1、開裂的鐵路橋梁和涵洞青藏公路橋梁墩柱凍融剝蝕混凝土結構凍融剝蝕和硫酸鹽侵蝕破壞古羅馬萬神殿：公元128年Hadrin大帝時期建造的一座建筑物，它的圓形壁厚6.1m；穹頂?shù)闹睆?3.3m、高21.6m，使用了12000噸輕混凝土。 英國南安普墩海港工程 美國西雅圖海濱海上水泥船 旅順、廈門的混凝土炮臺 沿海、沿江商埠大量保存的 混凝土建筑物 采用符合耐久要求的膠凝材料 低水灰比 工作性好，易于施工 復合使用有機外加劑動物油 脂、乳液、動物血、糯米汁 勻質性好 具有合理的孔結構和密實度 采用嚴格的施工工藝水泥質量過細、水化過快(C3A)水泥用量過多水灰比過大混凝土早期強度過高外加劑過亂施工質量較差

2、 碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境、磨蝕環(huán)境 100年 60年 30年級別級別設計使用設計使用年限年限名名 稱稱示示 例例一一100年年重要建筑物重要建筑物標志性、紀念性建筑物，大型標志性、紀念性建筑物，大型公共建筑物等公共建筑物等重要土木基礎設施工程重要土木基礎設施工程大型橋梁，隧道，高速鐵路上大型橋梁，隧道，高速鐵路上的橋涵等的橋涵等二二60年年一般建筑物和構筑物一般建筑物和構筑物一般民用建筑，大型工業(yè)建筑一般民用建筑，大型工業(yè)建筑次要的土木設施、構件次要的土木設施、構件軌道、接觸網(wǎng)支柱、電桿軌道、接觸網(wǎng)支柱、電桿三三30年年不需較長壽命的結構物不需較長壽命的結構物可替換的易

3、損構件可替換的易損構件一般工業(yè)廠房、水溝人行道板一般工業(yè)廠房、水溝人行道板環(huán)境類別及作用等級環(huán)境類別及作用等級環(huán)境條件特征環(huán)境條件特征碳化環(huán)境碳化環(huán)境T1、T2、T3與水接觸頻率、干濕交替程度等與水接觸頻率、干濕交替程度等氯鹽環(huán)境氯鹽環(huán)境L1、L2、L3海洋環(huán)境中與水接觸程度、鹽漬海洋環(huán)境中與水接觸程度、鹽漬地等地等化學侵蝕環(huán)境化學侵蝕環(huán)境 H1、H2、H3、H4環(huán)境水中有害離子含量環(huán)境水中有害離子含量凍融破壞環(huán)境凍融破壞環(huán)境D1、D2、D3、D4環(huán)境溫度與水接觸頻率環(huán)境溫度與水接觸頻率磨蝕環(huán)境磨蝕環(huán)境M1、M2、M3風蝕和泥砂沖蝕等風蝕和泥砂沖蝕等 混凝土的耐久性包括：抗裂性、護筋性、耐蝕性

4、、抗凍性、耐磨性及抗堿-骨料反響性等。 混凝土耐久性指標包括：電通量、抗?jié)B等級、含氣量 、抗凍等級、耐蝕系數(shù)及有害離子含量等。表1 正常環(huán)境下混凝土的電通量設計使用年限級別設計使用年限級別一一(100年年)二二(60年年)、三、三(30年年)56d電通量電通量（C）C3020002500C30C4515002000C5010001500混凝土材料耐久性指標的一般規(guī)定： 表2 氯鹽環(huán)境下混凝土的電通量設計使用年限級別設計使用年限級別一一(100年年)二二(60年年)、三、三(30年年)環(huán)境作用等級環(huán)境作用等級L1L2、L3L1L2、L356d電通量（電通量（C）100080015001000表3

5、 化學侵蝕環(huán)境下混凝土的電通量設計使用年限級別設計使用年限級別一一(100年年)二二(60年年)、三、三(30年年)環(huán)境作用等級環(huán)境作用等級H1、H2H3、H4H1、H2H3、H456d電通量（電通量（C）1200100015001000 同時，對有害離子含量進行規(guī)定如堿含量、Cl-含量、C3A含量、SO3含量、泥塊含量、含泥量等。具體內容參見鐵建設2005157號?鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定?和鐵建設2005160號?鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準?設計使用年限級別設計使用年限級別一一(100年年)二二(60年年)三三(30年年)環(huán)境作用等級環(huán)境作用等級D1、D2、D3、D4抗凍等

6、級抗凍等級(56d )F300F250F200 表4 凍融破壞環(huán)境下混凝土的抗凍等級 一方面使混凝土具有較好的抗裂性和一定的密實性，阻擋和延緩外部各種有害物質侵入混凝土內部 ； 另一方面使混凝土含有一定的含氣量，同時降低其自身有害離子的引入量。 1、嚴格控制原材料品質； 2、認真制定混凝土配合比； 3、合理控制拌和物性能； 4、切實作好施工前準備操作； 5、強化混凝土施工； 6、強化施工過程質量檢驗 。 高工作度 高強度 高耐久性 可泵送的高強混凝土 摻有礦物摻合料的混凝土1碾壓混凝土 拌合物需要足夠地干硬以支撐非常沉重的振動壓實機械不致下陷而正常地行進和工作。2低塑性混凝土拌合物需要具備適當

