海工混凝土課件

1、海工高性能混凝土,江蘇博特新材料有限公司　孫樹(shù),2010 年 10 月,專(zhuān)業(yè)技術(shù)內(nèi)部培訓(xùn)材料,內(nèi)容提要,1、什么是海工混凝土2、海工混凝土腐蝕情況3、海水環(huán)境混凝土部位劃分4、海工混凝土破壞特征5、海洋氯化物的環(huán)境作用等級(jí)6、海工混凝土破壞類(lèi)型7、海工混凝土破壞原因及現(xiàn)象8、影響海工混凝土耐久性的首要因素9、氯離子侵入混凝土的途徑10、氯離子侵入混凝土的機(jī)理11、氯離子對(duì)鋼筋銹蝕機(jī)理,12、氯離子滲透與擴(kuò)散

2、 氯離子侵入模型——F ick 第二定律 氯離子擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)間依賴(lài)性 氯離子擴(kuò)散系數(shù) 臨界氯離子濃度 表面氯離子濃度 混凝土保護(hù)層厚度 氯離子擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)試方法13、氯離子腐蝕的防護(hù)措施14、高性能海工混凝土的配制15、高性能海工混凝土工程實(shí)例,海工混凝土是指在海濱、海水中或受海風(fēng)影響的環(huán)境中服役，受海水或海風(fēng)侵?jǐn)_的

3、混凝土。海工混凝土包括海岸工程和近海工程以及雖在岸上，但受到海水或海洋大氣的物理化學(xué)作用的構(gòu)筑物所用混凝土。 如:海港、入海河口整治、擋潮閘、工業(yè)引水、跨海橋梁、海岸防護(hù)、潮汐發(fā)電站、大型深水碼頭、海洋平臺(tái)、臨近入?？诘膬?nèi)河港、橋梁等。海工混凝土由于經(jīng)常地或周期性地與海水接觸，受到海水或海洋大氣（含有氯離子），或受波浪、流水的沖擊、磨損等作用，而遭受損害，縮短耐用年限。,什么是海工混凝土,浙東沿?；炷两Y(jié)構(gòu)工程調(diào)查,二

4、次調(diào)查：1994年、2000年,調(diào)查結(jié)果：80%以上都發(fā)生了嚴(yán)重或較嚴(yán)重鋼筋銹蝕破壞，出現(xiàn)銹蝕破壞的時(shí)間有的不到10年。,海工混凝土腐蝕情況,寧波北侖港碼頭,,北侖港腐蝕修補(bǔ),北侖港腐蝕修補(bǔ),,華南海港碼頭混凝土腐蝕情況的調(diào)查與結(jié)構(gòu)耐久性分析我國(guó)海港工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀及對(duì)策(潘德強(qiáng))海港工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性壽命預(yù)測(cè)與健康診斷研究技術(shù)文件-報(bào)告簡(jiǎn)本,海水環(huán)境混凝土部位劃分,JTJ 75-2000 《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技

5、術(shù)規(guī)范》,海工混凝土破壞特征,沿海海工混凝土建筑物處于氯鹽、鎂鹽、硫酸鹽等強(qiáng)侵蝕環(huán)境，受外部環(huán)境破壞情況如下: 水位變化區(qū)以上結(jié)構(gòu)：受大氣腐蝕。 水位變化區(qū)(包括浪濺區(qū)、潮汐區(qū))：環(huán)境水以動(dòng)態(tài)存在，存在鹽類(lèi)的結(jié)晶膨脹、高堿性物質(zhì)溶析、海水中Mg2+， Cl-、SO42-對(duì)混凝土侵蝕、凍融循環(huán)、干濕交替、鋼筋銹蝕等，這一區(qū)域的腐蝕破壞最為嚴(yán)重。 水位線(xiàn)以下區(qū)域:受海水化學(xué)侵蝕。,注：1 近海或海洋環(huán)

