第1章 绪论 1
1.1目的意义 1
1.2研究方案和技术路线 2
1.3主要研究内容 3
1.3.1前期试验结果、施工原材料调研与分析 3
1.3.2高工作性、抗裂和耐腐蚀混凝土的优化配制 3
1.3.3钢筋混凝土劣化机理和破坏速率试验分析 3
1.3.4材料和施工工艺附加措施对钢筋混凝土耐久性的影响 4
1.3.5混凝土结构施工期温度场和应力场的仿真计算 4
1.3.6混凝土耐久寿命的综合评估 4
1.3.7规范性文件的编制 4
1.4研究成果与创新 4
1.4.1主要研究成果 4
1.4.2创新点 8
第2章 高工作性、抗裂和耐腐蚀混凝土的优化配制 9
2.1原材料及其性能 9
2.1.1水泥 9
2.1.2粉煤灰 9
2.1.3矿渣粉 10
2.1.4细集料 10
2.1.5粗集料 11
2.1.6外加剂 11
2.2高工作性、抗裂和耐腐蚀混凝土的优化配制试验 13
2.2.1配合比优化试验 13
2.2.2混凝土配合比优化性能试验 14
2.2.3复合侵蚀性碳酸腐蚀环境混凝土耐久性试验研究 38
2.3混凝土抗裂性综合评价试验 41
2.3.1温度-应力试验方法 43
2.3.2温度-应力试验 45
2.3.3结果分析 52
2.4不同腐蚀环境作用等级下的不同工段混凝土基本配合比及其性能参数 53
2.4.1腐蚀环境等级划分和规范允许的最大水胶比 53
2.4.2氯盐非常严重腐蚀环境下的推荐混凝土参考配合比 54
2.4.3非常严重氯盐加严重硫酸盐腐蚀环境下推荐混凝土参考配合比 55
2.4.4中等腐蚀环境下的推荐混凝土参考配合比 57
2.4.5侵蚀性碳酸腐蚀环境下的推荐混凝土参考配合比 58
2.4.6 C50结构强度推荐混凝土参考配合比 59
2.4.7非常严重腐蚀环境下的推荐混凝土原材料成本分析 60
2.4.8 Cl-腐蚀Ⅳ-E级和SO2- 4、Mg2＋腐蚀均达到V-D级推荐混凝土配合比 61
2.5小结 61
第3章 有压渗透下钢筋混凝土抗腐蚀耐久性 63
3.1无压毛细渗透作用和有压渗透作用腐蚀试验研究 63
3.1.1无压毛细渗透作用环境 63
3.1.2有压渗透作用环境 64
3.2有压渗透作用下预留裂缝的钢筋混凝土腐蚀劣化机理和破坏速率 66
3.2.1钢筋阳极电位的检测与锈蚀情况 67
3.2.2抗渗试件的渗透情况 70
3.3腐蚀-渗透综合作用下的混凝土结构愈合和破坏机理 71
3.3.1低浓度氯盐-硫酸盐溶液中 71
3.3.2高浓度氯盐-硫酸镁溶液中 73
3.3.3高浓度氯盐-硫酸镁-碳酸溶液中 74
3.4小结 75
第4章 拉应力-氯离子-二氧化碳多重腐蚀环境下钢筋混凝土的劣化规律和机理 76
4.1试验设计 76
4.1.1原材料和配合比 76
4.1.2试验内容和方法 76
4.2试验结果和分析 78
4.2.1抗压强度 78
4.2.2氯离子渗透规律 79
4.2.3碳化性能 81
4.3小结 82
第5章 拉应力-氯离子-硫酸镁多重腐蚀环境下钢筋混凝土的劣化规律和机理 84
5.1试验配合比和试验方法 84
5.2试验结果与分析 84
5.2.1干湿循环时间对水溶性氯离子含量影响分析 84
5.2.2水胶比对水溶性氯离子含量的影响 88
5.2.3构件承受拉应力条件下水溶性氯离子含量分析 88
5.2.4加载与非承载条件下水溶性氯离子含量分析 90
5.2.5氯离子含量分析 91
5.2.6硫酸根腐蚀分析 92
5.2.7 Mg2＋腐蚀分析 94
5.2.8抗压强比试验 95
5.3小结 97
第6章 杂散电流-氯离子-硫酸镁多重腐蚀环境下钢筋混凝土的劣化规律和机理 98
6.1试验方案 98
6.2试验结果与分析 99
