【正文】 即由強(qiáng)度設(shè)計(jì)向性能設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化，而混凝土的耐久 性設(shè)計(jì)也將和抗震設(shè)計(jì)一樣成為設(shè)計(jì)者必須考慮的問(wèn)題?？偟膩?lái)說(shuō)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究將逐步由定向分析向定量分析發(fā)展。弄清其組成材料在不同應(yīng)力水平及不同使用環(huán)境下的損傷、破壞機(jī)理及耐久性失效的原因，建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件及材料在多種荷載組合作用下的耐久性失效隨機(jī)模型。 應(yīng) 采取以高性能混凝土技術(shù)為核心的綜合耐久性施工理念，通過(guò)符合工程實(shí)際情況和技術(shù)水平的施工措施和質(zhì)量控制措施，確保混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的 要求 。以高耐久性為核心內(nèi)容的。 外部條件是客觀存在的 ,提高混凝土耐久性的關(guān)鍵是減少混凝土中對(duì)腐蝕性介質(zhì)易感的組分 ,同時(shí)提高混凝土本身的密實(shí)性 ,盡可能減少原生裂縫 ,使混凝土硬化后體 積穩(wěn)定而不產(chǎn)生收縮裂縫。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步 ,人類生產(chǎn)活動(dòng)涉及的范圍越來(lái)越廣 ,各種在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的混凝土工程 ,如跨海大橋、海洋工程、核反應(yīng)堆、電站大壩等不斷增多 ,這些工程關(guān)系國(guó)計(jì)民生 ,必須實(shí)現(xiàn)百年大計(jì)甚至千年大計(jì) ,這就更加要求混凝土具有高性能 ,優(yōu)異的耐久性即足夠長(zhǎng)的使用壽命。養(yǎng)生水采用淡水，養(yǎng)護(hù)期不少于 15 天 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 20 5 結(jié)論與展望 混凝土在使用期間 ,會(huì) 受 環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)的侵入 ,產(chǎn)生物理和化學(xué)反應(yīng) ,導(dǎo)致混凝土性能劣化。 （ 2）混凝土養(yǎng)護(hù) 承臺(tái)澆注收漿完成 后，在砼的表面覆蓋若干層麻袋及土工布保溫保濕，在承臺(tái)外側(cè)噴聚胺脂保溫材料進(jìn)行保溫。采用砼輸送車輸送，達(dá)到平臺(tái)后采用兩臺(tái) 60 型輸送泵輸入承臺(tái)中，薄層(每層厚度不超過(guò) 30cm)連續(xù)澆注，插入式振搗器搗實(shí)。 承臺(tái)及大體積主橋承臺(tái)混凝土工程 （ 1）混凝土澆筑 引橋采用兩臺(tái)強(qiáng)制式攪拌機(jī) (90 型、 60 型拌和機(jī) )拌制混凝土，每小時(shí)理論生產(chǎn)砼方量 100 方。澆注時(shí)間 3～8 小時(shí)。拌和時(shí)間不少于 130s。控制升溫速度每小時(shí)不大于 10 度，降溫每小時(shí)不大于 3 度，靜養(yǎng) 6～ 10 小時(shí)，蒸養(yǎng) 62～ 72 小時(shí)，降溫 12～ 15 小時(shí)，強(qiáng)度達(dá)到后繼續(xù)養(yǎng)生不 少于 15 天。并在箱梁埋設(shè)傳感器監(jiān)測(cè)溫度，控制內(nèi)外溫差小于 15度。 超長(zhǎng) 超大混凝 土箱梁混凝土工程 （ 1）澆筑 海上現(xiàn)澆箱梁混凝土澆筑由一艘拌和船拌制砼，拌和時(shí)間不少于 130s，首先由拌和船布料桿將砼輸送至箱梁頂面，再由 1 臺(tái)輸送泵將砼輸送至指定地點(diǎn) (垂直距離20～ 30 米，水平距離 10～ 160 米 )，采用插入式振搗器搗實(shí)，薄層 (每層厚度小于30cm)連續(xù)澆注，澆注時(shí)長(zhǎng) 5～ 8 小時(shí)。輸送水平距離和垂直距離約 38 米，澆注時(shí)長(zhǎng) 6～ 10 小時(shí)。東海大橋的混凝土工程在施工中依據(jù)澆筑部位的特點(diǎn)制定了合理的工序，采用了不少先進(jìn)的技術(shù)和工藝，其中具有代表性的是： 鉆孔灌注樁混凝土工程 （ 1）澆筑 采用兩艘 120 型拌和船拌機(jī)拌制自密實(shí)混凝土，拌和時(shí)間不少于 130s。 結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求，并考慮施工工藝和環(huán)境條件，對(duì)各部位混凝土采取的具體耐久性方案如表 1。長(zhǎng)期處于水下的混凝土結(jié)構(gòu)由于缺乏供氧條件，鋼筋腐蝕極為緩慢。 東海大橋結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì) 構(gòu)件暴露部位的劃分 根據(jù)我國(guó)交通部《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》（ JTJ2752021）有關(guān)條文規(guī)定，海水環(huán)境結(jié)構(gòu)部位劃分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)及水下區(qū)。