耐久性混凝土.ppt
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1、耐久性混凝土耐久性混凝土根 据根 据 铁铁 路路 混混 凝凝 土土 结结 构构 耐耐 久久 性性 设设 计计 暂暂 行行 规规 定定铁铁 路路 混混 凝凝 土土 结结 构构 耐耐 久久 性性 设设 计计 暂暂 行行 规规 定定客客运运专专线线客客运运专专线线铁铁路路混混凝凝土土工工程程施施工工质质量量验验收收补补充充标标准准铁铁路路混混凝凝土土工工程程施施工工质质量量验验收收补补充充标标准准 客客 运运 专专 线线客客 运运 专专 线线铁铁 路路 混混 凝凝 土土 工工 程程 施施 工工 技技 术术 指指 南南铁铁 路路 混混 凝凝 土土 工工 程程 施施 工工 技技 术术 指指 南南主讲人:
2、主讲人:杨齐海杨齐海二二0000九年七月九年七月前 言铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定颁布后,颁布后,现行铁路混凝土结构耐久性的要求低于本暂规的均现行铁路混凝土结构耐久性的要求低于本暂规的均以本暂规为准。以本暂规为准。铁路混凝土工程施工质量验收补充标准铁路混凝土工程施工质量验收补充标准基本上基本上取代取代铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准(TB10424),),铁路混凝土工程施工技术指南铁路混凝土工程施工技术指南基本上取代基本上取代铁路混凝土与砌体工程施工规范铁路混凝土与砌体工程施工规范,但均无砌体工程和水下混凝土的内容。但
3、均无砌体工程和水下混凝土的内容。现规范突出了工程施工质量过程控制的原则。现规范突出了工程施工质量过程控制的原则。本讲稿标准内容低于专业标准的以专业标准为准。本讲稿标准内容低于专业标准的以专业标准为准。本讲稿内容以正式颁布文件为准。本讲稿内容以正式颁布文件为准。混凝土结构耐久性混凝土结构耐久性(Durability of concrete structure)在预定作用和预期的维护与使用条件下,结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。一一、铁路混凝土的铁路混凝土的设计根据设计根据 1.1设计使用年限1.2.环境类别及作用等级1.1 混凝土结构的设计使用年限混凝土结构的设计使用
4、年限 级别设计使用年限一100年二60年三30年1.2环境类别及作用等级环境类别及作用等级1.2.1 碳化锈蚀环境条件特征 1.2.2 氯盐锈蚀环境条件特征 1.2.3 化学侵蚀环境条件特征 1.2.4 冻融破坏环境条件特征 1.2.5 磨蚀环境条件特征1.2.1碳碳化化锈锈蚀蚀环环境境条条件件特特征征作用等级代号环境条件特征T1年平均相对湿度50%;长期在水下(不包括海水)或土中T2年平均相对湿度50%T3地上或地下水位变动区;干湿交替:注:当钢筋混凝土薄型结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时,其干燥一侧混凝土的碳化锈蚀作用等级应按T3级考虑。1.2.2 氯氯盐盐锈锈蚀蚀环环境境条条件件特特征
5、征作用等级代号环境条件特征L1长期在海水水下区离平均水位15m以上的海上大气区;离涨潮岸线100m300m的陆上近海区L2离平均水位15m以内的海上大气区;离涨潮岸线100m以内的陆上近海区海水潮汐区或浪溅区(非炎热地区)L3L3海水潮汐区或浪溅区(南方炎热地区)海水潮汐区或浪溅区(南方炎热地区)盐渍土地区露出地表的毛细吸附区盐渍土地区露出地表的毛细吸附区遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位1.2.3 化化学学侵侵蚀蚀环环境境条条件件特特征征1 1化学侵蚀类型作用等级代号H1H2H3H3H4H4硫酸盐侵蚀环境水中SO42-含量,mg/L200 600600300
6、0300030006000600060006000强透水性环境土中SO42-含量,mg/kg20003000300012000120001200024000240002400024000弱透水性环境土中SO42-含量,mg/kg30001200012000240002400024000化学侵蚀类型作用等级代号H1H2H3H3H4H4盐类结晶侵蚀*环境土中SO42-含量,mg/kg200030003000300012000120001200012000酸性侵蚀环境水中pH值6.55.55.54.54.54.54.04.0二氧化碳侵蚀环境水中侵蚀性CO2含量,mg/L154040100100100
7、镁盐侵蚀环境水中Mg2+含量,mg/L300100010003000300030001.2.3 化学侵蚀环境条件特征2 21.2.3 化学侵蚀环境条件特征3 3*注:1 对于盐渍土地区的混凝土,埋入土中的混凝土遭受化学侵蚀;当环境多风干燥时,露出地表的毛细吸附区内的混凝土遭受盐类结晶型侵蚀。2 对于一面接触含盐环境水(或土)而另一面临空且处于干燥或多风环境中的薄壁混凝土,接触含盐环境水(或土)的混凝土遭受化学侵蚀,临空面的混凝土遭受盐类结晶侵蚀。3 当环境中存在酸雨时,按酸性环境考虑,但相应作用等级可降一级。1.2.4 冻冻融融破破坏坏环环境境条条件件特特征征作用等级代号环境条件特征D1微冻地