6、境中的水下區(qū)、潮汐區(qū)、浪濺區(qū)和大氣區(qū)的劃分。按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī) 范》JTJ 275的規(guī)定確定；近?；蚝Ｑ蟓h(huán)境的土中區(qū)指海底以下或近海的陸區(qū)地下。其地下水中的鹽類(lèi)成分與海水相近； 2 海水激流中構(gòu)件的作用等級(jí)宜提高一級(jí)； 3 輕度鹽霧區(qū)與重度鹽霧區(qū)界限的劃分，宜根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境和既有工程調(diào)查確定；靠近海岸的陸上建筑物，鹽霧對(duì)室外混凝土構(gòu)件的作用尚應(yīng)考慮風(fēng)向、地貌等因素；密集建筑群，除直接面海

7、和迎風(fēng)的建筑物外，萁他建筑物可適當(dāng)降低作用等級(jí)； 4 炎熱地區(qū)指年平均溫度高于20℃的地區(qū)； 5 內(nèi)陸鹽湖中氯化物的環(huán)境作用等級(jí)可比照上表規(guī)定確定。,海洋氯化物的環(huán)境作用等級(jí),GB/T 50476-2008 《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》,海工混凝土破壞類(lèi)型,海工混凝土破壞原因及現(xiàn)象,影響海工混凝土耐久性的首要因素,海洋是Cl-的主要來(lái)源，海水中通常含有3%的鹽，其中主要是Cl- 。以Cl-計(jì)，海水中的含量約為19000mg/L。海風(fēng)

8、、海霧中也含有Cl- ，海砂中更含有不等量的Cl- 。 我國(guó)海岸線(xiàn)長(zhǎng)，大規(guī)模的基本建設(shè)多集中在沿海地區(qū)，尤其是海洋工程如碼頭、護(hù)坡和防護(hù)堤等由于Cl-引起的鋼筋銹蝕破壞十分突出。 沿海地區(qū)已出現(xiàn)河砂匱乏，不經(jīng)技術(shù)處理就使用海砂的現(xiàn)象亦日趨嚴(yán)重，這也為Cl-引起鋼筋銹蝕破壞創(chuàng)造了條件。 工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明，海水、海風(fēng)和海霧中的Cl-和不合理的使用海砂，是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要原因之一?；炷林袖摻?/p>

9、銹蝕可由兩種因素誘發(fā)，一是海水中Cl-侵蝕，二是大氣中的CO2使混凝土中性化。 大量工程調(diào)查和科研結(jié)果表明，海洋環(huán)境下導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕破壞的主要因素是Cl-進(jìn)入混凝土中，并在鋼筋表面集聚，促使鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。 調(diào)查中亦證實(shí)，海洋環(huán)境中混凝土的碳化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Cl-滲透速度，中等質(zhì)量的混凝土自然碳化速度平均為3mm/10年。 因此，影響海工混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-滲透速度

10、。,氯離子侵入混凝土的途徑,氯離子侵入混凝土的途徑： 一是“混入”，如摻用含氯離子外加劑、使用海砂、施工用水含氯離子、在含鹽環(huán)境中拌制澆注混凝土等； 二是“滲入”，環(huán)境中的氯離子通過(guò)混凝土的宏觀(guān)、微觀(guān)缺陷滲入到混凝土中，并到達(dá)鋼筋表面。 “混入”現(xiàn)象大都是施工管理問(wèn)題； “滲入”現(xiàn)象則是綜合技術(shù)問(wèn)題，與混凝土材料多孔性、密實(shí)性、工程質(zhì)量，鋼筋表面混凝土層厚度等

11、多種因素有關(guān)。,氯離子源之三：原材料,氯離子通過(guò)混凝土內(nèi)部的孔隙和微裂縫體系從周?chē)h(huán)境向混凝土內(nèi)部傳遞 ，有以下幾種方式：,毛細(xì)管作用，即鹽水向混凝土內(nèi)部干燥的部分移動(dòng)； 混凝土干燥---遇海水----被海水飽和---再干燥-蒸發(fā)純水，氯鹽留在混凝土中……（毛細(xì)管作用）滲透作用，即在水壓力作用下，鹽水向壓力較低的方向移動(dòng)；擴(kuò)散作用，即由于濃度差的作用，氯離子從濃度高的地方向濃度低的地方移動(dòng)；電化學(xué)遷移，即氯離子向電位較高的方

