣（少量）氫氧化鈣（強(qiáng)度差，易析出和遭鹽、酸侵蝕，堿性），氫氧化鈣（強(qiáng)度差，易析出和遭鹽

27、、酸侵蝕，堿性），未水化水泥顆粒未水化水泥顆粒c-s-h凝膠孔隙（納米級(jí)，與有害物質(zhì)滲透關(guān)系不大），凝膠孔隙（納米級(jí)，與有害物質(zhì)滲透關(guān)系不大），毛細(xì)孔隙（原為拌合水占據(jù)空間，毛細(xì)孔隙（原為拌合水占據(jù)空間，0.015微米；高水灰比微米；高水灰比混凝土可到混凝土可到50微米，早期體積可占漿體微米，早期體積可占漿體40）氣泡（裹入氣泡和引氣氣泡）氣泡（裹入氣泡和引氣氣泡）混凝土的抗?jié)B性（抗侵入性）混凝土的抗?jié)B性（抗侵入性）混凝土阻擋外部分子、離子或流體侵入傳輸?shù)交炷粱炷磷钃跬獠糠肿?、離子或流體侵入傳輸?shù)交炷羶?nèi)部的能力內(nèi)部的能力鋼筋在混凝土的高堿性環(huán)境中不會(huì)銹蝕，能在表面形鋼筋在混凝土的高堿性環(huán)

28、境中不會(huì)銹蝕，能在表面形成氧化鈍化膜，隔絕水分與氧氣成氧化鈍化膜，隔絕水分與氧氣空氣中的二氧化碳擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部并與混凝土中的空氣中的二氧化碳擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部并與混凝土中的氫氧化鈣反應(yīng)生成中性的碳酸鈣（碳化），降低混凝氫氧化鈣反應(yīng)生成中性的碳酸鈣（碳化），降低混凝土堿度，當(dāng)碳化從混凝土表面逐漸向里發(fā)展到鋼筋表土堿度，當(dāng)碳化從混凝土表面逐漸向里發(fā)展到鋼筋表面位置，鈍化膜破壞面位置，鈍化膜破壞氯離子從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋表面并累積到臨界濃氯離子從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋表面并累積到臨界濃度，鈍化膜破壞度，鈍化膜破壞鈍化膜破壞后，如有充足的水分與氧氣供給，鋼筋發(fā)鈍化膜破壞后，如有充足的水分與氧氣供給，鋼

29、筋發(fā)生持續(xù)的銹蝕生持續(xù)的銹蝕銹蝕前的初始階段：碳化從混凝土表面發(fā)展到鋼筋位置銹蝕前的初始階段：碳化從混凝土表面發(fā)展到鋼筋位置的時(shí)間，或氯離子從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋位置并積累的時(shí)間，或氯離子從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋位置并積累到臨界濃度的時(shí)間到臨界濃度的時(shí)間銹蝕發(fā)展階段：從脫鈍開始持續(xù)銹蝕到某一可接受的劣銹蝕發(fā)展階段：從脫鈍開始持續(xù)銹蝕到某一可接受的劣化程度的時(shí)間化程度的時(shí)間相對(duì)濕度相對(duì)濕度rh碳化引起銹蝕碳化引起銹蝕氯離子銹蝕氯離子銹蝕50097003680161901298955012299233傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法deem-to-satisfymethod針對(duì)不同環(huán)境條件，針對(duì)不同環(huán)境條件

30、，對(duì)混凝土材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造規(guī)定不同要求對(duì)混凝土材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造規(guī)定不同要求（回避使用壽命要求）回避使用壽命要求）混凝土原材料（水泥、摻合料、外加劑、）混凝土原材料（水泥、摻合料、外加劑、）混凝土配合比（最大水膠比、最低膠凝材料用量）混凝土配合比（最大水膠比、最低膠凝材料用量） 混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)，抗凍等級(jí)，混凝土最低強(qiáng)度等級(jí)，抗凍等級(jí)， 結(jié)構(gòu)構(gòu)造（保護(hù)層最小厚度，）結(jié)構(gòu)構(gòu)造（保護(hù)層最小厚度，）改進(jìn)趨向改進(jìn)趨向1、按不同劣化機(jī)理，細(xì)化環(huán)境類別及不同溫、濕度作用按不同劣化機(jī)理，細(xì)化環(huán)境類別及不同溫、濕度作用2、提出不同使用年限的不同要求、提出不同使用年限的不同要求l設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)使用年限有一定的保證

