水工混凝土耐久性技術與應用

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 水工混凝土耐久性 1
1.1.1 混凝土耐久性問題 1
1.1.2 耐久水工建筑物實例 5
1.2 水工混凝土耐久性研究成果與進展 5
1.2.1 水工混凝土耐久性研究回顧 5
1.2.2 混凝土耐久性研究成果與進展 8
1.3 水工混凝土耐久性研究意義 13
1.4 現(xiàn)代水工混凝土 14
1.4.1 現(xiàn)代水工混凝土的發(fā)展變化 14
1.4.2 現(xiàn)代水工混凝土特點 17
1.4.3 現(xiàn)代水工混凝土存在的問題 18
1.4.4 可持續(xù)水工混凝土發(fā)展理念 19
1.5 水工混凝土耐久性保障與提升措施 20
1.5.1 耐久混凝土的認識 20
1.5.2 觀念的轉變 21
1.5.3 耐久混凝土基本措施、附加措施和輔助措施 23
1.5.4 混凝土耐久性設計方法的改進 23
1.5.5 混凝土耐久性能指標的審查和監(jiān)管 24
1.5.6 施工階段混凝土耐久性實現(xiàn)途徑與措施 24
1.5.7 在役混凝土耐久性監(jiān)測與延壽措施 26
第2章 水工混凝土服役環(huán)境與分類 27
2.1 水工混凝土服役環(huán)境 27
2.1.1 氣象 27
2.1.2 沿海潮位 29
2.1.3 大氣環(huán)境介質 29
2.1.4 環(huán)境水 31
2.1.5 土 34
2.2 環(huán)境對水工混凝土質量形成和耐久性的影響 34
2.2.1 水質對混凝土腐蝕性評價 34
2.2.2 環(huán)境對施工階段混凝土質量形成的影響 34
2.2.3 環(huán)境對在役混凝土耐久性的影響 36
2.3 環(huán)境類別與環(huán)境作用等級 38
2.3.1 環(huán)境類別 38
2.3.2 環(huán)境作用等級 39
2.3.3 劃分說明 40
第3章 水工混凝土耐久性病害與機理 44
3.1 耐久性病害 44
3.1.1 病害類型 44
3.1.2 江蘇省水工混凝土耐久性基本情況 46
3.1.3 病害原因分析 54
3.2 病害機理與影響因素 55
3.2.1 碳化 55
3.2.2 氯離子侵蝕 57
3.2.3 凍蝕 61
3.2.4 化學腐蝕 63
3.2.5 溶蝕、磨蝕與鹽結晶 66
3.2.6 鋼筋銹蝕 66
3.2.7 裂縫對腐蝕介質滲透擴散的影響 69
第4章 水工混凝土結構耐久性設計 71
4.1 引言 71
4.1.1 耐久性設計意義 71
4.1.2 規(guī)范對混凝土耐久性要求的演變 71
4.1.3 水工混凝土耐久性設計存在的問題 73
4.2 設計原則、要求、方法、內容與步驟 78
4.2.1 設計原則 78
4.2.2 設計要求 79
4.2.3 設計方法 80
4.2.4 設計內容 82
4.2.5 設計步驟 82
4.3 設計使用年限 83
4.3.1 定義 83
4.3.2 國外建筑物設計使用年限的規(guī)定 84
4.3.3 國內建筑物設計使用年限的規(guī)定 85
4.3.4 設計使用年限與實際使用壽命的關系 86
4.3.5 設計使用年限確定原則 87
4.4 耐久性極限狀態(tài)設計 87
4.4.1 定義 87
4.4.2 基于壽命過程的耐久性極限狀態(tài) 88
4.4.3 港珠澳大橋耐久性極限狀態(tài)設計 90
4.5 結構耐久性設計 90
4.6 防腐蝕附加措施與輔助措施 93
4.6.1 必要性 93
4.6.2 耐久性附加措施 94
4.6.3 耐久性輔助措施 96
4.6.4 耐久性附加措施與輔助措施組合應用 97
4.6.5 防腐蝕附加措施的檢查與維護 97
4.7 施工階段設計 99
4.8 運行階段設計 99
4.9 混凝土耐久性設計注意的問題 100
第5章 水工耐久混凝土原材料與配合比 111
5.1 基本要求 111
5.1.1 原材料 111
5.1.2 配合比 111
5.2 材料質量控制 113
5.2.1 水泥 113
5.2.2 礦物摻合料 122
5.2.3 骨料 124
5.2.4 水 130
5.2.5 外加劑 131
5.2.6 纖維 134
5.3 配合比設計 135
5.3.1 配合比設計流程 135
5.3.2 配制強度 137
5.3.3 配合比關鍵參數(shù) 138
5.3.4 配合比設計技術措施與試驗參數(shù) 143
5.3.5 配合比優(yōu)化 145
5.3.6 耐久混凝土配合比設計 149
5.3.7 防裂抗裂混凝土配合比設計 157
5.3.8 抗磨蝕混凝土配合比設計 160
5.3.9 抑制堿-骨料反應混凝土配合比設計 161
5.3.10 受多因素耦合作用混凝土配合比設計 162
5.3.11 特殊混凝土配合比設計 163
