1、砼耐久性和高性能砼介绍,李启棣编 中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 2011.3,目录,第一部分 砼耐久性 第二部分 高性能砼一 砼结构耐久性和使用寿命 一 高性能砼的概念 二 砼材料的耐久性 二 砼原材料砼的冻融破坏 砼的化学侵蚀 三 配合比设计砼物理结晶、 砼中钢筋锈蚀 四 施工质量控制砼的碱-骨料反应 三 砼的防裂砼开裂原因、开裂变形分析大体积砼开裂、砼防裂措施,第一部分 砼耐久性,一 砼结构耐久性和使用寿命,（一）砼结构耐久性取决于:使用环境条件;砼结构设计; 材料(砼和钢筋) ;施工质量和维护.,(二) 混凝土结构耐久性现状a,结构类型 实际使用状况 民用房屋(多为锈蚀) 30-40
2、年需大修 工业厂房 20-30年需大修 海港码头(浪溅区严重) 10-20年需大修 公路市政桥梁(除冰盐) 10-20年需大修 隧道 铁路隧道10%以上裂损,50%漏水,(二) 混凝土结构耐久性现状b,铁路桥梁调查(2002年底-2003年秋): 3345孔顺筋开裂(占2.5%) 3390孔大面积锈蚀 5000多孔梁碳化深度大于20mm 3000孔T梁横隔板断裂 7352座桥梁失格,占18.15% 胶济、京沪、陇海等线有膨胀开裂梁近千孔,(三) 耐久性不够的原因,设计规范不重视环境条件对结构耐久性的影响,没有结构设计使用年限和耐久性要求的明确规定;片面追求施工进度和不适当降低成本,损害工程质量
3、;混凝土结构在使用中缺乏科学的观测和合理的养护维修.,（四）砼结构耐久性规范,1. 欧盟标准EN206-1中砼结构设计EN19922.混凝土结构耐久性设计规范 GB/Txxxx-20093.铁路砼结构耐久性设计暂行规定 铁建设(2005)157混凝土原材料标准局部修订通知 铁建设(2009)152铁路混凝土结构耐久性设计规范 TB10005-2010 4.铁路混凝土工程施工质量验收补规定 铁建设(2005)160号铁路混凝土工程施工质量验收标准 TB10424-2010 5.铁路混凝土工程施工技术指南 铁建设(2010)-241铁路混凝土 TBxxxx-2010,(五) 砼结构设计使用年限,砼
4、结构设计使用年限指砼结构在规定的工作环境和维护条件下，能保持设计使用性能的年限。砼结构设计使用年限寿命 取决于砼结构耐久性 、使用条件和环境、 结构的及时维修。,铁路混凝土结构设计使用年限,100年: 桥梁、涵洞、隧道等主体结构，路基支挡及承载结构，无砟轨道道床板、底座板; 60年: 路基防护结构，200km/h及以上铁路路基排水结构，接触网支柱等; 30年: 其它铁路路基排水结构，电缆沟槽、防护砌块、栏杆等可更换小型构件; 注:无砟轨道轨道板、支承层设计使用年限至少为60年基础上，研究试验再创新实现与桥梁结构等寿命期。,工程质量与全寿命成本,砼结构使用年限寿命包括结构良好状态, 维护阶段,
5、修理阶段。工程全寿命成本包括施工成本和以后的维护、修理成本.对于质量差的砼结构, 处于良好状态的时间不长, 经常要维修, 维修费投资要增加许多倍.这就是所谓的五倍定律.,（六）环境类别及其作用等级 环境类别 作用等级,（1）碳化环境* T1 T2 T3 （2）氯盐环境 L1 L2 L3 （3）化学侵蚀环境 H1 H2 H3 H4 （4）冻融破坏环境 D1 D2 D3 D4(5) 磨蚀环境 M1 M2 M3(6) 盐结晶破坏环境 Y1 Y2 Y3 Y4,（1）碳化环境,（2）氯盐环境,（3）化学侵蚀环境,（4）冻融破坏环境,严寒：t -8oC，寒冷 ：-8 oC t -3 oC ，微冻： -3