31、率或安全儲(chǔ)備有一定的保證率或安全儲(chǔ)備l極限狀態(tài)極限狀態(tài)與環(huán)境類別及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)與環(huán)境類別及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有關(guān)l環(huán)境類別環(huán)境類別分分7類，主要按劣化機(jī)理類，主要按劣化機(jī)理l環(huán)境作用等級(jí)環(huán)境作用等級(jí)分分6級(jí)，級(jí)，af設(shè)計(jì)人員用以作為結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)人員用以作為結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)依據(jù)的目標(biāo)使用年限設(shè)計(jì)依據(jù)的目標(biāo)使用年限設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)由業(yè)主或用戶與設(shè)計(jì)人共同確定，設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)由業(yè)主或用戶與設(shè)計(jì)人共同確定，并滿足有關(guān)法規(guī)的最低要求并滿足有關(guān)法規(guī)的最低要求l設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為確定可變荷載為確定可變荷載(使用荷載、風(fēng)雪荷載使用荷載、風(fēng)雪荷載)及與時(shí)間有關(guān)的材料強(qiáng)度而選用的時(shí)間參數(shù)及與時(shí)間有關(guān)的材料強(qiáng)度而選用的時(shí)間

32、參數(shù)l使用年限使用年限結(jié)構(gòu)建造完成后，在預(yù)定的使用與維護(hù)和結(jié)構(gòu)建造完成后，在預(yù)定的使用與維護(hù)和修理?xiàng)l件下，能夠滿足原定性能要求的年限修理?xiàng)l件下，能夠滿足原定性能要求的年限l設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)使用年限具有足夠安全儲(chǔ)備或保證具有足夠安全儲(chǔ)備或保證率率設(shè)計(jì)使用年限的安全儲(chǔ)備或保證率可以設(shè)計(jì)使用年限的安全儲(chǔ)備或保證率可以用壽命安全系數(shù)或失效概率表示用壽命安全系數(shù)或失效概率表示定值法設(shè)計(jì)壽命安全系數(shù)憑工程經(jīng)驗(yàn)和必要分析綜合壽命安全系數(shù)憑工程經(jīng)驗(yàn)和必要分析綜合給定，考慮工程重要性，耐久性失效后果的嚴(yán)重性，修理的給定，考慮工程重要性，耐久性失效后果的嚴(yán)重性，修理的可行性與修理費(fèi)用，環(huán)境作用、耐久性抗力和計(jì)算方

33、法本身可行性與修理費(fèi)用，環(huán)境作用、耐久性抗力和計(jì)算方法本身的不確定性與不確知性的不確定性與不確知性概率分析方法壽命安全系數(shù)為均值使用年限與設(shè)計(jì)使壽命安全系數(shù)為均值使用年限與設(shè)計(jì)使用年限的比值，與設(shè)定的保證率或失效概率有關(guān)用年限的比值，與設(shè)定的保證率或失效概率有關(guān)若假定使用年限按對(duì)數(shù)正態(tài)分布，變異系數(shù)為若假定使用年限按對(duì)數(shù)正態(tài)分布，變異系數(shù)為0.5，對(duì)于對(duì)于適用性極限狀態(tài)，如失效概率適用性極限狀態(tài)，如失效概率5 5，k k在在2 2左右左右耐久性設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)耐久性設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)鋼筋銹蝕鋼筋銹蝕預(yù)應(yīng)力鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋開始銹蝕開始銹蝕普通鋼筋普通鋼筋順筋開裂；或裂寬到順筋開裂；或裂寬到0.1mm碳化

