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1、砼耐久性和高性能砼介绍目录一 砼结构耐久性和使用寿命二 砼的劣化三 砼的开裂四 砼的冻融破坏五 砼的化学侵蚀六 砼中钢筋锈蚀七 砼的碱-骨料反应八 砼的磨蚀破坏九 高性能砼一砼结构耐久性和使用寿命(一) 砼结构耐久性 砼结构耐久性取决于使用环境条件以及砼结构设计、 材料(砼和钢筋) 、施工质量和维护. (二) 砼结构使用寿命 砼结构使用寿命指砼结构在规定的工作环境和维护条件下，能保持设计使用性能的年限。砼结构使用寿命 取决于砼结构耐久性 、使用条件和环境、 结构的及时维修。 砼结构使用寿命包括结构良好状态, 维护阶段, 修理阶段。对于耐久性差的砼结构, 维修的弗用比建设投资增加许多倍.(国外5
2、倍定率)二 砼的劣化 (一) 砼劣化基本条件 (二) 砼侵蚀劣化的类型 (三) 环境的影响 (四) 砼的孔结构 (五) 孔中的水气 (六) 水气迁移(一) 砼劣化基本条件 1. 气体、水以及含在水气中的有害物质在砼的孔隙和裂缝中的迁移、结合和变化是砼劣化的基本条件, 其中水气的迁移是首要条件。 2. 水气迁移的动力有: 浓度差引起扩散; 压力差引起渗透; 表面能引起毛细吸引。(二) 砼侵蚀劣化的类型v冻融循环破坏v环境水的化学腐蚀v砼内钢筋锈蚀(碳化或氯盐引起)v碱-骨料反应破坏v物理磨损破坏(磨蚀)(三) 环境的影响v对砼结构耐久性影响 起决定性作用的是结构砼周围(以厘米距离计)的微观气侯和
3、与砼接触的环境水或环境土的状况.v足够的水份, 水中有害物质和温度是环境特征的三个主要因素.1. 有害物质及其浓度v二氧化碳-钢筋保护层碳化v氯化物-促进钢筋锈蚀v氧-钢筋锈蚀的条件之一v酸类-砼酸性腐蚀v硫酸盐-砼结晶型腐蚀v碱(钾,钠)-砼碱-骨料反应破坏v镁盐-砼化学腐蚀2. 水和湿度的影响v环境水和湿度对砼的碳化过程、氯污染、冻害和化学侵蚀都有重要的影响，但影响程度各不同相。v环境条件相互影响的例子: 相对湿度5060%时,砼碳化速度最快; 湿度降低时 因水份不足, 碳化速度减慢; 湿度提高时孔隙水增加, 二氧化碳迁移困难, 直至湿度95%以上碳化过程几乎停止.但是, 对钢筋锈蚀来说,
4、 相对湿度5060%时速度很慢, 9095%时, 锈蚀最快; 95%时, 由于缺氧,锈蚀速度又下降. 可见, 相对湿度居中(6585%),是锈蚀危害最大的环境.3. 温度的影响 温度影响砼的硬化速度，温度增加1015C度强度增加速度快一倍。同样，砼的化学腐蚀、钢筋锈蚀、碱-骨料反应的破坏速度也与温度的提高成类似的正比关系. 砼热天和冷天施工,砼的强度发展和施工技术措施(材料选择,配合比,温控和防冻,养护等)是不同的. 砼的内外温差过大和降温过快是砼开裂的重要原因。 砼早期受冻和反复冻融破坏是由于环境温度处于负温使砼中水结冰对砼破坏的结果。4. 综合影响v砼表面的含水量和温度, 环境的空气湿度和