5.3.12 高性能混凝土配合比設計 166
5.3.13 混凝土中有害物質含量限值與計算 167
5.3.14 混凝土推薦配合比 168
第6章 耐久混凝土施工質量控制與檢驗評定 171
6.1 耐久混凝土施工質量實現(xiàn)途徑 171
6.1.1 施工質量對結構混凝土耐久性的影響 171
6.1.2 耐久混凝土施工質量控制含義 172
6.1.3 施工階段混凝土耐久性實現(xiàn)途徑 172
6.2 施工質量過程控制 173
6.2.1 施工準備階段 174
6.2.2 混凝土保護層 175
6.2.3 混凝土制備 179
6.2.4 澆筑 188
6.2.5 養(yǎng)護 189
6.3 混凝土施工缺陷與預防措施 193
6.3.1 耐久性能不合格 193
6.3.2 強度不合格 193
6.3.3 外觀缺陷 194
6.3.4 保護層質量問題 197
6.4 混凝土質量檢驗與評定 198
6.4.1 檢驗項目 198
6.4.2 預拌混凝土出廠檢驗與交貨檢驗 198
6.4.3 結構實體混凝土質量檢驗 199
6.4.4 質量評定與評價 202
第7章 水工混凝土裂縫控制 206
7.1 分類 206
7.1.1 按形成原因分類 206
7.1.2 按裂縫出現(xiàn)時間分類 209
7.1.3 按混凝土變形所受約束分類 209
7.1.4 按裂縫危害性分類 211
7.1.5 其他分類方法 212
7.2 裂縫形成原因 213
7.2.1 混凝土的變形與應力特點 213
7.2.2 混凝土結構開裂的原因 214
7.3 混凝土抗裂性能評價 218
7.3.1 抗裂性能評價指標 218
7.3.2 抗裂性能評價試驗方法 219
7.4 裂縫控制綜合措施 221
7.4.1 影響混凝土收縮的因素 221
7.4.2 混凝土抗裂設計 222
7.4.3 裂縫控制原材料選擇 225
7.4.4 裂縫控制綜合技術措施 227
第8章 混凝土缺陷修復與在役混凝土延壽技術 232
8.1 常用修補防護材料 232
8.1.1 混凝土類修補材料 232
8.1.2 砂漿類修補材料 232
8.1.3 表面防護材料 232
8.1.4 裂縫修復材料 234
8.1.5 硅烷浸漬材料 234
8.2 混凝土病害與缺陷修復施工 235
8.2.1 表面薄層修補 235
8.2.2 表面防護 235
8.2.3 滲水窨潮處理 236
8.2.4 裂縫修補 237
8.2.5 結構補強加固 241
8.2.6 電化學保護 242
8.2.7 混凝土耐久性能或保護層厚度不合格的補救措施 242
8.2.8 缺陷處理質量檢查驗收 243
8.3 在役混凝土耐久性檢驗評定與延壽技術 243
8.3.1 耐久性檢驗 243
8.3.2 在役混凝土耐久性指標評估 250
8.3.3 混凝土耐久性評定 251
8.3.4 在役混凝土安全鑒定 251
8.3.5 對水工混凝土耐久性病害的再認識 252
8.3.6 在役混凝土延壽技術 255
第9章 保障與提升混凝土耐久性試驗研究 259
9.1 劉埠水閘混凝土配合比優(yōu)化試驗研究 259
9.2 三里閘拆建工程混凝土配合比優(yōu)化試驗研究 263
9.3 九鄉(xiāng)河閘站工程混凝土配合比優(yōu)化試驗研究 267
9.4 帶模養(yǎng)護對混凝土耐久性能和收縮性能影響試驗研究 270
9.5 低滲透高密實表層混凝土施工關鍵技術研究 272
9.6 影響混凝土表面透氣性試驗研究 277
9.7 超細摻合料對混凝土性能影響試驗研究 281
9.8 大摻量礦物摻合料混凝土試驗研究 285
9.9 纖維混凝土試驗研究 289
9.10水工混凝土耐久性多重防腐策略比較研究 290
第10章 保障與提升水工混凝土耐久性應用實例 292
10.1 劉埠水閘閘墩翼墻排架氯化物環(huán)境設計使用年限 50年混凝土施工技術 292
10.2 劉埠水閘胸墻混凝土耐久性提升施工技術 293
10.3 三里閘氯化物和碳化環(huán)境設計使用年限 50年混凝土施工技術 297
10.4 九鄉(xiāng)河閘站碳化和酸雨環(huán)境下設計使用年限 100年高性能混凝土施工技術 301
10.5 金牛山水庫泄洪閘翼墻碳化環(huán)境下50年設計使用年限提升到100年施工技術 305
10.6 太平莊閘3#閘墩碳化和凍融環(huán)境下混凝土耐久性提升技術 307
10.7 三洋港擋潮閘大摻量礦渣粉高性能混凝土施工技術 308
10.8 官宋硼堰工程抗沖磨混凝土應用施工技術 311
10.9 鋼筋混凝土構件表面涂層防護延壽技術 312
10.10新洋港閘水上構件修復技術 315
10.11 運東閘消力池滾水堰面和門槽止水座板修復技術 318
10.12混凝土裂縫中壓化學灌漿修復技術 320
10.13混凝土裂縫低壓化學灌漿修復技術 321
參考文獻 323
附錄 涉及混凝土耐久性的強制性條文 329