34、銹蝕與氯鹽銹蝕可取不同狀態(tài)碳化銹蝕與氯鹽銹蝕可取不同狀態(tài)混凝土腐蝕混凝土腐蝕輕微，不影響混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)輕微，不影響混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)環(huán)境作用下的耐久性極限狀態(tài)環(huán)境作用下的耐久性極限狀態(tài)t1鋼筋開始銹蝕；鋼筋開始銹蝕；t2銹蝕到順筋脹裂；銹蝕到順筋脹裂；t3開裂至某一限值；開裂至某一限值；t4粘著力喪失；粘著力喪失；t5保護(hù)層剝落；保護(hù)層剝落；t6鋼筋截面削弱，鋼筋截面削弱，耐久性極限狀態(tài)耐久性極限狀態(tài)性能劣化到不再滿足適用性、可修復(fù)性或安全性要求性能劣化到不再滿足適用性、可修復(fù)性或安全性要求以某一不可接受的狀態(tài)，如以某一不可接受的狀態(tài)，如t1、t2或或t3，作為極限狀態(tài)，作為極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的

35、耐久性設(shè)計(jì)，屬于正常使用的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)，屬于正常使用的極限狀態(tài)l環(huán)境作用的后果首先是影響結(jié)構(gòu)正常使用下適用環(huán)境作用的后果首先是影響結(jié)構(gòu)正常使用下適用性，達(dá)到適用性極限狀態(tài)而不是承載力極限狀性，達(dá)到適用性極限狀態(tài)而不是承載力極限狀態(tài)的安全性。除非進(jìn)行修復(fù)，否則就不能繼續(xù)態(tài)的安全性。除非進(jìn)行修復(fù)，否則就不能繼續(xù)正常使用正常使用l但有的腐蝕損傷不易發(fā)現(xiàn)：但有的腐蝕損傷不易發(fā)現(xiàn)：高應(yīng)力狀態(tài)下工作的預(yù)應(yīng)力鋼索，吊桿，拉索等高強(qiáng)鋼高應(yīng)力狀態(tài)下工作的預(yù)應(yīng)力鋼索，吊桿，拉索等高強(qiáng)鋼材，銹蝕過程發(fā)展快，構(gòu)件外觀上并無(wú)保護(hù)層脹裂等征象材，銹蝕過程發(fā)展快，構(gòu)件外觀上并無(wú)保護(hù)層脹裂等征象出現(xiàn)，易發(fā)生突然脆

36、斷破壞出現(xiàn)，易發(fā)生突然脆斷破壞l環(huán)境作用下的安全性，用正常使用狀態(tài)下的適用環(huán)境作用下的安全性，用正常使用狀態(tài)下的適用性體現(xiàn)，就如早期的結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)用正常使性體現(xiàn)，就如早期的結(jié)構(gòu)安全性設(shè)計(jì)用正常使用狀態(tài)下的容許應(yīng)力來(lái)體系一樣用狀態(tài)下的容許應(yīng)力來(lái)體系一樣l1980年西柏林議會(huì)大廳預(yù)應(yīng)力混凝土殼體屋頂年西柏林議會(huì)大廳預(yù)應(yīng)力混凝土殼體屋頂部分塌部分塌毀毀l1985年英國(guó)威爾士一座節(jié)段拼裝式預(yù)應(yīng)力混凝年英國(guó)威爾士一座節(jié)段拼裝式預(yù)應(yīng)力混凝土橋倒塌土橋倒塌l1992年比利時(shí)一座后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋倒塌年比利時(shí)一座后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋倒塌l1992年英國(guó)運(yùn)輸部發(fā)布暫時(shí)停止設(shè)計(jì)后張預(yù)應(yīng)年英國(guó)運(yùn)輸部發(fā)布暫時(shí)停止設(shè)計(jì)

37、后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋的禁令；過了力混凝土橋的禁令；過了4年以后才恢復(fù)年以后才恢復(fù)l我國(guó)近年因拉索銹蝕造成工程事故接連發(fā)生我國(guó)近年因拉索銹蝕造成工程事故接連發(fā)生l廣東海印大橋（斜拉橋）的拉索銹斷廣東海印大橋（斜拉橋）的拉索銹斷l(xiāng)四川宜賓小南門拱橋四川宜賓小南門拱橋二座橋的使用年限不到二座橋的使用年限不到10年年1一般環(huán)境一般環(huán)境（無(wú)凍融，鹽、酸等作用）（無(wú)凍融，鹽、酸等作用）l室內(nèi)干燥環(huán)境室內(nèi)干燥環(huán)境al非干濕交替的室內(nèi)潮濕環(huán)境或露天環(huán)境，長(zhǎng)期濕潤(rùn)環(huán)境非干濕交替的室內(nèi)潮濕環(huán)境或露天環(huán)境，長(zhǎng)期濕潤(rùn)環(huán)境bl干濕交替環(huán)境干濕交替環(huán)境c2一般凍融環(huán)境一般凍融環(huán)境(無(wú)鹽、酸等作用無(wú)鹽、酸等作用)l微凍地區(qū)，