5、温度, 风速都会综合影响砼的水份蒸发速度. 在砼湿养护和砼盐类结晶破坏情况下, 都要考虑.v砼表面水分蒸发量计算例: 砼湿养护时砼表面相对湿度为100%,温度27C度,空气相对湿度70%, 25C度, 水汽分压差为10.5mmHg, 当风速2M/sec时水蒸发速率3.8Kg/M2/H. 温差越大，湿度差越大，或风速越大，砼表面水份蒸发量就越大。(四) 砼的孔结构v砼水泥石孔结构与水气迁移密切相关的两个参数是连通孔隙率和孔径分布.v连通孔隙率是指水泥石中互相连通, 水气可以迁移的孔隙所占的体积百分率, 相当于最大可逆水含量, 通常为2030%.v孔径分布影响水气迁移的类型和速度; 微孔主要是凝胶
6、孔; 毛细孔和引入的大孔对耐久性影响很大; 毛细孔增加, 耐久性一般要降低.影响砼性能的三要素v粗细骨料-骨料强度和表面状态,级配及在砼中所占比例.v骨料界面层-富集氢氧化钙和钙矾石结晶,界面层的密实性和厚度很重要.v水泥石-水化硅酸钙凝胶,氢氧化钙和钙矾石晶体,未水化颗粒,其它小颗粒,毛细孔和各种孔隙.(五) 孔中的水气 1. 孔表面能和毛细凝结 孔的表面能和比表面能- 孔壁和固体自由表面一样, 由于没有与相邻分子结合而剩余能量, 这种能量就是孔的表面能. 孔的表面能与孔内体积之比为比表面能. 毛细凝结-毛细孔的表面能使孔中水蒸汽分子吸附于孔壁, 湿度越大水膜越厚; 孔径越小比表面能越大,
7、吸附水与孔体积之比越多, 直到孔径小到一定值, 孔中完全被水充满, 这个过程就是毛细凝结.温 度降低,孔中相对湿度增加,直至相对湿度100%水凝结.越小的孔,水凝结越容易.2. 孔的含水量和水泥石含水率 孔中空气含水量与环境湿度成正比,由于毛细凝结而充满水的孔径大小与空气湿度有关,湿度越大凝结充水孔径越大. 水泥石中凝胶孔占很大比例, 其孔径很小,即使在湿度较低时也充水, 因此水泥石具有较高含水率. 空气湿度增加, 使较大孔也充水, 因而减少了气体扩散的有效孔隙, 混凝土透气性降低, 氧和二氧化碳的扩散减小, 直至混凝土水饱和时扩散停止.(六) 水气迁移1. 潮湿环境下的水气迁移 气、 水和含
8、在气水中物质的迁移是扩散过程, 动力为浓度差. 二氧化碳气扩散进孔,与孔壁的氢氧化钙反应生成碳酸钙, 二氧化碳浓度降低. 环境湿度增加或混凝土干燥时, 水或汽的扩散过程不断进行. 水中氯化物的扩散在孔壁水膜或充水孔中进行, 扩散速率随混凝土含水率减少而显著减慢.2. 雨水环境下的水气迁移 毛细吸引-动力是毛细孔表面能, 孔径越小, 比表面能越大, 竖直吸引高度H越大. 水平方向吸引取决于表面水的过剩量. 雨水环境下由于毛细吸引和扩散作用, 砼表面很快达到水饱和状态, 水中物质被迁移, 气体扩散停止. 水通过毛细吸引被砼吸收的速率远大于被蒸发的速率.3. 浸渍环境下的水气迁移 动力-毛细吸引、水
9、压力透渗、蒸发 溶解在水中的氯化物、 硫酸盐、 碳酸盐一起迁移, 在水蒸发区浓度不断增加, 直至盐析结晶. 在砼中有害盐类的浓缩加剧了化学侵蚀的速度, 这是主要的; 其次, 盐类结晶也产生物理性破坏.但在内陆盐渍土地区, 由于环境水矿化度很高, 气侯干燥,昼夜温差大,在毛细吸附区砼的盐类结晶性破坏将占主导地位.三 砼的开裂 (一) 砼开裂的机理 (二) 裂缝类型 1. 荷载引起的开裂 2. 变形引起的开裂 3. 膨胀引起的开裂 4. 裂缝和钢筋(一) 砼开裂机理 砼受到的拉应变超过其抗拉应变能力(极限延伸率), 砼就会开裂.(0.2mm就不允许了) 砼抗拉强度约为1/101/12的抗压强度.