8、区+频繁接触水D2微冻地区+水位变动区严寒和寒冷地区+频繁接触水微冻地区+氯盐环境+频繁接触水D3D3严寒和寒冷地区严寒和寒冷地区+水位变动区水位变动区微冻地区微冻地区+氯盐环境氯盐环境+水位变动区水位变动区严寒和寒冷地区严寒和寒冷地区+氯盐环境氯盐环境+频繁接触水频繁接触水D4D4严寒地区严寒地区+氯盐环境氯盐环境+水位变动区水位变动区严寒地区、寒冷地区和是根据其最冷月的平均气温划分的地 区地区最冷月的平均气温严寒地区t 8 寒冷地区 8 t 3微冻地区3 t 2.51.2.5 磨磨蚀蚀环环境境条条件件特特征征作用等级代号环境条件特征M1风蚀(有砂情况)风力等级7级,且年累计刮风时间大于90
9、天M2风蚀(有砂情况)风力等级9级,且年累计刮风时间大于90天流冰冲刷被强烈流冰撞击、磨损、冲刷(冰层水位下0.5m冰层水位上1.0m)M3M3风蚀(有砂情况)风力等级11级,且年累计刮风时间大于90天泥砂冲刷被大量夹杂泥砂等物体磨损、冲刷二、铁路混凝土二、铁路混凝土的原材料的原材料2.1 水泥2.2 矿物掺和料 2.2.1粉煤灰 2.2.2磨细矿渣粉 2.2.3硅灰2.3 细骨料2.4 粗骨料2.5 外加剂2.6 水2.1水水 泥泥 的的 技技 术术 要要 求求1 1序号项目技术要求1比表面积350m2/kg(硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥)280m方孔筛筛余10.0%(普通硅酸盐水泥)3游
10、离氧化钙含量1.0%4碱含量 0.80%5熟料中的C3A含量非氯盐环境下不应超过8%氯盐环境下不应超过106氯离子含量0.20%(钢筋混凝土)0.06%(预应力混凝土)2.1水水 泥泥 的的 技技 术术 要要 求求2 2注:1.当骨料具有碱硅酸反应活性时,水泥的碱含量不宜超过0.60%。2.C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。2.2.1 粉粉 煤煤 灰灰的的 技技 术术 要要 求求序号名称技 术 要 求C50以下混凝土C50及以上混凝土1细度,%20122Cl-含量,%不宜0.023需水量比,%1051004烧失量,%5.03.05含水率,%1.0(对干排灰而言)6SO3含量,
11、%37活性指数,%7d657028d7075注:当表中烧失量指标达不到要求时,在其他指标符合表中要求的情况下,经试验证明满足耐久性要求时,烧失量指标可适当放宽。但用于C50以下混凝土时,不得大于8%,用于C50及以上混凝土时,不得大于5%。2.2.2磨磨 细细 矿矿 渣渣 粉粉的的 技技 术术 要要 求求序号名称技术要求1MgO含量,%142SO3含量,%43烧失量,%34Cl-含量,%不宜 0.025比表面积,m2/kg3505006需水量比,%1007含水率,%1.08活性指数,%7d7528d952.2.3硅硅灰灰的的 技技 术术 要要 求求序号名称技术要求1烧失量,%62Cl-含量,%
12、不宜 0.023SiO2含量,%854比表面积,m2/kg180005需水量比,%1256含水率,%3.0728d活性指数,%852.3细细 骨骨 料料 的的 技技 术术 要要 求求2.3.1 细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂,也可选用专门机组生产的人工砂。不宜使用山砂。不得使用海砂。2.3.2细骨料的颗粒级配(累计筛余百分数)应满足下表的规定。级配区筛孔尺寸,mm区区区10.00005.001001001002.503552501501.25653550102500.638571704140160.3159580927085550.1601009010
13、09010090除5.00mm和0.63mm筛档外,砂的实际颗粒级配与表5.3.2中所列的累计筛余百分率相比允许稍有超出分界线,但其总量不应大于5%。2.3.32.3.3细骨料的粗细程度按细度模数分为粗、中、细细骨料的粗细程度按细度模数分为粗、中、细3 3级,其细度模数分别为:级,其细度模数分别为:粗级 3.73.1中级 3.02.3细级 2.21.6配制混凝土时宜优先选用中级细骨料。当采用粗级细骨料时,应提高砂率,并保持足够的水泥或胶凝材料用量,以满足混凝土的和易性;当采用细级细骨料时,宜适当降低砂率。对于泵送混凝土、抗渗混凝土用砂,宜选用中级细骨料。当所用细骨料的颗粒级配不符合表3.2的要
14、求时,应采取经试验证明能确保工程质量的技术措施后,方允许使用。2.3.4 细骨料的坚固性用硫酸钠溶液检验,试样经5次循环后其重量损失应不超过8%。细骨料的吸水率应不大于2。2.3.52.3.5采用天然河砂配制混凝土时,砂中含泥量、泥块含量、采用天然河砂配制混凝土时,砂中含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量应符合下表的规定。应符合下表的规定。项目质量指标C30C30C45C50含泥量,%3.02.52.0泥块含量,%0.5云母含量,%0.5轻物质含量,%0.5硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3),%0.5有机物含