6、oC t2.5 oC,(5) 盐结晶破坏环境,(6) 磨蚀环境,M1 : 风力等级7级，且年累计刮风天数大于90d的风沙地区 M2 : 风力等级9级，且年累计刮风天数大于90d的风沙地区;强烈流冰撞击的河道（冰层水位线下0.5m冰层水位线上1.0m）;汛期含砂量为200 kg/m31000kg/m3的河道 M3 : 风力等级11级，且年累计刮风天数大于90d的风沙地区;汛期含砂量1000kg/m3的河道;西北戈壁荒漠区洪水期间夹杂大量粗颗粒砂石的河道,（七）不同环境砼配合比限值,1. 最大水胶比-水胶比小,其用水量也少,砼总孔隙率低,密实性强,抵抗水气侵入能力提高各项耐久性好. 2. 最低强度
7、等级-强度高,抵抗侵蚀破坏能力强. 3. 最小胶凝材料用量,最大另有限制-胶材过少,砼的强度和密实性受影响,工作性也不好.胶材过多,砼收缩徐变增大,抗裂性变差. 4. 不同环境类别,对水泥,外加剂,掺合料还另有要求,二 砼材料的耐久性,(一) 砼侵蚀劣化的类型(二) 砼的孔与水气迁移(三) 砼的冻融破坏(四) 砼的化学腐蚀(五) 砼内钢筋锈蚀(六) 砼的碱-骨料反应破坏,(一) 砼劣化的主要类型,砼的冻融循环破坏 环境水对砼的化学腐蚀和盐结晶破坏 砼内钢筋锈蚀(碳化或氯盐引起) 砼的碱-骨料反应破坏 砼的磨蚀破坏 砼的开裂,( 二) 砼的孔与水气迁移,砼是多孔连通毛细孔占20%以上的材料.使用
8、中又要接触水和空气. 气体、水以及含在水气中的有害物质在砼的孔隙和裂缝中的迁移、结合和变化是砼劣化的基本条件。 1. 连通孔隙率-指水泥石中互相连通, 水气可以迁移的孔隙所占的体积百分率, 相当于最大可逆水含量, 通常为2030%. 2. 孔径分布-不同大小的孔和毛细管所占的比例.包括微孔、毛细孔和大孔.微孔主要是凝胶孔; 毛细孔和引入的大孔对耐久性影响很大; 毛细孔和大孔增加, 耐久性一般要降低.,砼越密实,耐久性越好,空气和水中有害物质, 通过扩散、渗透和毛细吸引等动力, 随着水气进入砼的大小不等的孔隙中, 、与砼材料发生物理的、化学的变化, 这就是砼劣化的基本条件.砼水胶比越小, 孔隙率
9、越低,砼越密实,强度越高,砼各类劣化速度都可以大大降低,耐久性越好.,砼孔中的水气迁移,含在水气中的有害物质在砼的孔隙和裂缝中迁移的动力是:浓度差产生的扩散作用; 压力差产生的渗透作用;毛细管产生的吸引作用.,环境的影响,对砼结构耐久性影响 起决定性作用的是结构砼周围(以厘米距离计)的微观气侯温度、湿度及其变化和与砼接触的空气、环境水或环境土的状况.足够的水份, 水中有害物质和温度是环境特征的三个主要因素.,(三) 砼的冻融破坏,（1） 破坏机理,1.结晶压: 水变冰体积增加9%, 充满水的孔结冰膨胀会引起水泥石开裂;首先是充水大孔结冰破坏.由于孔表面能使孔中水的冰点下降, 孔径越小冰点越低,
10、 许多凝胶孔中水在很低的负温下都不结冰;2.渗透压:不完全充水的孔, 温度降低过程中,由于孔表面能, 小孔中相对湿度提高更多,在水变冰过程中有相当数量水向大孔中扩散,产生渗透压.,（2） 临界水饱和度,砼处于饱水状态是冻融破坏的先决条件,临界水饱和度约为90%.砼结构不同部位的砼含水量不同, 同样的温度环境, 砼冻融破坏有很大区别, 水位变化区是破坏最严重部位.,（3）引气作用,引气剂引入的封闭气孔, 即使在砼处于水饱和状态也不会充水. 孔中水冻结过程中, 由于水向大孔扩散作用, 封闭气孔可以作为膨胀空间容纳正在结冰的水, 缓解了对水泥石的压力. 为了保证封闭孔系统充分发挥作用, 孔的间距要足