38、混凝土中度飽水微凍地區(qū)，混凝土中度飽水bl微凍地區(qū)，混凝土高度飽水微凍地區(qū)，混凝土高度飽水cl嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，混凝土中度飽水嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，混凝土中度飽水cl嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，混凝土高度飽水嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)，混凝土高度飽水d3近?；蚝Ｑ蟓h(huán)境近?；蚝Ｑ蟓h(huán)境l水下區(qū)水下區(qū)dl大氣區(qū)大氣區(qū)輕度鹽霧區(qū)輕度鹽霧區(qū)d離平均水位離平均水位15m以上的海上大氣區(qū)以上的海上大氣區(qū)離漲潮岸線離漲潮岸線50m外至外至200m內(nèi)的陸上室外環(huán)境內(nèi)的陸上室外環(huán)境重度鹽霧區(qū)重度鹽霧區(qū)e離平均水位上方離平均水位上方15m以內(nèi)的海上大氣區(qū)，以內(nèi)的海上大氣區(qū)，離漲潮岸線離漲潮岸線50m內(nèi)的陸上室外環(huán)境內(nèi)的陸上室外環(huán)境l水位變化區(qū)和浪

39、濺區(qū)，非炎熱地區(qū)水位變化區(qū)和浪濺區(qū)，非炎熱地區(qū)el水位變化區(qū)和浪濺區(qū)，南方炎熱地區(qū)水位變化區(qū)和浪濺區(qū)，南方炎熱地區(qū)f4除冰鹽凍融環(huán)境除冰鹽凍融環(huán)境混凝土中度飽水混凝土中度飽水e混凝土高度飽水混凝土高度飽水f5鹽堿結(jié)晶環(huán)境鹽堿結(jié)晶環(huán)境輕度鹽堿結(jié)晶輕度鹽堿結(jié)晶e重度鹽類結(jié)晶重度鹽類結(jié)晶f6大氣污染環(huán)境大氣污染環(huán)境汽車或機(jī)車廢氣汽車或機(jī)車廢氣c酸雨酸雨d（ph小于小于4時(shí)按時(shí)按e級(jí)）級(jí)）鹽堿地區(qū)含鹽大氣和雨水鹽堿地區(qū)含鹽大氣和雨水d，e，c7土中及地表、地下水中的化學(xué)腐蝕環(huán)境土中及地表、地下水中的化學(xué)腐蝕環(huán)境(海水環(huán)境除外海水環(huán)境除外) 環(huán)境類別環(huán)境類別選定一種最主要的環(huán)境類別進(jìn)行設(shè)計(jì)選定一種最主要

40、的環(huán)境類別進(jìn)行設(shè)計(jì)多種環(huán)境作用影響多種環(huán)境作用影響 荷載對(duì)環(huán)境作用影響荷載對(duì)環(huán)境作用影響 按環(huán)境類別，環(huán)境作用等級(jí)，設(shè)計(jì)年限按環(huán)境類別，環(huán)境作用等級(jí)，設(shè)計(jì)年限確定：確定：1混凝土材料混凝土材料2結(jié)構(gòu)構(gòu)造和裂縫控制結(jié)構(gòu)構(gòu)造和裂縫控制3施工要求施工要求4使用階段檢測(cè)和維修使用階段檢測(cè)和維修5防腐蝕附加措施防腐蝕附加措施氯離子環(huán)境下的重要工程，按劣化模型計(jì)算復(fù)核氯離子環(huán)境下的重要工程，按劣化模型計(jì)算復(fù)核1 1 混凝土材料選擇混凝土材料選擇1)1)選用低水化熱、低選用低水化熱、低c c3 3a a含量、偏低含堿量水泥含量、偏低含堿量水泥2)2)選用堅(jiān)固耐久的潔凈骨料，重視粗骨料級(jí)配及選用堅(jiān)固耐久的潔凈

