耐久性(京沪高速)报告.ppt

京 沪 高 速 铁 路高性能混凝土知识及施工技术培训班 混凝土结构的耐久性 及耐久性设计 2004年7月29日 高性能混凝土 是以耐久性和可持续发展作为基本要求，并适合工业化生产和施工的混凝土 与传统的混凝土相比，高性能混凝土在配比上的特点是低用水量，较低的水泥用量，并以矿物掺合料和化学外加剂作为水泥、砂、石和水之外的必须组分。 中国土木工程学会高强与高性能委员会 《高性能混凝土 — 定义、现状与发展方向》 混凝土材料的耐久性 混凝土抵抗大气作用、化学侵蚀、磨损等劣化过程而维持其原有质量和使用性能的能力 混凝土结构的耐久性 结构及其构件在各种作用下长期维持其所需性能的能力 结构设计需考虑的三类作用 1）一般作用 —— 一般荷载与强制变形 永久荷载---- 自重，土压力 可变荷载---- 使用荷载（人群、车辆、设备），风雪 2）偶然作用 —— 地震、爆炸、撞击等 3）环境作用（或环境影响） —— 温、湿度及其变化，降水，冰冻等大气作用； 土体、水体、空气中有害化学物质作用 一、混凝土结构的耐久性现状 混凝土是世上用量最大的人造材料 基础设施工程主要用混凝土结构建造 混凝土结构的耐久性已成为世界性问题 美国的公路桥梁 主要是60年代后的盐腐蚀 美国联邦公路局资料 登记在册（政府管理）桥梁：  1992年 57.2万座，有缺陷21％ 1999年 58.6万座，有缺陷15％ 拆除老桥费用持续增加 混凝土结构耐久性不足的严重性 北美（加拿大安大略省）公路桥面板耐久性设计要求 ! 宜宾南门大桥桥面垮塌 公路桥梁结构的安全设置水准 最常用车辆（我国为汽超20系列）作用于 30米跨度的简支梁桥 桥梁需承受的活荷载效应（标准值）------- 美国和英国规范分别比我国规范大12%和29% 活荷载安全系数 ------我国1.40，美国1.75，英国的1.73 桥梁需承受活荷载效应设计值 ------ 美国和英国规范分别比我国规范大40%和59% 材料设计强度我国规范规定的较高 对车辆活荷载，我国桥梁的设计承载能力为美、 英的68%和60%；永久荷载的荷载系数又过低 此外，还有计算方法不同对安全设置水准的影响 ---- 如美国规范对没有冗余度的简支梁桥，需额外提高安全系数, 在预应力混凝土梁抗剪能力上，我国规范公式偏于不安全 工程设计的耐久性标准过低 我国现行规范（80年代颁布）与国外比较 规范的耐久性设置水准基本上停留在解放初或50年代国际水平 由于水泥强度提高和施工进度加快,实际 耐久性质量大幅度下降 早强水泥配制的混凝土，内部微结构和后期强度发展 不良，易开裂，耐久性差 规范还阻碍粉煤灰等掺合料和引气剂的使用,为改善混凝土结构耐久性带来不良后果 工程施工进度的不适当追求 养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使 钢筋开始锈蚀的年限成倍缩少 1天养护与7天养护，可使碳化引起锈蚀年限缩减为原来的1/4 抢工省略必要检验工序，使钢筋位置出现偏差 钢筋的保护层厚度如在施工中缩减一半，出现锈蚀年限将缩减为原来的1/4 保护层厚度的5～10mm施工允差，甚至能使钢筋锈蚀的年限发生成倍差别 结构各种施工、连接缝和防水层是影响耐久性的 薄弱环节，其质量在快速施工中最不易保证。 缺乏正常检测与维修 结构耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合 重新建、轻维修，是土建建设管理工作中的重大缺陷 对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价 只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径 ？大型工程的耐久性？ 地下工程主体结构混凝土C20 跨海大桥浪溅区混凝土C30，保护层 3～4cm 高边坡预应力锚索、高强锚杆无双重保护