11、够小.冻害越严重, 这个临界孔间距就应更小. 一般含气量越大(46%), 孔间距越小（少于300微米),砼抗冻性越好. 水冻结时向大孔扩散是不可逆过程, 随着冻融循环增加大孔充水程度不断增加, 如不能干燥,冻融循环进行到一定次数后, 冻害仍会发生.,（4）骨料对抗冻性影响,吸水严重的砂岩粗骨料在冻结过程中产生膨胀并破坏水泥石, 典型现象是粗骨料处表面局部爆裂剥落.,（5）提高砼抗冻性的措施,1.降低水胶比可明显提高抗冻性.在水胶比大于0.4时,矿物掺和料对抗冻性有不利的影响,要控制掺量.2.掺加引气减水剂或引气剂. 砼拌和物的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。抗冻等级F300以上, 砼含气
12、量一般要大于4-6% ,.气泡间距系数宜300微米.3. 龄期越长, 强度和孔结构变得更有利于抗冻.,(四) 砼的化学侵蚀,腐蚀类型,离子交换型腐蚀: 分镁盐, 碳酸和一般酸性腐蚀 结晶膨胀型腐蚀: 分硫酸盐腐蚀, 盐类物理结晶,（1）硫酸盐腐蚀,水化铝酸钙反应, 生成硫铝酸钙 (钙矾石）和硫酸钙 (石膏) ，产生内应力引起砼的破坏.近年发现碳硫硅钙石的破坏类型,是C-S-H凝胶中的硅,与碳酸盐(石灰石骨料或粉)和环境水中的硫酸盐反应,生成无强度的碳硫硅钙石,虽不膨胀,但强度下降.,主要反应式, NaSO410H2O + Ca(OH)2 = CaSO42H2O + 2NaOH + 8H2O 石
13、膏结晶 4CaOAI2O312H2O + 3(CaSO42H2O) + 14H2O = 3CaOAI2O33CaSO431H2O + Ca(OH)2钙矾石结晶 环境水中SO4-2浓度(/l)不同,结晶类型也不同. SO4-2 2501500 15005000 500010000结晶 钙矾石 钙矾石和石膏 石膏,抗硫酸盐腐蚀措施,1) 降低水泥熟料中铝酸三钙的含量(5%)2) 砼中掺加较多的矿渣或粉煤灰;3) 掺加高效减水剂降低水胶比和用水量, 提高砼密实性;4) 严重腐蚀环境下,砼外应采取隔离腐蚀环境水的强化措施.,(2) 酸侵蚀,侵蚀酸与氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙反应生成侵蚀酸的钙盐,
14、 侵蚀的程度决定于侵蚀酸的腐蚀性和生成的钙盐的溶解度.流动溶解和高温环境将加速侵蚀.酸侵蚀使水泥石完全转化, 破坏了孔系统.,(3)海水侵蚀,海水中硫酸根约25002700/l, 镁离子约1300/l , 氯离子约19000/l.海水中硫酸镁与砼中水化硅酸钙反应产生石膏和没有强度的氢氧化镁,对砼有腐蚀作用.但由于大量氯离子存在,提高硫铝酸钙的溶解度,产生不结晶的氯铝酸钙,对硫酸盐腐蚀的破坏程度大大减弱,所以海水的化学侵蚀程度要专门考虑.海水对钢筋的锈蚀作用和机械冲刷作用比硫酸盐腐蚀危害更大.,(4)盐结晶破坏,砼结构一部分接触含盐环境水, 另一部分为蒸发表面时,由于水迁移(压力,扩散,毛细吸引
15、,蒸发 ), 蒸发面附近的砼孔隙中盐溶液不断 浓缩、 结晶、 积聚. 反复干湿循环产生结晶和温度变化引起晶型转化, 在孔隙中产生的结晶压力导之砼破坏. 除了这种盐类物理结晶破坏外, 由于孔中有害离子浓度提高, 化学侵蚀的速度也加快.,结晶水化物的晶变温度及膨胀率,(五) 砼中的钢筋锈蚀,（1） 钢筋钝化和脱钝,钝化作用-砼孔隙中水的碱度很高(PH12.5),此时钢筋表面形成一层很薄的钝化膜, 阻止铁元素的溶解, 即使提供足够的氧和水, 钢筋也不会生锈. 脱钝原因-钝化膜溶解:1.钢筋保护层中性化(碳化), PH9;2.氯化物的破坏;3.保护层砼质量差, 由于水流冲刷碱大量流失,（2）砼的碳化,