41、骨料，重視粗骨料級(jí)配及 粒形粒形3)3)礦物摻和料作為一般情況下的必需組份礦物摻和料作為一般情況下的必需組份4)4)將適量引氣作為常規(guī)手段將適量引氣作為常規(guī)手段5)5)采用偏低的用水量采用偏低的用水量6)6)限制單方混凝土中膠凝材料最低和最高用量限制單方混凝土中膠凝材料最低和最高用量 7)7)盡可能降低膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量盡可能降低膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量 強(qiáng)度與耐久性的矛盾強(qiáng)度與耐久性的矛盾 粉煤灰粉煤灰 引氣劑引氣劑低水膠比與抗裂性的矛盾低水膠比與抗裂性的矛盾 2 2 構(gòu)造措施和裂縫寬度限制構(gòu)造措施和裂縫寬度限制1)1)隔絕或減輕環(huán)境對(duì)混凝土的作用隔絕或減輕環(huán)境對(duì)混凝土的作用 結(jié)構(gòu)

42、形狀，防、排水，表面涂層或防腐層結(jié)構(gòu)形狀，防、排水，表面涂層或防腐層 2) 2)為鋼筋提供足夠的混凝土保護(hù)層厚度為鋼筋提供足夠的混凝土保護(hù)層厚度 3) 3)混凝土裂縫控制混凝土裂縫控制 混凝土表面裂縫寬度限制與保護(hù)層厚度的矛盾混凝土表面裂縫寬度限制與保護(hù)層厚度的矛盾 增加保護(hù)層厚度，表面裂寬將增大，但對(duì)防增加保護(hù)層厚度，表面裂寬將增大，但對(duì)防止鋼筋銹蝕仍然非常有利。止鋼筋銹蝕仍然非常有利。 日本土木工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定日本土木工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 普通鋼筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保護(hù)層厚度普通鋼筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保護(hù)層厚度ccmin + 預(yù)應(yīng)力筋的混凝土保護(hù)層厚度預(yù)應(yīng)力筋的混凝

43、土保護(hù)層厚度: : 無(wú)密封護(hù)套的比普通鋼筋大無(wú)密封護(hù)套的比普通鋼筋大 10 10 mm mm 環(huán)境作用等級(jí)為環(huán)境作用等級(jí)為c c或或c c級(jí)以上（對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋為級(jí)以上（對(duì)無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼筋為b b或或b b級(jí)以上），應(yīng)采用有級(jí)以上），應(yīng)采用有防腐連續(xù)密封護(hù)套的預(yù)應(yīng)力鋼筋。防腐連續(xù)密封護(hù)套的預(yù)應(yīng)力鋼筋。 3 3 施工要求與施工質(zhì)量驗(yàn)收施工要求與施工質(zhì)量驗(yàn)收必須將施工質(zhì)量保證作為耐久性設(shè)計(jì)中特殊重要的內(nèi)容必須將施工質(zhì)量保證作為耐久性設(shè)計(jì)中特殊重要的內(nèi)容 表層混凝土質(zhì)量混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量表層混凝土質(zhì)量混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量 保護(hù)層厚度的施工允許誤差保護(hù)層厚度的施工允許誤差 質(zhì)量檢驗(yàn)質(zhì)量檢驗(yàn) 保護(hù)層厚度，含氣

44、量，表層混凝土滲透性保護(hù)層厚度，含氣量，表層混凝土滲透性 （現(xiàn)場(chǎng)回彈、抗拔、抗?jié)B）（現(xiàn)場(chǎng)回彈、抗拔、抗?jié)B） 混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量要在合同中規(guī)定獎(jiǎng)懲辦法混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量要在合同中規(guī)定獎(jiǎng)懲辦法 抽樣檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度抽樣檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度 對(duì)表層混凝土滲透性作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或鉆芯測(cè)試對(duì)表層混凝土滲透性作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)或鉆芯測(cè)試鋼筋位置的誤差，鋼筋位置的誤差，5mm的施工誤差，可使的施工誤差，可使20mm保保護(hù)層厚度的墻、板鋼筋開始銹蝕的年限縮短近一護(hù)層厚度的墻、板鋼筋開始銹蝕的年限縮短近一半半養(yǎng)護(hù)不良影響更大養(yǎng)護(hù)不良影響更大duracrete指南中，指南中，7天的養(yǎng)護(hù)系數(shù)為天的養(yǎng)護(hù)系數(shù)為1天的天的2倍倍（氯離子作用）