10、砼极限延伸率约为0.41.0/万 应变产生的主要原因有: 砼由于各种收缩和温差引起的变形; 砼由于钢筋锈蚀,硫酸盐腐蚀,碱骨料反应引起的局部膨胀; 外部荷载或基础不均匀沉降产生的变形. 砼抗拉应变能力随硬化龄期和应变作用速度的改变而变化.砼的收缩变形v1. 塑性收缩: 砼在终凝前的收缩.包括自生收缩、沉降收缩、蒸发收缩.v2. 自生收缩: 砼在绝热绝湿条件下水泥水化产生的化学收缩, 约为(0.41.0)10-4, 如果游离CaO和MgO过量,自缩值可能为负值(膨胀).v3.干燥收缩: 即失水收缩,最大可达810-4.v4.温度收缩:热胀冷缩,砼热膨胀系数1010-6.v5.碳化收缩: Ca(O
11、H)2碳化生成CaCO3. (二) 裂缝类型1. 荷载引起的开裂v纯弯曲v纯拉伸v剪切v扭转v粘结v集中荷载v基础不均匀沉降2. 变形引起的开裂温度应力-由于水泥水化热温升, 砼内外层温差过大, 外层产生的拉应力超过硬化早期的很低抗拉强度, 就可能开裂. 这类裂缝多为龟裂, 很浅; 当墙壁这类构件,下部受到限制, 当降温过快收缩过大时会产生贯穿构件的竖直大裂缝. 收缩应力-由于干燥收缩受到外部限制, 当超过砼极限应变就产生分割裂缝; 砼表面干燥, 内外层产生收缩差, 表面产生拉应力内部产生压应力, 这类收缩裂缝也是龟裂. 干燥收缩率一般为38/万塑性收缩开裂-浇筑24h内, 表面蒸发失水超过泌
12、水提供的水时, 孔隙水中产生毛细张力而体积缩小, 如表面的粗骨料或钢筋产生约束, 就可能开裂. 路面和楼板常见此类裂缝, 宽度大约23mm, 分布不规则, 多为平行或45度角.塑性沉降开裂-如泌水严重, 砼体积沉降收缩并受到钢筋或模板阻碍就可能开裂. 这种裂缝多为沿着厚板上部钢筋方向或柱子横截面箍筋处产生. 当钢筋间距很小时可能出现水平沉降裂缝, 引起钢筋保护层分层, 以后如偶冻害或钢筋锈蚀, 保护层可能无预兆剥落.3. 膨胀引起的开裂v钢筋锈蚀引起v硫酸盐腐蚀引起v碱-骨料反应引起v水泥安定性不良v膨胀剂掺加不均匀或不适量四 砼的冻融破坏 1. 孔中水结冰v 水变冰体积增加9%, 充满水的孔
13、结冰膨胀会引起水泥石开裂;v 由于孔表面能使孔中水的冰点下降, 孔径越小冰点越低, 许多凝胶孔中水在很低的负温下都不结冰;v 不完全充水的孔, 温度降低过程中,由于孔表面能, 小孔中相对湿度提高更多,在水变冰过程中有相当数量水由小孔向大孔蒸发迁移出去,使小孔中未结冰的水向大孔中扩散.孔径越小,水的冷凝温度越高(相对湿度100%),即降温过程中,小孔中水先冷凝,大孔中水后冷凝,小孔中水向大孔中扩散.2. 临界水饱和度 由于孔中水冷却过程中水从小孔向大孔扩散,大孔中水量在增加, 结冰时体积又要增加, 为了防止冻胀破坏, 要有一定数量的未充满水的孔. 为防止砼冻害,孔隙中不能超过的极限含水量称临界水
14、饱和度, 主要取决于:v孔径大小和分布v环境条件v冷却速率和冻融循环次数v冻融循环间的干燥v砼的龄期3. 引气作用v引气剂引入的封闭气孔, 即使在砼处于水饱和状态也不会充水.v孔中水冻结过程中, 由于水向大孔扩散作用, 封闭气孔可以作为膨胀空间容纳正在结冰的水, 缓解了对水泥石的压力.v为了保证封闭孔系统充分发挥作用, 孔的间距要足够小.冻害越严重, 这个临界孔间距就应更小. 一般含气量越大(46%), 孔间距越小（少于250微米),砼抗冻性越好.v水冻结时向大孔扩散是不可逆过程, 随着冻融循环增加大孔充水程度不断增加, 如不能干燥,冻融循环进行到一定次数后, 冻害仍会发生.5. 骨料对抗冻性