16、碳化-空气中二氧化碳通过孔隙进入砼内与氢氧化钙反应生成碳酸钙, 使碱度从PH12.5降到PH9.二氧化碳由表及里的扩散决定碳化的速度,碳化深度和时间的平方根相关.,（3）氯离子的危害,氯离子是通过砼孔隙的水由表及里的扩散,氯离子浓度随深度而降低, 扩散深度也与时间平方根相关.砼表面的干湿交替使氯盐不断富集, 氯离子侵入砼的深度与保护层渗透性即孔结构密切相关.,（4）钢筋的电化学锈蚀,在钢筋的两点间,都有可能产生电位差,组成电池.电化学过程:阳极过程: 铁元素溶解, 产生带正电的铁离子进入溶液,多余两个电子;阴极过程: 多余电子在阴极与水和氧气结合形成氢氧根离子;经过若干电化学过程, 铁离子与氢
17、氧根化合生成铁锈(带水氧化铁), 如果砼是干燥的(无水,电解过程被阻止)或水饱和状态(缺少氧气), 即使钢筋脱钝也不会锈蚀.,（5）钢筋锈蚀的后果,钢筋截面积减小, 承载能力成线性下降, 延伸性能和疲劳强度急剧降低; 铁锈体积膨胀数倍, 造成砼保护层剥落, 进一步加速锈蚀过程; 在有些情况下, 锈蚀严重但没有可见的预兆, 出现突然性破坏, 尤其是预应力钢筋的氢脆和应力腐蚀断裂, 更具危害性.,（6）预防砼中钢筋锈蚀,1.钢筋砼中氯离子总含量（包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力砼的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.0
18、6%. 2.钢筋保护层厚度不能少于下表限值:,钢筋保护层最小厚度(mm),(六) 砼的碱-骨料反应,碱骨料反应类型,1.碱-硅酸反应: 含有微晶氧化硅的矿物有蛋白石,黑硅石, 燧 石,方石英,玉髓等.2. 碱-硅酸盐反应: 粘土质岩石及千板岩. 3. 碱-碳酸盐反应: 白云石质石灰岩,（1）碱-硅酸反应,砼孔隙中碱(NaOH, KOH)和骨料中活性二氧化硅在颗粒表面反应, 形成碱硅胶. 碱硅胶吸引微孔中水产生体积膨胀, 当膨胀压超过砼抗拉强度时, 引起开裂.碱-硅酸反应的破坏程度与砼中碱浓度、骨料中活性二氧化硅的数量、 孔隙中含水量有关. 砼中掺加矿渣和粉煤灰可减缓膨胀破坏.,（2） 碱-碳酸
19、盐反应,破坏原因一种假说是白云石质石灰石骨料脱白云石化引起体积膨胀, 它不发生在骨料界面而在颗粒内部; 还有一种硅胶化假说, 认为碱溶液与活性骨料在界面生成硅酸镁反应环, 造成破坏.碱-碳酸盐反应比较少见, 但没有有效遏制办法.,（3）抗碱-骨料反应砼,（1）骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率不得大于0.30%(预应力梁和轨道板不得大于0.20%).（2）砼总碱含量应少于3-3.5Kg/M3(其中水泥中少于0.6%, 外加剂中小于10%) ；(3) 当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%0.30%时，除了砼的总碱含量应满足要求外，砼中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料，并经试验证明抑制有效。,三 砼的防
20、裂,无砟轨道砼开裂,桥墩砼网状裂缝,(一) 砼开裂原因,1.砼受外部荷载过大或基础不均匀沉降;2.砼由于钢筋锈蚀、硫酸盐腐蚀、碱骨料反应等引起的局部膨胀; 3.砼由于各种收缩(干缩、自收缩、碳化收缩和温降)引起的变形,当变形受约束时.,不同裂缝的开裂时间,(三) 大体积砼的温因和缩因裂缝 1.温度原因裂缝-(3)上下环境温差变形,砼路面和轨道砼 白天,上热下冷,砼上拱; 夜间,上冷下热,砼下弯. 如果砼约束很大,当上下温差足够大时,表面开裂, 开裂往往从肉眼不可见的微裂缝开始,逐渐扩展变大.,(三) 大体积砼的温因和缩因裂缝 1.温度原因裂缝-(4)表里温差开裂,a.大体积砼截面降温时温度分布
