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混凝土耐久性

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混凝土抵抗環境介質作用並長期保持其良好的使用性能和外觀完整性,從而維持混凝土結構的安全、正常使用的能力稱為耐久性。

1簡介

混凝土的耐久性是指混凝土在實際使用條件下抵抗各種破壞因素的作用,長期保持強度和外觀完整性的能力。混凝土耐久性是指結構在規定的使用年限內,在各種環境條件作用下,不需要額外的費用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力
簡單地說,混凝土材料的耐久性指標一般包括:
1、抗滲性
2、抗凍性
3、抗侵蝕性
4、混凝土的碳化(中性化)
5、鹼骨料反應
耐久性檢測項目
1、電通量:用通過混凝土的電通量來反應混凝土抗氯離子滲透性能;
2、混凝土抗凍標號:用慢凍法測得的最大凍融循環次數來劃分的混凝土抗凍性能等級;
3、混凝土抗凍等級:用快凍法測得的最大凍融循環次數來劃分的混凝土抗凍性能等級;
4、抗硫酸鹽等級:用抗硫酸鹽侵蝕試驗方法測得的最大幹濕循環次數來劃分的混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能等級;
5、快速氯離子遷移係數法:通過測定混凝土中氯離子滲透深度,計算得到氯離子遷移係數來反映混凝土抗氯離子滲透性。
能的試驗方法—簡稱為RCM法;該方法應用較為廣泛,且多應用於工程現場氯離子含量的檢測。
另外一種更快更簡潔的試驗方法簡稱為NEL法;該方法多應用於高校及科研院所中快速氯離子檢測,現場工程應用尚少。
6、早期抗裂試驗:用於測試混凝土試件在約束條件下的早期抗裂性能;
7、抗水滲透試驗:
(1)滲水高度法:用於以測定混凝土在恆定水壓力下的平均滲水高度來表示的混凝土抗水滲透性能;
(2)逐級加壓法:用於通過逐級施加水壓力來測定以抗滲等級來表示的混凝土的抗水滲透性能。
8、耐磨性(常見的方法有圓環法,風沙法)
9、護筋性
10、鹼骨料反應

2施工要求

一、控制骨料粒形和級配。粗骨料中針片狀含量不得大於8%。粗骨料必須採用二級配或三級配;用於梁部、框架涵、墩台墩帽等鋼筋密度大的結構時,最大粒徑不大於20mm,用於鑽孔樁、承台、墩台身等鋼筋密度較小的結構時,最大粒徑不大於35mm。
二、合理使用外加劑,外加劑對混凝土的強度和耐久性影響重大,要嚴格控制外加劑進料、抽檢、貯存等環節;嚴格執行公司物資管理規定,確保外加劑質量。
三、同等級而不同用途的混凝土,應根據用途要求的混凝土性能設計不同的配合比。在不同的施工環境下,同等級同用途的混凝土應設計不同配合比以使混凝土的性能適應施工環境變化。
四、試配的試件應分為標準養護和同條件養護兩種,待分別達到標準規定的齡期進行試壓,以評估混凝土在同等養護條件下的強度表現。在工地尚沒有進行施工的情況下,可按施工組織設計制訂的現場養護方案,模擬同等養護條件。
五、每種混凝土配合比設計均應採用多種配合比方案,反覆比選。
六、用於室內設計混凝土理論配合比的原材料應與現場採用的原材料相同。如原材料改變,則必須相應調整配合比。此間,尤其要注意碎石或砂的品質和級配發生改變。不允許不顧原材料改變而「一張配合比通知單用到底」。
七、通過比選,合理採用礦物添加料品種和數量。應同時添加粉煤灰和礦粉,礦粉在礦物添加料中的比例宜為35%~50%。在滿足使用性能要求的前提下,防止盲目加大水泥用量。在符合《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》規定最大水膠比條件下,儘可能降低水膠比。

3混凝土耐久性檢測

傳統滲透性檢測方法
  傳統的檢測方法有滲水法(抗滲標號法、滲透高度法、滲透係數法)滲油法、透氣法(氧氣、氮氣等)。現行中國混凝土滲透性評價方法為抗滲標號法,遵循規範為國家建設部准GBJ82-1985《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》。檢測設備為國家技術監督局認定的標準HS-40型混凝土滲透儀。此標準對於C30以下的普通混凝土是有效的,對於現代混凝土,特別是高性能混凝土,已不適用。
  2.新穎滲透性檢測方法
  新型的滲透性檢測方法有表面透氣法(氮氣法)、表面吸水法(Suction)、電量法(ASTMC1202)、氯離子擴散係數法(電化學分析法:Fick第二定律、電遷移法:Nernst-Planck方程、電導法:NEL法Nernst-Einstein方程)。
  1.美國電量法
  目前國家規範未能更新之前,越來越多的單位和工程採用美國材料標準與試驗協會ASTMC1202標準,即《混凝土抗氯離子滲透標準實驗方法》來評價混凝土的滲透性好壞,此標準與美國國家高速公路和交通署協會標準AASHTOT277是相同的。這種方法雖然在最近十幾年內得到了廣泛應用,但是也招致了許多非議。因為此方法是在Φ95×50mm的混凝土試樣兩側施加60V的直流電壓,通過檢測6小時內流過的電量大小來評價混凝土的滲透電壓會導致混凝土結構耐久性檢測方案建議書3一些副效應,造成測量誤差。
  2.歐洲
  NTBuild492在現有標準方法不適應混凝土發展的情況下,一些混凝土科學家在積極開發一些新的評價方法,現在較為公認的方法是用混凝土中的氯離子擴散係數來評價混凝土的滲透性,挪威、瑞典、英國等一些歐洲國家已開始普遍採用此方法,北歐已制定相應的標準NTBuild492。此標準適用於歐洲的硅灰混凝土,對C50-C70的混凝土比較適合。美國、加拿大的研究還相對落後於歐洲,未見有任何新的標準出現。
  3.國際先進方法
  NEL法是清華大學建立起來的混凝土滲透性快速測定方法。NEL法是利用Nernst-Einstein方程,通過快速測定混凝土中氯離子擴散係數來評價混凝土滲透性的新方法,1997年獲得國家發明專利。NEL法既適用於普通混凝土,也適用於高性能混凝土,運用此方法可在8分鐘內快速測定C20-C100的混凝土滲透性。其穩定性、準確性、檢測範圍皆已達到了很高水平。NEL法已眾多的科研、質檢、工單位廣泛使用,並列入2004中國土木工程學會標準CCES01-2004,作為當前混凝土結構耐久性設計與施工中檢測混凝土滲透性的先進方法推使用。NEL法還成功用於高達120、200、800MPa混凝土滲透性的檢測,是目前世界上混凝土滲
  透性評價方法中檢測範圍廣、檢測速度最快的方法,此方法曾受到前工程院院士吳中偉先生的較高評價。經過近10證明NEL法簡便、可靠。NEL法與ASTMC1202法一致,對於高抗性混凝土,NEL法準確、解析度高,可區分不同養護方式對相同配合比混凝土滲透性的影響。
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