45、和（氯離子作用）和4倍（碳化作用）可使工作壽命倍（碳化作用）可使工作壽命從從50年分別降到約年分別降到約25年和年和12.5年年施工質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的重要性施工質(zhì)量對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的重要性 4 4 使用期內(nèi)的維修和定期檢測(cè)使用期內(nèi)的維修和定期檢測(cè) 使用年限與使用階段維修緊密聯(lián)系使用年限與使用階段維修緊密聯(lián)系 環(huán)境嚴(yán)重作用下的結(jié)構(gòu)物必須定期檢測(cè)環(huán)境嚴(yán)重作用下的結(jié)構(gòu)物必須定期檢測(cè) 設(shè)計(jì)文件中必須向業(yè)主與運(yùn)營(yíng)單位提出使用設(shè)計(jì)文件中必須向業(yè)主與運(yùn)營(yíng)單位提出使用 過程中的定期檢測(cè)和維修要求過程中的定期檢測(cè)和維修要求 5防腐蝕附加措施防腐蝕附加措施環(huán)氧涂層鋼筋環(huán)氧涂層鋼筋混凝土表面防腐涂層、面層混凝土表面防腐

46、涂層、面層鋼筋阻銹劑鋼筋阻銹劑滲透模板滲透模板陰極保護(hù)陰極保護(hù)影響碳化速率的主要因素：影響碳化速率的主要因素：l環(huán)境條件環(huán)境條件濕度、溫度及其變化濕度、溫度及其變化l二氧化碳濃度二氧化碳濃度l混凝土堿度混凝土堿度l混凝土中二氧化碳的擴(kuò)散系數(shù)混凝土中二氧化碳的擴(kuò)散系數(shù)碳碳 化化duracreteduracrete指南提出的模型：指南提出的模型： 各種碳化模型的普遍缺點(diǎn)是不能考慮干濕交替的影響各種碳化模型的普遍缺點(diǎn)是不能考慮干濕交替的影響onocesrttkkcx22碳化引起銹蝕環(huán)境碳化引起銹蝕環(huán)境對(duì)付碳化銹蝕不應(yīng)成為一個(gè)問題對(duì)付碳化銹蝕不應(yīng)成為一個(gè)問題關(guān)鍵在于規(guī)范要提高標(biāo)準(zhǔn)，尤其關(guān)鍵在于規(guī)范要提

47、高標(biāo)準(zhǔn)，尤其干濕交替干濕交替和炎熱環(huán)境下的要求和炎熱環(huán)境下的要求表面裂縫寬度的限制也不表面裂縫寬度的限制也不應(yīng)成為問題應(yīng)成為問題橫向裂縫能使裂縫截面處的普通鋼筋提前發(fā)生局部銹蝕，但通常不橫向裂縫能使裂縫截面處的普通鋼筋提前發(fā)生局部銹蝕，但通常不會(huì)向周邊和深部發(fā)展，只當(dāng)保護(hù)層被碳化后，才能在鋼筋表面發(fā)展全面會(huì)向周邊和深部發(fā)展，只當(dāng)保護(hù)層被碳化后，才能在鋼筋表面發(fā)展全面穩(wěn)定的銹蝕穩(wěn)定的銹蝕混凝土規(guī)范的裂縫寬度限制不適用于較厚的保護(hù)層混凝土規(guī)范的裂縫寬度限制不適用于較厚的保護(hù)層預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力腐蝕則不同預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力腐蝕則不同gb500102002規(guī)范中，要求規(guī)范中，要求100年設(shè)計(jì)壽命的保護(hù)年設(shè)計(jì)壽