12、向移動(dòng)。,氯離子侵入混凝土的機(jī)理,氯離子對(duì)鋼筋銹蝕機(jī)理,1 破壞鈍化膜 水泥水化的高堿性(pH＞12.6)，使鋼筋表面產(chǎn)生一層致密的鈍化膜。以往的研究認(rèn)為鈍化膜是由鐵的氧化物構(gòu)成,但有研究表明,該鈍化膜中含有Si-O鍵,對(duì)鋼筋有很強(qiáng)的保護(hù)能力.然而該鈍化膜只有在高堿性環(huán)境中才是穩(wěn)定的。 當(dāng)pH＜11.5時(shí)，鈍化膜就開(kāi)始不穩(wěn)定(臨界值)； 當(dāng)pH＜9.88時(shí)鈍化膜生成困難或已經(jīng)生成的鈍化膜逐漸破壞。

13、Cl-進(jìn)入混凝土中并到達(dá)鋼筋表面，當(dāng)它吸附于局部鈍化膜處時(shí)，可使該處的pH值迅速降低到4以下，從而破壞該處的鈍化膜。,2 形成腐蝕電池 Cl-對(duì)鋼筋表面鈍化膜的破壞首先發(fā)生在局部（點(diǎn)），使這些部位（點(diǎn)）露出了鐵基體，與尚完好的鈍化膜區(qū)域構(gòu)成電位差。鐵基體作為陽(yáng)極而受腐蝕，大面積的鈍化膜區(qū)作為陰極。 腐蝕電池作用的結(jié)果，鋼筋表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕（坑蝕），由于大陰極（鈍化膜區(qū)）對(duì)應(yīng)于小陽(yáng)極（鈍化膜破壞點(diǎn)），坑蝕發(fā)展十

14、分迅速。這就是Cl-對(duì)鋼筋表面產(chǎn)生“坑蝕”為主的原因所在。,3 去極化作用陽(yáng)極反應(yīng)生成的Fe2+如果不能及時(shí)搬運(yùn)走而積累于陽(yáng)極表面，則陽(yáng)極反應(yīng)就會(huì)因此而受阻；Cl-與Fe2+相遇會(huì)生成FeCl2，從而加速陽(yáng)極過(guò)程。Cl-這種加速陽(yáng)極的過(guò)程，稱(chēng)作陽(yáng)極去極化作用。FeCl2是可溶的，在向混凝土內(nèi)擴(kuò)散時(shí)遇到OH-，立即生成Fe(OH)2(沉淀)，在水和氧的存在下又繼續(xù)氧化成Fe(OH)3(鐵銹)。,可見(jiàn)，Cl-只是起到了“

15、搬運(yùn)”作用，它不被“消耗”。也就是說(shuō)，凡是進(jìn)入混凝土中的Cl-，會(huì)周而復(fù)始地起破壞作用，這正是氯離子危害的特點(diǎn)之一。,4 導(dǎo)電作用腐蝕電池的要素之一是要有離子通路?；炷林蠧l-的存在，強(qiáng)化了離子通路，降低了陰、陽(yáng)極之間的歐姆電阻，提高了腐蝕電池的效率，從而加速了電化學(xué)腐蝕過(guò)程。 氯鹽中的陽(yáng)離子(Na+、Ca2+等)，也降低陰、陽(yáng)極之間的歐姆電阻，但不參與陰、陽(yáng)極過(guò)程。氯鹽對(duì)鋼筋銹蝕影響的強(qiáng)弱，與其達(dá)