21、; b.截面簿层自由冷缩示意图; c.截面冷缩开裂示意图; d.截面拉压应力分布图.,(三) 大体积砼的温因和缩因裂缝 1.温度原因裂缝-大体积砼水化热,(三) 大体积砼的温因和缩因裂缝 3.干缩与温缩的叠加作用,桥墩砼的外层, 在砼升温阶段处于拉应力,如果内外温差不超过20, 在拆模时砼表面状况良好, 外表不至于开裂, 但有可能出现肉眼看不见的微细裂缝. 当砼完全暴露在外时, 马上经受干燥收缩, 随着龄期增加干缩率逐渐增加, 由于空气干燥多风, 干缩率增速提高. 干缩率可超过350微应变(当量温度35 ).如果外层砼温降20 , 两者叠加的温差大于55 , 将产生大于550微应变的拉应变.
22、其拉应力估算如下: =kE/1+ =0.555010-6310 41+1.2= 3.74 Mpa,(三) 大体积砼的温因和缩因裂缝 4.砼网状表面裂缝的讨论,1) 桥墩砼的表层, 在干燥收缩和降温收缩叠加作用下, 由于内层砼的约束产生拉应变和拉应力, 当拉应变超过砼的极限拉伸率或拉应力减去徐变松弛大于砼的抗拉强度时, 砼就可能出现开裂. 2) 如砼的水化热温升过高T25, 砼外层降温过大或遇急冷, 都可能在砼表层产生网状裂缝. 3) 降低砼入模温度和减小温升,使砼的最大内外温差不大于20 ; 加强保温、养护、防风和延期拆模;避免急冷、迎风、日照对砼表层的温降和干缩的冲击.这些应对措施都是有效的
23、.,第二部分 高性能砼 (HPC),一、高性能砼的概念 （一）主要特点采用常规材料和生产工艺, 能保证混凝土结构所要求的各项力学性能, 并具有高耐久性、高工作性、高体积稳定性和良好外观的混凝土.高性能混凝土不一定是高强混凝土. 具有实用性、经济性、技术先进性和铁路适用性.,（二）技术措施,优质的水泥和砂石料 掺加优质化学外加剂-减水剂,引气剂 掺加矿物掺合料-粉煤灰 ,矿渣粉,硅灰 低水胶比(0.40) 限制胶凝材料总量和水泥用量;控制砼中碱含量,氯含量 严格的施工过程技术管理 力学性能、工作性能、耐久性的全面检验,（三）基本原理,全面提升砼微结构三部分的质量，增加砼的密实性，削除薄弱因素，提
24、高砼整体耐久性和强度。减少水泥石的孔隙率-水化硅酸钙凝胶,氢氧化钙和钙矾石晶体,未水化颗粒,其它小颗粒,毛细孔和各种孔隙.粗细骨料的质量和级配更科学-骨料强度和表面状态,级配及在砼中所占比例.减少骨料界面层厚度，增加其密实性-富集氢氧化钙和钙矾石结晶,界面层的密实性和厚度很重要.,（四）存在问题,1.水胶比少于0.4时,自收缩率增大,早期弹模较高,应力松弛能力降低,增加了开裂趋势. 2.磨细矿渣(比表面大于4000) ,尤其是硅灰使砼早期收缩增加,弹模增大,应力松弛能力降低,增加了砼的开裂倾向.但粉煤灰使砼早期收缩减少,弹模也较低,可降低开裂的趋势. 3.高性能砼的水胶比较低,掺合料较多,因此
25、对砼的温度控制和湿养护要求更加严格,增加了施工难度和成本.,二 、 砼原材料,（一）水泥宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,不宜用C 3A大于8%的水泥或其它早强型水泥.硅酸盐水泥的比表面积应300-350m2/Kg.当骨料具有碱-硅酸反应活性或C40及以上砼时,水泥的碱含量不宜超过0.6%.有抗硫酸盐侵蚀要求的砼,水泥熟料中 C 3A含量应不超过6%.,水泥矿物成份及性能,硅酸三钙(C 3S) 水化较快,强度高 硅酸二钙(C 2S) 水化慢,发热量少,后期强度高 铝酸三钙(C 3A) 水化很快,发热量大,强度低, 收缩大,耐硫酸盐侵蚀性差 铁铝酸四钙(C 4AF) 耐硫酸盐侵蚀性差,（二）砂石料