48、命的保護(hù)層厚度為層厚度為50年的年的1.4倍（即倍（即ta），），這個(gè)規(guī)定值得這個(gè)規(guī)定值得探討探討碳化的深度到一定數(shù)值后有可能停止碳化的深度到一定數(shù)值后有可能停止事實(shí)上，僅在不會(huì)發(fā)生銹蝕的干燥環(huán)境，碳化速度才事實(shí)上，僅在不會(huì)發(fā)生銹蝕的干燥環(huán)境，碳化速度才與時(shí)間與時(shí)間t的的0.5次方成正比。潮濕環(huán)境（次方成正比。潮濕環(huán)境（rh=81%）下與下與t的的0.4次方成正比，長(zhǎng)期濕潤(rùn)下（高濕度次方成正比，長(zhǎng)期濕潤(rùn)下（高濕度又經(jīng)常受雨淋）甚至與又經(jīng)常受雨淋）甚至與t的的0.1次方成正比。次方成正比。l必須引氣必須引氣(b級(jí)可不引氣，但需提高一級(jí)選擇混凝土級(jí)可不引氣，但需提高一級(jí)選擇混凝土)l低水膠比的混凝

49、土，不大于低水膠比的混凝土，不大于0.5，氯鹽環(huán)境下不大于，氯鹽環(huán)境下不大于0.4l新混凝土延遲受凍；加大構(gòu)件厚度；避免混凝土受濕新混凝土延遲受凍；加大構(gòu)件厚度；避免混凝土受濕混凝土抗凍性能指標(biāo)用耐久性指數(shù)混凝土抗凍性能指標(biāo)用耐久性指數(shù)df表示表示100年與年與50年使用年限，在抗凍要求上的差別不明顯年使用年限，在抗凍要求上的差別不明顯（fagerlund，黃士元，黃士元，hobbs）氯鹽引起銹蝕氯鹽引起銹蝕氯鹽引起的鋼筋銹蝕最為嚴(yán)重氯鹽引起的鋼筋銹蝕最為嚴(yán)重水下區(qū)混凝土缺氧，腐蝕速度極慢水下區(qū)混凝土缺氧，腐蝕速度極慢危險(xiǎn)的是干濕交替區(qū)危險(xiǎn)的是干濕交替區(qū)氯鹽輕度腐蝕下，采用水膠比不高于氯鹽輕度

50、腐蝕下，采用水膠比不高于0.4（或最多不超（或最多不超過過0.45）的礦物摻和料混凝土與適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層厚度，）的礦物摻和料混凝土與適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)層厚度，一般能解決問題一般能解決問題干濕交替、使用壽命又長(zhǎng)的重要工程部位，可能需要防干濕交替、使用壽命又長(zhǎng)的重要工程部位，可能需要防腐蝕附加措施腐蝕附加措施氯鹽環(huán)境下的裂縫寬度限制，不同標(biāo)準(zhǔn)差別較大氯鹽環(huán)境下的裂縫寬度限制，不同標(biāo)準(zhǔn)差別較大據(jù)據(jù)duracrete的研究，氯離子侵入混凝土的研究，氯離子侵入混凝土100年年或或50年后，濃度達(dá)到臨界值處的深度，即所需保護(hù)年后，濃度達(dá)到臨界值處的深度，即所需保護(hù)層厚度層厚度為：為：對(duì)于低水膠比的大摻量礦物摻和料混凝

51、土，對(duì)于低水膠比的大摻量礦物摻和料混凝土，x約與約與t的的0.150.20次方成正比，并與大氣區(qū)、浪濺次方成正比，并與大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水下區(qū)等不同環(huán)境區(qū)、水下區(qū)等不同環(huán)境條件有關(guān)。條件有關(guān)。100年與年與50年的年的差別不到差別不到15對(duì)于不加礦物摻和料混凝土的普通混凝土，對(duì)于不加礦物摻和料混凝土的普通混凝土，100年需比年需比50年增加年增加30推薦推薦快速氯離子電遷移測(cè)定方法方法快速氯離子電遷移測(cè)定方法方法瑞典唐路平（cth法），北歐nt標(biāo)準(zhǔn)，德國(guó)ibac-test方法，duracrete標(biāo)準(zhǔn)，瑞士sia標(biāo)準(zhǔn) 橡膠筒（內(nèi)徑100,外徑114120，高150170）koh溶液陽(yáng)極板陰極板支架