16、到鋼筋表面的濃度有關(guān)。氯鹽對(duì)混凝土也有一定的直接破壞作用（如結(jié)晶膨脹和增加凍融破壞等），但氯離子引起鋼筋銹蝕，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的破壞，在通常情況下是起主導(dǎo)作用的。,氯離子滲透與擴(kuò)散,氯化物滲透進(jìn)入混凝土中有三種基本的遷移方式: 純氯化物離子的擴(kuò)散; 氯化物和水結(jié)合在一起遷移; 毛細(xì)管吸附. 這三種遷移機(jī)制可能同時(shí)發(fā)生。在混凝

17、土的孔隙中充滿(mǎn)水或者充水程度較高情況下,氯離子的遷移主要由擴(kuò)散作用引起。,有關(guān)氯離子在混凝土中擴(kuò)散的研究是由Collepardi 于1970 年開(kāi)始的, 并于1972年發(fā)表了基于F ick 第二定律的氯離子擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算結(jié)果。F ick 第二定律很方便地將氯離子的擴(kuò)散濃度與擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散時(shí)間聯(lián)系起來(lái), 可以直觀(guān)地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的耐久性。由于F ick 第二定律的簡(jiǎn)潔性及與實(shí)測(cè)結(jié)果之間較好的吻合性, 現(xiàn)在它已成為預(yù)測(cè)氯離子在混凝土中擴(kuò)散的經(jīng)典

18、方法。選擇F ick 第二擴(kuò)散定律基本上也是基于一種經(jīng)驗(yàn)的假定, 因?yàn)樗哪Ｐ蛥?shù)具有明確的物理意義, 并且它的解可以很好地?cái)M合現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)結(jié)果。假定混凝土中的孔隙分布是均勻的, 氯離子在混凝土中的擴(kuò)散是一維擴(kuò)散行為, 濃度梯度僅沿著暴露表面到鋼筋表面的方向變化。,氯離子擴(kuò)散的主要影響因素,通常用Fick第二定律描述： F ick 第二定律的解取決于問(wèn)題的邊界條件。

19、 C 為氯離子濃度，D為擴(kuò)散系數(shù)，t為結(jié)構(gòu)暴露于氯離子環(huán)境中的時(shí)間；x 為侵蝕的深度；若D為常數(shù)，如設(shè)定邊界條件：表面氯離子濃度Cs為定值，在任一時(shí)刻, 相對(duì)于暴露表面的無(wú)限遠(yuǎn)處的氯離子濃度值為初始濃度。 可得解析解：,Cx , t—t

20、時(shí)刻x 深度處的氯離子濃度;C0—初始濃度;CS—表面濃度;D —混凝土的有效擴(kuò)散系數(shù);erf ( ) — 誤差函數(shù),,氯離子侵入模型——F ick 第二定律,氯離子擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)間依賴(lài)性,式中： Dt— t 時(shí)刻的有效擴(kuò)散系數(shù)； D0 — 結(jié)構(gòu)暴露時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)； m — 氯離子擴(kuò)散系數(shù)的時(shí)間依賴(lài)性系數(shù)，可根據(jù)試驗(yàn)或調(diào)查獲得。,有效擴(kuò)

21、散系數(shù)是隨結(jié)構(gòu)使用時(shí)間長(zhǎng)度變化的量。經(jīng)過(guò)一定使用年限后，水泥水化作用基本完成,內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的變化基本不再發(fā)生,此時(shí)氯離子擴(kuò)散系數(shù)趨于一個(gè)穩(wěn)定值。上述公式僅使用前30年,以后Dt則成為一個(gè)恒定值。,氯離子擴(kuò)散系數(shù),氯離子擴(kuò)散系數(shù)是反映混凝土耐久性的一項(xiàng)重要指標(biāo), 目前已經(jīng)發(fā)展了多種檢測(cè)方法, 主要有自然擴(kuò)散法、加速擴(kuò)散法 , 一般通過(guò)建立擴(kuò)散深度和實(shí)測(cè)濃度的關(guān)系, 然后根據(jù)F ick 定律擬合氯離子的擴(kuò)散系數(shù)。,氯離子擴(kuò)散系數(shù)不僅與混凝土的