在東海大橋周邊沿海碼頭調(diào)查中亦證實(shí)，海洋環(huán)境中混凝土的碳化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 Cl滲透速度 ，中等質(zhì)量的混凝土自然碳化速度平均為3mm/10 年。 混凝土中鋼筋銹蝕可由兩種因素誘發(fā)：一是海水中 Cl侵蝕，二是大氣中的CO2 使混凝土中性化。鎂鹽、硫酸鹽等鹽類侵蝕和堿骨料反應(yīng)破壞則可以通過(guò)控制混凝土組分來(lái)避免。主要表現(xiàn)形式有鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、鹽類侵蝕、溶蝕、堿 — 集料反應(yīng)和沖擊磨損等 。 東海大橋面臨的耐久性問(wèn)題 東海大橋地處北亞熱帶南緣、東北季風(fēng)盛行區(qū)，受季風(fēng)影響冬冷夏熱，四季分明，降水充沛，氣候變化復(fù)雜，多年平均氣溫為 ℃，海區(qū)全年鹽度一般在%～ %之間變化，屬?gòu)?qiáng)混合型海區(qū)，海洋環(huán)境特征明顯。按雙向六車道高速公路的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，橋?qū)? 米，設(shè)計(jì)車速 80 公里 /小時(shí)。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 15 4 案例分析 洋山深水港東海大橋結(jié)構(gòu)耐久性分析 2021 年 12 月 10 日上海 國(guó)際航運(yùn)中心 洋山深水港區(qū) 正式開(kāi)港，連接 洋山港 和陸地的通道 東海大橋 同日開(kāi)通 ， 上海東海大橋工程是上海國(guó)際航運(yùn)中心的集裝箱深水樞紐港的三大重要配套工程之一，為洋山深水港區(qū)集裝箱陸路集疏運(yùn)和供水、供電、通訊等需求提供服務(wù)，是我國(guó)第一座長(zhǎng)距離跨海大橋。當(dāng)模板與混凝土脫離后，方可拆卸、吊運(yùn)模板。 在炎熱和大風(fēng)干燥季節(jié)，應(yīng)采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。大風(fēng)或氣溫急劇變化時(shí)不宜拆模。 混凝土內(nèi)部開(kāi)始降溫以前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時(shí)不得拆模。 溫度控制的方法和制度要根據(jù)氣溫 (季節(jié) )、混凝土內(nèi)部溫度、構(gòu)件尺寸、約束情況、混凝土配合比等 具體條件來(lái)確定。因此，綜合考慮，蒸汽養(yǎng)護(hù)能較好地解決以上兩個(gè)方面的問(wèn) 題。在濕養(yǎng)護(hù)的同時(shí)，應(yīng)該保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度和所接觸的大氣溫度之間不出現(xiàn)過(guò)大的差異。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 14 混凝土養(yǎng)護(hù) 混凝土養(yǎng)護(hù)要注意濕度和溫度兩個(gè)方面?；炷恋拿軐?shí)采用高頻插入式振搗棒和附著式振動(dòng)器聯(lián)合振搗的方式進(jìn)行。在低溫條件下澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋胤纼龃胧?，防止混凝土受凍? 混凝土的澆筑應(yīng)盡量選擇在一天中氣溫適宜時(shí)進(jìn)行，混凝土的入模溫度為 5～30℃，夏季氣溫較高時(shí)采用冷卻水拌和混凝土，使其入模溫度符合要求。 混凝土澆筑時(shí)的自由傾落高度不得大于２ m；當(dāng)大于 ２ m 時(shí)，應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土，確?；炷敛怀霈F(xiàn)分層離析現(xiàn)象。應(yīng)仔細(xì)檢查鋼筋型號(hào)、數(shù)量、間距、保護(hù)層厚度及其緊固程度。冬季施工時(shí)宜用保溫材料包扎輸送管防止混凝土受凍。輸送泵接料斗格網(wǎng)上不得堆滿混凝土，要控制供料流量，及時(shí)清除超徑的骨料及異物。輸送管路應(yīng)固定牢固，且不得與模板或鋼筋直接接觸。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 13 混凝土的輸送 混凝土采用混凝土輸送泵輸送或混凝土運(yùn)輸車運(yùn)送。上述每一階段的攪拌時(shí)間不應(yīng)少于 30s，總攪拌時(shí)間 不應(yīng)少于2 min， 也不宜超過(guò) 3 min。攪拌混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格測(cè)定細(xì)骨料的含水率，準(zhǔn)確測(cè)定因天氣變化而引起的粗細(xì)骨料含水量的變化，以便及時(shí)調(diào)整施工配合比。2%；拌和用水 177。 1%；外加劑 177。 工程施工 混凝土的拌制 混凝土配合比應(yīng)考慮強(qiáng)度、彈性模量、初凝時(shí)間、工作 度等因素并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。