高耐久性混凝土技术

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高耐久性混凝土技术

高耐久性混凝土技术
2.1.1 技术内容
高耐久性混凝土是通过对原材料的质量控制、优选及施工工艺的优化控制，合理掺加优质矿物掺合料或复合掺合料，采用高效（高性能）减水剂制成的具有良好工作性、满足结构所要求的各项力学性能、且耐久性优异的混凝土。
（1）原材料和配合比的要求
1）水胶比（W/B）≤0.38。
2）水泥必须采用符合现行国家标准规定的水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥等，不得选用立窑水泥；水泥比表面积宜小于350m2/kg，不应大于380m2/kg。
3）粗骨料的压碎值≤10％，宜采用分级供料的连续级配，吸水率＜1.0％，且无潜在碱骨料反应危害。
4）采用优质矿物掺合料或复合掺合料及高效（高性能）减水剂是配制高耐久性混凝土的特点之一。优质矿物掺合料主要包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣粉及天然沸石粉等，所用的矿物掺合料应符合国家现行有关标准，且宜达到优品级，对于沿海港口、滨海盐田、盐渍土地区，可添加防腐阻锈剂、防腐流变剂等。矿物掺合料等量取代水泥的最大量宜为：硅粉≤10％，粉煤灰≤30％，矿渣粉≤50％，天然沸石粉≤10％，复合掺合料≤50％。
5）混凝土配制强度可按以下公式计算：
fcu,0≥fcu,k+1.645σ
式中    fcu,0——混凝土配制强度（MPa）；
 ——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）；
σ——强度标准差，无统计数据时，预拌混凝土可按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的规定取值。
（2）耐久性设计要求
对处于严酷环境的混凝土结构的耐久性，应根据工程所处环境条件，按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50467进行耐久性设计，考虑的环境劣化因素及采取措施有：
1）抗冻害耐久性要求：a）根据不同冻害地区确定最大水胶比；b）不同冻害地区的抗冻耐久性指数DF或抗冻等级；c）受除冰盐冻融循环作用时，应满足单位面积剥蚀量的要求；d）处于有冻害环境的，应掺入引气剂，引气量应达到3％～5％。
2）抗盐害耐久性要求：a）根据不同盐害环境确定最大水胶比；b）抗氯离子的渗透性、扩散性，宜以56d龄期电通量或84d氯离子迁移系数来确定。一般情况下，56d电通量宜≤800C，84d氯离子迁移系数宜≤ ；c）混凝土表面裂缝宽度符合规范要求。
3）抗硫酸盐腐蚀耐久性要求：a）用于硫酸盐侵蚀较为严重的环境，水泥熟料中的C3A不宜超过5％，宜掺加优质的掺合料并降低单位用水量；b）根据不同硫酸盐腐蚀环境，确定最大水胶比、混凝土抗硫酸盐侵蚀等级；c）混凝土抗硫酸盐等级宜不低于KS120。
4）对于腐蚀环境中的水下灌注桩，为解决其耐久性和施工问题，宜掺入具有防腐和流变性能的矿物外加剂，如防腐流变剂等。
5）抑制碱—骨料反应有害膨胀的要求：a）混凝土中碱含量＜3.0kg/m3；b）在含碱环境或高湿度条件下，应采用非碱活性骨料；c）对于重要工程，应采取抑制碱骨料反应的技术措施。
2.1.2 技术指标
（1）工作性
根据工程特点和施工条件，确定合适的坍落度或扩展度指标；和易性良好；坍落度经时损失满足施工要求，具有良好的充填模板和通过钢筋间隙的性能。
（2）力学及变形性能
混凝土强度等级宜≥C40；体积稳定性好，弹性模量与同强度等级的普通混凝土基本相同。
（3）耐久性
可根据具体工程情况，按照《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50467、《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T193及上述技术内容中的耐久性技术指标进行控制；对于极端严酷环境和重大工程，宜针对性地开展耐久性专题研究。
耐久性试验方法宜采用《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082和《预防混凝土碱骨料反应技术规范》GB/T 50733规定的方法。
2.1.3 适用范围
高耐久性混凝土适用于对耐久性要求高的各类混凝土结构工程，如内陆港口与海港、地铁与隧道、滨海地区盐渍土环境工程等，包括桥梁及设计使用年限100年的混凝土结构，以及其他严酷环境中的工程。
2.1.4 工程案例
天津地铁、杭州湾大桥、山东东营黄河公路大桥、武汉武昌火车站、广州珠江新城西塔工程、湖南洞庭湖大桥等。

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