15、量(用比色法试验)颜色不应深于标准色,如深于标准色,则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验,抗压强度比不应低于0.95。当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时,应进行专门检验,确认能满足混凝土耐久性要求时,方能采用。2.3.6 对于长期处于水中或土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的潮湿环境中的混凝土结构,应采用砂浆棒法检验细骨料的碱活性,且砂浆棒的膨胀率应小于0.10%,否则,应采取抑制碱骨料反应的技术措施。2.3.7 当采用以专门机组生产的人工砂或混合砂配制混凝土时,人工砂或混合砂经亚甲蓝试验判定后,石粉含量应符合下表的规定,压碎指标值应小于25%。混凝土强度等级C
16、30C30C45C50石粉含量%MB1.4010.07.05.0MB1.405.03.02.02.4粗粗 骨骨 料料 的的 技技 术术 要要 求求2.4.1 粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石,也可采用碎卵石或卵石,不宜采用砂岩碎石。2.4.2 粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3,且不得超过钢筋最小间距的3/4。配制强度等级C50及以上预应力混凝土时,粗骨料最大公称粒径(圆孔筛)不应大于25mm。2.4.3 粗骨料应采用二级或多级级配,其松散堆积密度应大于1500kg/m3,紧密空隙率宜小于40%,吸水率应小于2(用于干湿交替或冻融环境条
17、件下的混凝土应小于1)2.4.4 当粗骨料为碎石时,碎石的强度用岩石抗压强度表示,且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。施工过程中碎石的强度可用压碎指标值进行控制,且应符合下表的规定。若粗骨料为卵石,卵石的强度用压碎指标值表示,且应符合下表的规定:粗骨料的压碎指标(%)混凝土强度等级C30C30岩石种类水成岩变质岩或深成的火成岩火成岩 水成岩变质岩或深成的火成岩火成岩碎石162030101213卵石1612注:水成岩包括石灰岩、砂岩等;变质岩包括片麻岩、石英岩等;深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等;喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。2.4.5 粗骨料的坚固性用硫酸钠溶
18、液法进行检验,试样经5次循环后的重量损失率应符合下表的规定。粗骨料的坚固性指标结构类型混凝土结构预应力混凝土结构重量损失率%852.4.6 粗骨料中的有害物质含量应符合下表的规定 项目 强度等级C30C30C45C50含泥量%1.01.00.5泥块含量%0.25针、片状颗粒总含量%10108硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3)%0.5卵石中有机质含量(用比色法试验)颜色不应深于标准色。当深于标准色时,应配制成混凝土进行强度对比试验,抗压强度比不应小于0.95。2.4.7 对于长期处于水中或土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的潮湿环境中的混凝土结构,粗骨料应采用岩相法检验其矿
19、物组成。若粗骨料含有碱硅酸反应活性矿物,则其砂浆棒膨胀率应小于0.10%,否则应采取抑制碱骨料反应的技术措施。不得使用具有碱碳酸盐反应活性的骨料。2.5 外外 加加 剂剂 的的 技技 术术 要要 求求1序号项 目指 标1水泥净浆流动度,mm2402硫酸钠含量,%5.03氯离子含量,%0.24碱含量(Na2O+0.658K2O),%10.05减水率,%206含气量,%用于配制非抗冻混凝土时3.0用于配制抗冻混凝土时4.57坍落度保留值,mm30min18060min1502.5外外 加加 剂剂 的的 技技 术术 要要 求求2序号项 目指 标8常压泌水率比,%209压力泌水率比,%9010 抗压强
20、度比,%3d1307d12528d12011 对钢筋锈蚀作用无锈蚀12 收缩率比,%13513 相对耐久性指标,%,200次802.6混混凝凝土土拌拌合合用用水水的的技技术术要要求求2.6.1 拌和用水可采用饮用水。当采用其它来源的水时,水的品质应符合下表的要求。项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土pH值4.54.54.5不溶物,mg/L200020005000可溶物,mg/L2000500010000氯化物(以Cl-计),mg/L50010003500硫酸盐(以SO42-计)mg/L60020002700碱含量(以当量Na2O计)mg/L150015001500注:对于预应力混凝土,拌和水中C
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