22、組成、內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的數(shù)量和特征、水化程度等內(nèi)在因素有關(guān), 同時(shí)也受到外部因素的影響, 主要包括溫度、養(yǎng)護(hù)齡期、摻合料的種類(lèi)和數(shù)量、誘導(dǎo)鋼筋腐蝕的氯離子的類(lèi)型等。,水灰比的大小反映了混凝土抵抗氯離子入侵的能力，孫偉根據(jù)氯離子擴(kuò)散試驗(yàn)得到的試驗(yàn)結(jié)果，經(jīng)過(guò)擬合，得到氯離子擴(kuò)散系數(shù)與水灰比的統(tǒng)計(jì)關(guān)系為,Dcl=34.776w/c-6.448(×10-8cm2/s),混凝土摻入粉煤灰、硅粉、礦渣，有效增加了混凝土內(nèi)部孔隙，改善了孔結(jié)構(gòu)，均

23、可明顯改善混凝土結(jié)構(gòu)抗氯離子侵蝕的耐久性能。,臨界氯離子濃度,激發(fā)鋼筋腐蝕的氯離子臨界濃度值不是一個(gè)唯一確定的值, 它受到許多因素的影響, 如混凝土的配合比、水泥的類(lèi)型、水泥成分含量、混凝土材料、水灰比、溫度、相對(duì)濕度、鋼筋表面狀況以及其它有關(guān)氯離子滲透的來(lái)源等。 氯離子臨界濃度具有如此大的分散性的另一個(gè)原因是對(duì)于氯離子臨界值本身的規(guī)定缺乏依據(jù), 如確定的參數(shù)(可見(jiàn)的鋼筋腐蝕、腐蝕電位或腐蝕已經(jīng)發(fā)生) 或臨界值的表達(dá)形式

24、(以Cl- /O H- 的形式還是以占水泥或混凝土重量百分比的形式)。,通過(guò)大量的碼頭調(diào)查、暴露試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)取樣, 得到華南和華東海港碼頭混凝土結(jié)構(gòu)的氯離子臨界含量分別為0.105%～0.145%和0.125%～ 0.150%，處浪濺區(qū)混凝土的C r 值為0.059%～ 0.107% (占混凝土質(zhì)量百分比)。 交通部第四航務(wù)工程局科學(xué)研究所通過(guò)對(duì)碼頭現(xiàn)場(chǎng)不同標(biāo)高的混凝土結(jié)構(gòu)的調(diào)查發(fā)現(xiàn), 不同標(biāo)高處氯離子的臨界含量也有差別

25、, 標(biāo)高小者氯離子臨界含量高, 水下區(qū)最高, 水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)次之, 大氣區(qū)最低, 這可能與影響鋼筋銹蝕的其它因素如氧氣、水分、溫濕度等有關(guān)。,表面氯離子濃度,結(jié)構(gòu)表面氯離子的濃度除與環(huán)境條件有關(guān)外, 還與混凝土自身材料對(duì)氯離子的吸附性能有關(guān)。試驗(yàn)表明, 不同的混凝土種類(lèi), 在相同的氯離子含量溶液中浸泡相同的時(shí)間, 其表面濃度是不同的。 水下區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)、浪濺區(qū)和大氣區(qū)都有各自的氯離子源。水下區(qū)的氯離子源主要來(lái)自于海水

26、, 比較恒定; 水位變動(dòng)區(qū)和浪濺區(qū)的氯離子源來(lái)自于波浪或噴沫, 隨波浪而周期性變化, 周期很短; 大氣區(qū)的氯離子源主要是周?chē)暮Ｑ蟓h(huán)境, 也比較穩(wěn)定, 雖然有時(shí)會(huì)受風(fēng)力、風(fēng)向、雨水等自然環(huán)境變化的影響。,表面氯離子的濃度不會(huì)對(duì)氯離子的擴(kuò)散系數(shù)產(chǎn)生影響, 因?yàn)楹笳呤腔炷帘旧淼膬?nèi)在性能, 與外界因素?zé)o關(guān)。但是, 從F ick 第二定律的解析表達(dá)式中可以看出, 混凝土結(jié)構(gòu)表面的氯離子濃度也是影響結(jié)構(gòu)耐久性的一個(gè)重要因素。,處于海水中混凝土，