7、的坍落度(3050mm)，使攤鋪機正常地行進和工作。3自密實混凝土拌合物的流動性和粘聚性良好，在沒有外加振搗的條件下能夠成型密實。 高強混凝土已被證明是對早期開裂非常敏感的材料。這不僅是水化熱的結果，由于自枯燥作用產生的自收縮和硫酸鹽相的化學反響，可能也是重要起因。結構混凝土或大體積混凝土意外地出現(xiàn)開裂，不能總是歸因于現(xiàn)場工程師缺乏經(jīng)驗，該領域里許多問題尚缺乏了解，激發(fā)全世界許多人去進一步開展研究。 Thermal Cracking in Concrete at Early Ages. E & FN SPON 1994. 根據(jù)混凝土劣化的整體模型，不是強度，而是混凝土的鞏固性沒有裂縫對

8、其運行條件下保證混凝土的水密性和耐久性起關鍵的作用。 P. K. Mehta. Durability-Critical Issues for the Future. Concrete International July 1997. 一個不透水，但存在非連續(xù)微裂縫，且多孔的鋼筋混凝土結構由于微裂縫和孔隙連通并延伸到外表不透水性逐漸喪失A：以下原因使孔隙內靜水壓增大、混凝土膨脹：鋼筋銹蝕、堿-骨料反響、水結冰、硫酸鹽侵蝕B：混凝土強度與剛度降低環(huán)境作用第一階段無可見損傷1. 侵蝕作用冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)2. 荷載作用循環(huán)荷載、沖擊荷載環(huán)境作用第二階段損傷的開始與擴展水的滲入、O2、CO2滲入酸性離

9、子Cl- , SO42-)滲入開裂、剝落與整體性喪工作性能滿足施工工藝和澆注構件的需要強度開展?jié)M足強度設計等級和施工需要不出現(xiàn)或少出現(xiàn)可見裂縫，滿足環(huán)境條件要求的相關耐久性能具有一定的經(jīng)濟性2550751000檢測功能倒塌（Collapse）警戒線目標（Target）小修中修大修加固1.601.401.00計劃年份（Year）混凝土原材料混凝土原材料原材料單價原材料單價（元（元/噸）噸）C30普通外加劑混凝土普通外加劑混凝土高性能混凝土高性能混凝土原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）普通硅酸鹽水泥普

10、通硅酸鹽水泥360360129.625290.72砂砂507203672036石石5011805911805925%粉煤灰粉煤灰1209010.8減水劑減水劑72002.719.44 高性能外加劑高性能外加劑30001854合計合計差價差價混凝土原材料混凝土原材料原材料單價原材料單價（元（元/噸）噸）C30普通外加劑混凝土普通外加劑混凝土高性能混凝土高性能混凝土原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥360360129.625390.72砂砂507203672036石石501

11、1805911805930%礦渣粉礦渣粉20010821.6減水劑減水劑72002.719.44 高性能外加劑高性能外加劑30001854合計合計差價差價混凝土原材料混凝土原材料原材料單價原材料單價（元（元/噸）噸）C30普通外加劑混凝土普通外加劑混凝土高性能混凝土高性能混凝土原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥360360129.619871.280砂砂507203672036石石5011805911805920%粉煤灰粉煤灰120728.6420%礦渣粉礦渣粉2007

12、214.4減水劑減水劑72002.719.44 高性能外加劑高性能外加劑30001854合計合計差價差價混凝土原材料混凝土原材料原材料單價原材料單價（元（元/噸）噸）C50普通外加劑混凝土普通外加劑混凝土高性能混凝土高性能混凝土原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）水泥水泥360480172.8360129.60砂砂5067033.560030.00石石50110055.0117058.5020%粉煤灰粉煤灰1209611.52減水劑減水劑72003.6025.92高性能外加劑高性能外加劑350024

13、84.00合計合計287.22311.70差價差價24.48混凝土原材料混凝土原材料原材料單價原材料單價（元（元/噸）噸）C50普通外加劑混凝土普通外加劑混凝土高性能混凝土高性能混凝土原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）水泥水泥360480172.8336120.96砂砂5067033.560030.00石石50110055.0117058.5025%磨細礦粉磨細礦粉20012024.0減水劑減水劑72003.6025.92高性能外加劑高性能外加劑35002484.0合計合計287.22317.46

14、差價差價30.24混凝土原材料混凝土原材料原材料單價原材料單價（元（元/噸）噸）C50普通外加劑混凝土普通外加劑混凝土高性能混凝土高性能混凝土原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）原材料用量原材料用量（kg/m3）分計成本分計成本（元（元/m3）水泥水泥360480172.8336120.96砂砂5067033.560030.00石石50110055.0117058.512.5%礦粉礦粉+12.5%粉煤灰粉煤灰200/12060+6019.2減水劑減水劑72003.6025.92高性能外加劑高性能外加劑35002484合計合計287.22312.66差價差價25.4

15、4高性能混凝土種類高性能混凝土種類砼材料成本差價砼材料成本差價（元（元/m3）C30摻摻25%粉煤灰粉煤灰7.48摻摻30%磨細礦粉磨細礦粉17.28摻摻20%粉煤灰粉煤灰+20%磨細礦粉磨細礦粉0.72C50摻摻20%粉煤灰粉煤灰24.48摻摻25%磨細礦粉磨細礦粉30.24摻摻12.5%粉煤灰粉煤灰+12.5%磨細礦粉磨細礦粉25.441、高性能混凝土容易開裂？2、高性能混凝土的本錢必然增大？3、及時澆水可以預防高性能混凝土開裂？4、混凝土結構早期開裂就是因為養(yǎng)護不好？5、抗壓強度高的混凝土，其他性能亦好？6、高強度混凝土必須采用高強度等級的水泥？7、摻粉煤灰、礦渣后混凝土的pH值下降？8、標準和標準具有法律效力嗎？1、根據(jù)線100年設計使用年限的總體要求，對主體混凝土結構進行耐久性設計。2、應對主要建筑材料的產品品質、質量狀況等進行調研。3、及早開展混凝土配合比試驗和耐久性檢驗工作。4、采用高性能混凝土施工前應進行實體梁的