26、,细骨料应选用级配合理、质地坚固、含泥量少、空隙率小的中粗砂,不宜用山砂,不得用海砂. 粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地坚固、空隙率小的洁净碎石. 粗细骨料的碱活性要经过检验,并符合有关技术要求.,（三）化学外加剂,1.减水剂的作用 减少砼用水量, 降低水泥石孔隙率, 改善孔结构; 界面Ca(OH) 2结晶无序化. 界面过渡层减少, 水化硫铝酸钙Aft结晶尺寸减少, 界面强度提高. 因此提高砼的各项力学性能. 改善砼施工工作性能. 由于提高砼的密实性和强度, 改善砼的耐久性能.,2.减水剂种类,3.聚羧酸系减水剂优点,掺量少(0.150.3%), 减水率高(2545%).砼工作性好,坍落度
27、损失小.砼收缩小.碱含量很少.早强、缓凝、引气性可视需要复配调 节.无污染的环保产品但与水泥和掺和料的工作度敏感性很强,4.引气剂的作用,明显提高砼的抗冻性, 缓减硫酸盐腐蚀和碱骨料反应产生的膨胀应力. 有轻微减水作用, 减少表面泌水和骨料底部泌水. 改善砼的匀质性和工作性能, 尤其是明显提高可泵性.,（四）矿物掺合料(粉煤灰,矿渣粉,硅灰),火山灰效应-低碱性CSH(C/S1.5),晶须强度高,溶解度低,较稳定. 二次反应-高碱性(CSH)转化为低碱性(CSH),消耗Ca(HO)2,结晶变小,界面过渡层变小,富集和取向性减少,提高水泥石界面强度. 颗粒填充作用-水泥.矿渣.硅灰末水化颗粒大小
28、差别大, 颗粒互相填充, 减小水泥石孔隙率, 改善次中心质和次介质的颗粒级配, 强化了中心质网络骨架. 削减温峰作用-水化速度慢,放热总量小. 提高耐久性-改善耐硫酸盐侵蚀性, 抑制碱骨料反应, 增加密实性, 提高抗渗性和氯离子渗透性.,三、 砼配合比设计,（一）配合比参数 （二）砼拌合物性能 （三）砼力学性能 （四）砼的耐久性能 （五）配合比设计步骤,（一）配合比参数,1. 抗压强度等级：根据砼结构的环境类别和作用等级以及设计使用年限，查限值表可知最低强度等级。 2. 水胶比：查限值表满足最大水胶比限值要求。 3. 胶凝材料用量：查限值表满足最小用量要求，同时要符合最大量的限值：C30及以下
29、砼的胶凝材料总量不宜大于400 kg/m3，C35C40砼不宜大于450 kg/m3，C50及以上砼不宜大于500 kg/m3 。 4. 钢筋砼中氯离子总含量不应超过胶材总量的0.10%，预应力砼不应超过0.06%。 5. 不同环境下，混凝土的三氧化硫含量不应超过胶凝材料总量的4.0%。 （,6.不同环境下矿物掺和料用量范围（%）,环境类别 矿物掺和料 水胶比0.40 0.40 碳化环境 粉煤灰 40 30 磨细矿渣粉 50 40 氯盐环境 粉煤灰 3050 2040磨细矿渣粉 4060 30-50化学侵蚀 粉煤灰 3050 2040 磨细矿渣粉 4060 3050盐类结晶 粉煤灰 40 30