6.2.1掺合料对氯盐环境中混凝土抗杂散电流腐蚀的影响 99
6.2.2氯盐-硫酸镁-杂散电流多重腐蚀环境作用下钢筋混凝土的性能研究 102
6.2.3氯盐-硫酸盐-冻融-杂散电流多重因素腐蚀试验研究 110
6.3耐腐蚀混凝土抗杂散电流侵蚀性能改善机理 112
6.4小结 113
第7章 混凝土耐久寿命的综合评估 115
7.1混凝土寿命预测简介 115
7.2混凝土寿命预测公式 118
7.3氯盐非常严重环境下推荐配合比寿命预测 119
7.3.1有效扩散系数Dt 120
7.3.2混凝土中的初始氯离子浓度C0 120
7.3.3钢筋混凝土结构使用年限计算te 120
7.4中等腐蚀环境下推荐配合比寿命预测 121
7.4.1有效扩散系数Dt 122
7.4.2钢筋混凝土结构使用年限te计算 122
7.5承受拉力条件下混凝土寿命预测 123
7.5.1氯盐非常严重条件下te计算 124
7.5.2中等腐蚀条件下te计算 125
7.6二氧化碳和氯离子复合环境中混凝土寿命预测 125
7.7杂散电流条件下混凝土锈蚀起始年限预测 127
7.7.1 P38混凝土锈蚀起始年限预测 127
7.7.2 Y38混凝土锈蚀起始年限预测 128
7.8小结 128
第8章 混凝土结构施工期温度场和应力场的仿真计算 130
8.1热传导理论 130
8.1.1导热基本方程 130
8.1.2温度场的初始条件及边界条件 132
8.2仿真计算 133
8.2.1计算参数 134
8.2.2后海站仿真计算 136
8.2.3福桥站仿真计算 145
8.2.4计算结果分析 153
8.3地铁站衬砌混凝土施工期监测 154
8.3.1施工期监测原理及方案布置 154
8.3.2后海站衬砌混凝土施工期监测 159
8.3.3福桥站衬砌混凝土施工期监测 163
8.4考虑分层浇筑的底板大体积混凝土施工仿真 167
8.4.1有限元模型的调整 167
8.4.2后海站计算结果 167
8.4.3福桥站计算结果 173
8.5小结 179
第9章 材料和施工工艺附加措施对钢筋混凝土耐久性的影响 180
9.1钢筋阻锈剂 180
9.1.1钢筋在砂浆拌和物中的阳极极化试验 180
9.1.2钢筋锈蚀 180
9.1.3混凝土抗硫酸盐侵蚀耐蚀系数 181
9.1.4砂浆膨胀系数 182
9.1.5砂浆抗折强度抗蚀系数 183
9.1.6氯离子扩散系数 183
9.1.7小结 184
9.2混凝土内养护剂 184
9.2.1内养护剂产品和混凝土试验配合比 184
9.2.2内养护剂对混凝土强度的影响 185
9.2.3内养护剂对混凝土抗裂性的影响 185
9.2.4内养护剂对混凝土干缩的影响 186
9.2.5内养护剂对混凝土耐久性的影响 186
9.3透水模板衬垫 187
9.3.1对混凝土表层强度和抗裂性的影响 187
9.3.2对混凝土抗渗性能的影响 188
9.3.3混凝土抗碳化耐久性 188
9.3.4混凝土抗氯盐渗透耐久性 189
9.4水泥基弹性防护砂浆 190
9.4.1弹性砂浆配合比 190
9.4.2弹性砂浆物理力学性能 190
9.4.3弹性砂浆抗渗试验 191
9.4.4弹性砂浆弯曲韧性 191
9.5小结 192
第10章 工程应用 194
10.1工程应用概况 194
10.2现场施工工艺及存在问题、对策 195
10.2.1耐久性混凝土施工工艺 195
10.2.2存在问题 195
10.2.3采取对策 196
附录1 深圳地铁11号线工程现浇高耐久性混凝土施工技术导则 197
附录2 深圳地铁11号线地下结构在使用期间的结构维护和检测措施规范性文件 204
参考文献 212