當(dāng)必須有施工縫時(shí)，其位置及構(gòu)造不得有損于結(jié)構(gòu)的耐久性。如一類環(huán)境 (室內(nèi)正常環(huán)境 )，設(shè)計(jì)使用年限為 100 年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合下列規(guī)定：混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定增加 40％；當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施時(shí)，混凝土保護(hù)層厚 7 度可適當(dāng)減少。 鋼筋裸露在大氣或者其他介質(zhì)中，容易受蝕生銹，使得鋼筋的有效截面減少，影響結(jié)構(gòu)受力，因此需要根據(jù)耐久性要求規(guī)定不同使用環(huán)境的混凝土保護(hù)層最小厚度，以保證構(gòu)件在 設(shè)計(jì)使用年限 內(nèi)鋼筋不發(fā)生降低結(jié)構(gòu)可靠度的銹蝕。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 混凝土配合比 混凝土配比的設(shè)計(jì)在滿足混凝土強(qiáng)度，工作性的同時(shí)應(yīng)考慮盡量減少水泥用量和用水量，降低水化熱，減少收縮裂縫，提高密實(shí)度，采用合理的減水劑和引氣劑，改善混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，摻入足量的混合料，提高混凝土耐久性能。拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用水應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行《混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)》的要求。拌合水應(yīng)檢查其雜質(zhì)情況，防止影響砂漿及混凝土生成時(shí)雜質(zhì)影響其耐久性。 拌合和養(yǎng)護(hù)用水 混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水，應(yīng)考慮其對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。礦物摻合料摻量不超過(guò)水泥用量的 30%，粉煤灰與 磨細(xì)礦渣復(fù)合使用時(shí)，兩者之比為 1： 1。嚴(yán)格控制云母和泥土的含量 ，砂的含泥量應(yīng)不大于 %，泥塊含量應(yīng)不大于 %，選用無(wú)堿活性細(xì)骨料 (因條件所限不混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 11 得不采用堿 — 硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為 ～ %的活性骨料時(shí)，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過(guò) )。選用無(wú)堿活性粗骨料 (因條件所限不得不采用堿 — 硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為 ～ %的活性骨料時(shí)，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過(guò) )。 5)%， 10～ 20mm 顆粒質(zhì)量占 (60177。 粗骨料 選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，壓碎指標(biāo)不大于 10%，母巖立方體抗壓強(qiáng)度與梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度之比應(yīng)大于 2，含泥量小 于 %，片狀顆粒含量不大于 5%，針、顆粒盡量接近等徑狀。品質(zhì)應(yīng)符合 GB1752021 規(guī)定： 水泥的比表面積不宜超過(guò) 350m /kg，堿含量不應(yīng)超過(guò) %， 游離氧化鈣含量不應(yīng)超過(guò) %， 水泥熟料中 C3A 的含量不宜超過(guò) 8%(強(qiáng)腐蝕環(huán)境下不應(yīng)大于 5%)， C4AF 含量小于 7%、 C3S、 C2S 含量宜在 40%～ 45%之間的水泥。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 10 3 提高混凝土耐久性的措施 從上述分析可知，混凝土的外部環(huán)境，原料，密實(shí)度和抗?jié)B性是混凝土耐久性能的重要因素．因此，工程中應(yīng) 根據(jù)具體情況，有針對(duì)性地采取相應(yīng)措施，從混凝土的材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程施工三個(gè)方面提高混凝土的耐久性． 混凝土材料 水泥 水泥及水泥類材料的強(qiáng)度和工程性能，是通過(guò)水泥砂漿的凝結(jié)，硬化形成的，水泥石一旦受損，混凝土的耐久性就被破壞，因此水泥的選擇需注意水泥品種的具體性能。 （ 3）膨脹性侵蝕：硫酸鹽與混凝土的水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)混凝土產(chǎn)生膨脹破壞作用，是典型的膨脹性侵蝕