52、20支撐頂頭（高1520)koh+cl-溶液試件試驗(yàn)槽環(huán)箍環(huán)箍重要結(jié)構(gòu)物，采用多道防腐措施并定期檢測(cè)重要結(jié)構(gòu)物，采用多道防腐措施并定期檢測(cè)丹麥丹麥greatbeltlink，100年，隧道預(yù)制混凝土管片保護(hù)年，隧道預(yù)制混凝土管片保護(hù)層層35mm，水膠比低于水膠比低于0.35，摻粉煤灰和硅灰，多道防腐措施，摻粉煤灰和硅灰，多道防腐措施在襯砌與土體之間沿環(huán)向灌漿，增加覆蓋保護(hù)層厚度在襯砌與土體之間沿環(huán)向灌漿，增加覆蓋保護(hù)層厚度環(huán)氧涂膜鋼筋環(huán)氧涂膜鋼筋陰極保護(hù)作為最終手段陰極保護(hù)作為最終手段使用年限長(zhǎng)、且有條件修理，采取定期修理并定期檢使用年限長(zhǎng)、且有條件修理，采取定期修理并定期檢測(cè)測(cè)荷蘭荷蘭del

53、ta防浪堤，防浪堤，200年，閘門支承配筋混凝土構(gòu)件浪濺年，閘門支承配筋混凝土構(gòu)件浪濺區(qū)區(qū)預(yù)期壽命（按鋼筋銹蝕損失預(yù)期壽命（按鋼筋銹蝕損失0.2mm估計(jì)）估計(jì)）8090年年氯離子引起鋼筋銹蝕氯離子引起鋼筋銹蝕通常用通常用fick第二定律描述：第二定律描述： c 為氯離子濃度，為氯離子濃度，d為擴(kuò)散系數(shù)為擴(kuò)散系數(shù)若若d為常數(shù)，且邊界條件：為常數(shù)，且邊界條件：表面氯離子濃度表面氯離子濃度cs為定值為定值可得解析解：可得解析解：22ccdtxdtxerfctxcs21),(到到90年代初，認(rèn)識(shí)到擴(kuò)散系數(shù)年代初，認(rèn)識(shí)到擴(kuò)散系數(shù)d 隨時(shí)間、離混凝土隨時(shí)間、離混凝土表面距離、氯離子濃度等因素變化，還與溫度

54、、表面距離、氯離子濃度等因素變化，還與溫度、ph值等多種因素有關(guān)值等多種因素有關(guān)原先按原先按d 為常值的預(yù)測(cè)結(jié)果過份保守為常值的預(yù)測(cè)結(jié)果過份保守fick第二定律被認(rèn)為誤用了第二定律被認(rèn)為誤用了25年年擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間衰減的規(guī)律尚未完全明了擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間衰減的規(guī)律尚未完全明了氯離子在傳輸過程中與水泥水化產(chǎn)物結(jié)合氯離子在傳輸過程中與水泥水化產(chǎn)物結(jié)合早期混凝土密實(shí)性隨水化程度不斷完善而提高早期混凝土密實(shí)性隨水化程度不斷完善而提高擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間變化規(guī)律符合指數(shù)函數(shù)擴(kuò)散系數(shù)隨時(shí)間變化規(guī)律符合指數(shù)函數(shù)ttdtdd00)( d0為為t=t0(開始暴露于氯鹽環(huán)境開始暴露于氯鹽環(huán)境)時(shí)測(cè)得的擴(kuò)散系數(shù)值時(shí)測(cè)得的擴(kuò)散系數(shù)值poulsen建議，高性能混凝土與等效水灰比建議，高性能混凝土與等效水灰比w/c有關(guān)有關(guān)bamforth指出，主要與膠凝材料種類有關(guān)指出，主要與膠凝材料種類有關(guān)duracrete指南采用與膠凝材料種類和環(huán)境條件有關(guān)指南采用與膠凝材料種類和環(huán)境條件有關(guān)kc養(yǎng)護(hù)系數(shù)，考慮養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)短養(yǎng)護(hù)系數(shù)，考慮養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)短ke環(huán)境系數(shù)，考慮海洋不同環(huán)境（