27、表面濃度一般與海水中氯鹽濃度接近，Bamforth 建議用于設(shè)計(jì)的表面濃度cs（按混凝土重計(jì)算）,括號(hào)內(nèi)為每方混凝土膠凝材料為400kg時(shí)，按膠凝材料重表示的cs值,混凝土保護(hù)層厚度,混凝土保護(hù)層為鋼筋免于腐蝕提供了一道堅(jiān)實(shí)的屏障，混凝土保護(hù)層厚度越大, 則外界腐蝕介質(zhì)到達(dá)鋼筋表面所需的時(shí)間越長(zhǎng), 結(jié)構(gòu)越耐久?；炷翉?qiáng)度與混凝土質(zhì)量之間呈正相關(guān)關(guān)系, 一般強(qiáng)度越高, 質(zhì)量越好, 抵抗外界侵蝕的能力則越強(qiáng)。因此, 混凝土強(qiáng)度和保護(hù)層厚度

28、之間存在一種相互協(xié)調(diào)的關(guān)系, 即混凝土強(qiáng)度高, 保護(hù)層厚度可以相對(duì)較小。高性能混凝土的強(qiáng)度一般很高, 但其保護(hù)層厚度也不應(yīng)太小, 因?yàn)榛炷帘Ｗo(hù)層的最小厚度不僅受混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性限制, 而且也受到鋼筋與混凝土協(xié)調(diào)工作的約束?；炷帘Ｗo(hù)層應(yīng)該保證鋼筋與混凝土之間能夠有效地傳遞粘結(jié)應(yīng)力。另外, 過(guò)薄的保護(hù)層很容易受到局部損壞、磨損、表層裂縫等意外損傷。理論上混凝土保護(hù)層越厚, 結(jié)構(gòu)耐久性越好。但實(shí)際上,過(guò)厚的保護(hù)層在硬化過(guò)程中其收縮應(yīng)

29、力和溫度應(yīng)力得不到鋼筋的控制, 很容易產(chǎn)生裂縫。裂縫的產(chǎn)生會(huì)大大削弱混凝土保護(hù)層的作用。一般情況下, 混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)超過(guò)80～ 100mm , 具體的尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定。,氯離子擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)試方法,１ 氯離子擴(kuò)散系數(shù)快速測(cè)定的RCM法（快速氯離子遷移系數(shù)法）詳見(jiàn)GB/T50476-2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄D和JTG/T B07-01-2006《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》附錄A。GB/T50082-

30、2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》7.1也規(guī)定了RCM法快速氯離子遷移系數(shù)DRCM的測(cè)定方法。,檢測(cè)采用外加電場(chǎng)測(cè)定非穩(wěn)態(tài)氯離子擴(kuò)散系數(shù)DRCM，定量評(píng)價(jià)混凝土抵抗氯離子擴(kuò)散的能力，為氯離子侵蝕環(huán)境中的混凝土耐久性設(shè)計(jì)和施工以及使用壽命的評(píng)估和預(yù)測(cè)提供基本參數(shù)。,JGJ/T 193-2009 《混凝土耐久性檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》,氯離子擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)試方法,２ 電通量法（與ASTM C1202規(guī)定基本一致）測(cè)試方法詳見(jiàn)GB/

31、T50082-2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》7.2電通量法。,檢測(cè)采用直流恒電壓作用下通電量試驗(yàn)法測(cè)定通過(guò)混凝土試件的電通量為指標(biāo)來(lái)確定混凝土抗氯離子滲透性能。本方法不適用于摻有亞硝酸鹽和鋼纖維等良導(dǎo)電材料的混凝土抗氯離子滲透試驗(yàn)。,JGJ/T 193-2009 《混凝土耐久性檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》,氯離子腐蝕的防護(hù)措施,1、混凝土中氯離子含量（%）的限定,,2、混入型氯離子腐蝕的防護(hù)1）拌合用水：JTJ 75-200