30、 磨细矿渣粉 50 40 冻融破坏 粉煤灰 30 20 磨细矿渣粉 40 30 磨蚀环境 粉煤灰 30 20 磨细矿渣粉 40 30 注：1 本表中的掺量是指单掺一种矿物掺和料时的适宜范围。当采用双掺时，其掺量参考本表并经过试验确定。2 本表规定的矿物掺和料的用量范围仅限于使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥的混凝土。,7. 混凝土中总碱含量的规定.骨料的砂浆棒膨胀率不得大于0.30%(预应力梁不得大于0.20%);当骨料砂浆棒膨胀率0.20-0.30%时,混凝土中应掺加适量具有抑制效能的矿物掺合料，并应通过试验证明抑制有效。,8.不同环境下含气量最低限值,冻融破坏环境和盐类结晶破坏环境下，砼中应加
31、引气剂或引气减水剂: 冻融破坏环境作用等级D1、D2、D3、D4时,最低含气量分别是 4.0%、5.0 % 、5.0 % 、6.0 %;盐类结晶破坏环境作用等级Y1、Y2、Y3、Y4时,最低含气量分别是 4.0%、5.0 % 、5.0 % 、6.0 %;其硬化混凝土气泡间距系数应小于300m.其他环境条件下砼最低含气量 2.0 %.梁、轨道板混凝土的含气量应为2.0%4.0%。,（三）砼力学性能,1、立方体抗压强度28d或56d 2、静力弹性模量 28d或56d,（四）砼耐久性试验,1、密实性(电通量、氯离子渗透系数、抗渗标号) 应根据设计要求或结构所处的环境条件确定 2、抗冻性：快冻法,（五
32、） 配合比设计,1、根据相关标准进行原材料检验； 2、根据环境条件和使用年限对砼强度等级和耐久性的设计要求，以及施土工艺对砼拌合物的要求，确定配合比基本参数：设计强度、水胶比、掺和料品种和掺加数量范围、含气量、坍落度等； 3、计算各原材料单方用量，其中水胶比、胶凝材料用量、掺和料用量等配合比参数应符合限值要求； 4、核算单方砼的总碱含量和氯离子含量，应符合规定要求；,5、砼试拌，调整砼配比使其满足工作性和含气量要求，确定基准配合比。 6、在基准配合比基础上，适当改变水胶比、砂率、胶材用量、掺合料掺量、外加剂掺量等，选配出拌合物性能与要求值基本接近的35个配合比。 7、制作抗压强度试件，养护至规
33、定龄期进行试验。抗压强度试件宜制作4组，标准养护至1d、3d、28d、56d时试压。 8、成型耐久性试件，养护至规定龄期进行相关耐久性试验。 9、根据强度、耐久性及经济性原则，选择一个配合比作为施工配合比 。,（六）砼配合比耐久性要求1、砼的密实性(电通量)均应满足下表的基本要求:,2、砼抗碱骨料反应性能应符合下列规定： （1）骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率应小于0.30% (预应力梁和轨道板应 小 于0.20%),碱碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.10%； （2）当骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.20%0.30时，砼中还应掺加适量矿物掺合料，并经试验证明抑制有效。,3、氯盐环境下砼抗氯离子渗
34、透系数,4、冻融环境下砼的抗冻性,（七） 防腐蚀强化措施,严重腐蚀环境下，砼结构还要采取防腐蚀强化措施，主要有： 氯盐环境-表面浸渍或涂装,阻锈剂,环氧涂层钢筋,阴极保护技术. 化学侵蚀环境-换填土,降低水位,表面涂装,设防护面层. 冻融破坏环境-外设钢套,增大截面.,四、 砼施工质量控制,1. 砼温度控制,混凝土入模温度,冷天不低于5 ,热天不高于30 新混凝土与岩土或旧混凝土间温差不大于20 . 蒸养混凝土静停温度不低于5 , 46h且终凝后升温,升温和降温速度不宜大于10 /h,恒温温度不宜超过60 ,最高为 65 . 养护水温不得低于混凝土表面温度15 . 养护期间混凝土中心与表层,表层与环境间温差不超过20 ,桥粱不超过15 .,2. 砼保湿养护时间,谢谢！,