32、0《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，氯離子含量不宜大于200mg/L。2） 砂：JTJ 75-2000規(guī)定3）外加劑：氯離子含量不宜大于水泥質(zhì)量的0.02%。,,,3、滲入型氯離子腐蝕的防護(hù)采用高性能海工混凝土：其技術(shù)途徑是采用優(yōu)質(zhì)礦物摻和料和新型高效減水劑復(fù)合，配以與之相適應(yīng)的水泥和級(jí)配良好的粗細(xì)骨料，形成低水膠比，低缺陷，高密實(shí)、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土較高的抗氯離子滲透性為特征,其優(yōu)異的耐久性和性能

33、價(jià)格比已受到國(guó)際上研究和工程界的認(rèn)同。增加混凝土保護(hù)層厚度：這是提高海洋工程鋼筋混凝土使用壽命的最為直接、簡(jiǎn)單而且經(jīng)濟(jì)有效的方法。但是保護(hù)層厚度并不能不受限制的任意增加。當(dāng)保護(hù)層厚度過(guò)厚時(shí)，由于混凝土材料本身的脆性和收縮會(huì)導(dǎo)致混凝土保護(hù)層出現(xiàn)裂縫反而削弱其對(duì)鋼筋的保護(hù)作用?；炷帘砻嫱扛矊樱和旰玫幕炷帘Ｗo(hù)涂層具有阻絕腐蝕性介質(zhì)與混凝土接觸的特點(diǎn)，從而延長(zhǎng)混凝土和鋼筋混凝土的使用壽命。然而大部分涂層本身會(huì)在環(huán)境的作用下老化，逐漸喪失

34、其功效，一般壽命在5～10年，只能作輔助措施。涂層鋼筋、耐腐蝕鋼筋：采用耐腐蝕鋼筋對(duì)混入型和滲入型氯離子的防護(hù)都是很有效的。因?yàn)榄h(huán)氧涂層鋼筋是在嚴(yán)格控制的鋼廠(chǎng)流水線(xiàn)上涂覆的，一般可以保證涂層高質(zhì)量，涂層可以將鋼筋與周?chē)幕炷粮糸_(kāi)，即使氯離子和氧氣等已經(jīng)大量侵入混凝土，它還是可以長(zhǎng)期保護(hù)鋼筋，使鋼筋免遭腐蝕。鋼筋表面采用致密材料涂覆，如環(huán)氧涂層鋼筋在歐美也有一定的應(yīng)用，其應(yīng)用效果評(píng)價(jià)不一。主要不利方面是，環(huán)氧涂層鋼筋與混凝土的握裹力降

35、低35％，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)性能有所降低；施工過(guò)程中對(duì)環(huán)氧涂層鋼筋的保護(hù)要求極其嚴(yán)格，加大了施工難度；另外成本的明顯增加也是其推廣應(yīng)用受到制約。,,摻入鋼筋阻銹劑：通過(guò)影響鋼筋和電介質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng)，可以有效地阻止鋼筋腐蝕發(fā)生。因?yàn)樽桎P劑的作用可以自發(fā)地在鋼筋表面上形成，只要有致鈍環(huán)境，即使純化膜破壞也可以自行再生，自動(dòng)維持，這不僅優(yōu)于任何人為涂層，而且經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便。實(shí)踐證明，拌制混凝土?xí)r摻加阻銹劑也是預(yù)防惡劣環(huán)境中鋼筋腐蝕的一

36、種經(jīng)濟(jì)有效的補(bǔ)充措施。鋼筋陰極保護(hù)：陰極保護(hù)的電化學(xué)原理是：即使鋼筋周?chē)幕炷劣械囊呀?jīng)碳化或含有大量氯離子，或者混凝土保護(hù)層薄而透水透氣，或鋼筋表面具有銹層，不讓鋼筋表面任何地方放出自由電子，使其電位等于或低于平衡電位，就可以使鋼筋不再進(jìn)行陽(yáng)極反應(yīng)，即鋼筋銹蝕。該方法是通過(guò)引入一個(gè)外加犧牲陽(yáng)極或直流電源來(lái)抑制鋼筋電化學(xué)腐蝕反應(yīng)過(guò)程從而延長(zhǎng)海工混凝土的使用壽命。最大限度的控制混凝土裂縫。,高性能海工混凝土的配制,高性能混凝土已作為提

37、高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的有效措施用于海港工程， JTJ 75-2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》首次將高性能混凝土作為海工混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕首選措施列入規(guī)范，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合下表要求：高性能海工混凝土的規(guī)定、原材料、配合比設(shè)計(jì)、施工與質(zhì)量評(píng)定詳見(jiàn)JTJ 75-2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》第6章《高性能混凝土》。,,,JTJ 75-2000 《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》,高性能海工混凝土工程實(shí)例,中國(guó)

38、東海大橋2002年6月開(kāi)工，2005年5月貫通。東海大橋跨越東海，從上海至小洋山島深水港全線(xiàn)總長(zhǎng)約為31公里，寬31.5米，分上、下行雙幅橋面，雙向6車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速80km/h 。全線(xiàn)按高速公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。,2003年11月開(kāi)工，2007年6月貫通。大橋橫跨杭州灣海域，北起嘉興海鹽，南至寧波慈溪，全長(zhǎng)36公里，是目前世界上最長(zhǎng)的跨海大橋。雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h，大橋地處強(qiáng)腐蝕海洋環(huán)境，在國(guó)內(nèi)首次明確提出

39、了設(shè)計(jì)使用壽命不低于100年的年限要求。,杭州灣跨海大橋,高性能海工混凝土工程實(shí)例,06年12月開(kāi)工建設(shè)，東起青島主城，跨越膠州灣海域，西至黃島，全長(zhǎng)約35.4公里，橋?qū)?5米，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速 80 m/h。大橋是我國(guó)北方冰凍海域首座特大型橋梁集群工程，在北方冰凍地區(qū)首次提出了100年設(shè)計(jì)壽命要求，大橋腐蝕環(huán)境惡劣，耐久性防護(hù)任務(wù)緊迫而嚴(yán)重。,青島海灣大橋,廈門(mén)翔安海底隧道,,廈門(mén)翔安隧道工程是國(guó)家“863”計(jì)劃專(zhuān)題項(xiàng)目的重點(diǎn)工

40、程，連接廈門(mén)市本島和大陸架翔安區(qū)。隧道全長(zhǎng)8.795公里，其中海底隧道5.95公里。隧道最深在海平面下約70米，跨越海域?qū)捈s4200m，是我國(guó)大陸地區(qū)第一座海底隧道，設(shè)計(jì)使用壽命100年。由我國(guó)完全自主設(shè)計(jì)、施工。隧道2005年9月開(kāi)工，2009年11月 全線(xiàn)貫通。,建設(shè)中的最長(zhǎng)跨海大橋——港珠澳大橋,建設(shè)中的港珠澳大橋，跨越珠江口伶仃洋海域，是連接香港、珠海及澳門(mén)的大型跨海通道。 大橋全長(zhǎng)為49.968公里，采用橋隧組合方

41、式，大橋主體工程全長(zhǎng)約29.6公里，海底隧道長(zhǎng)約6余公里,“海中橋隧”長(zhǎng)達(dá)35.578公里，其規(guī)模更將超越現(xiàn)時(shí)世界上最長(zhǎng)跨海大橋杭州灣跨海大橋，建成后將成為世界最長(zhǎng)的跨海大橋。 大橋海中橋隧主體工程及珠海接線(xiàn)將按六車(chē)道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)行車(chē)時(shí)速100m/h ，采用最高建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，抗震8度（烈度），抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)，設(shè)計(jì)使用壽命120年。 建設(shè)內(nèi)容包括：港珠澳大橋主體工程、香港、珠海、澳門(mén)口岸、香港接線(xiàn)以及珠海接線(xiàn)，