15、影响 吸水严重的砂岩粗骨料在冻结过程中产生膨胀并破坏水泥石, 典型现象是粗骨料处表面局部剥落爆裂.6. 影响砼抗冻性的因素 1.砼的组成:水灰比,水泥用量,含气量,骨料级配,掺合料数量. 2.砼的水饱和度: 冻结前即使轻微的干燥都可保证相当高的抗冻性, 只有饱水的砼才会严重影响抗冻性. 3.砼龄期: 龄期越长, 强度和孔结构变得更有利于抗冻.五 砼的化学侵蚀v溶出型腐蚀:淡水浸析, 氢氧化钙溶出v离子交换型腐蚀: 分镁盐, 碳酸和一般酸性腐蚀v结晶膨胀型腐蚀: 分硫酸盐腐蚀, 盐类物理结晶腐蚀 (一) 硫酸盐侵蚀 1. 硫酸盐结晶破坏原因 环境水中硫酸盐与水泥石中氢氧化钙和水化铝酸钙反应, 生
16、成硫铝酸钙 (钙矾石) 和硫酸钙 (石膏) 产生内应力引起砼的破坏. 2. 主要反应式 NaSO410H2O + Ca(OH)2 = CaSO42H2O + 2NaOH + 8H2O 石膏结晶 4CaOAI2O312H2O + 3(CaSO42H2O) + 14H2O = 3CaOAI2O33CaSO431H2O + Ca(OH)2钙矾石结晶 环境水中SO4-2浓度(/l)不同,结晶类型也不同.SO4-2 2501500 15005000 500010000 结晶 钙矾石 钙矾石和石膏 石膏3. 抗硫酸盐腐蚀措施v 降低水泥熟料中铝酸三钙的含量(12.5),此时钢筋表面形成一层很薄的钝化膜,
17、阻止铁元素的溶解, 即使提供足够的氧和水, 钢筋也不会生锈.v脱钝原因-钝化膜溶解: 1.钢筋保护层中性化(碳化), PH12.5降到PH9.v 二氧化碳由表及里的扩散决定碳化的速度,碳化深度和时间的平方根相关.v 砼渗透性可以衡量碳化快慢, 渗透性取决于砼孔结构.v 二氧化碳只能在孔隙内空气中扩散, 完全水饱和的砼是不会碳化的.3. 氯离子的危害v 氯离子是通过砼孔隙的水由表及里的扩散,氯离子浓度随深度而降低, 扩散深度也与时间平方根相关.v 部分氯盐可被水泥石结合, 但水泥石碳化后, 被结合的氯离子又会释放出来, 所以, 砼碳化后氯盐对钢筋的锈蚀危害会明显增大.v 砼表面的干湿交替使氯盐不
18、断富集, 氯离子侵入砼的深度与保护层渗透性即孔结构密切相关.4. 钢筋锈蚀模型v阳极过程: 铁元素溶解, 产生带正电的铁离子进入溶液, 还有两个多余电子;v阴极过程: 多余电子在阴极与水和氧气结合形成氢氧根离子;v经过若干中间过程, 铁离子与氢氧根化合生成铁锈(带水氧化铁), 消耗氧气从空气中通过保护层向钢筋扩散, 水只是起到使电化学过程发生的作用.v如果砼是干燥的(无水,电解过程被阻止)或水饱和状态(缺少氧气), 即使钢筋脱钝也不会锈蚀.5. 裂缝对钢筋锈蚀的影响v裂缝处碳化速度和氯盐侵入速度大大加快, 但0.4mm以下的细裂缝由于自愈合现象, 钢筋锈蚀很慢.v阳极在有裂缝的钢筋处, 而阴极
19、过程发生在未开裂区, 这种宏观电池过程, 阴极过程决定腐蚀速率,与裂缝宽度无关紧要.v裂缝垂直于钢筋时对钢筋锈蚀的危害比平行时小. 但含氯水作用于砼水平表面时, 横跨钢筋的裂缝非常有害.6. 钢筋锈蚀的后果v钢筋截面积减小, 承载能力成线性下降, 延伸性能和疲劳强度急剧降低;v铁锈体积膨胀数倍, 造成砼保护层剥落, 进一步加速锈蚀过程;v在有些情况下, 锈蚀严重但没有可见的预兆, 出现突然性破坏, 尤其是预应力钢筋的氢脆和应力腐蚀断裂, 更具危害性.7. 钢筋保护层的作用v保护层的厚度和渗透性是决定二氧化碳、氧气、氯盐扩散的重要参数.v保护层厚度减半, 钢筋开始锈蚀的时间不足原来的四分之一.v
20、影响保护层渗透性的因素有: 砼水灰比, 振捣和养护质量, 水泥品种和用量.v环境条件对锈蚀很重要. 长期干燥或长期饱水条件, 锈蚀危害性小; 氯化物含量高, 部分泡水或干湿交替, 高温环境都将加剧锈蚀.七 砼的碱-骨料反应碱骨料反应类型 1.碱-硅酸反应: 含有微晶氧化硅的矿物有蛋白石,黑硅石,燧石,方石英,玉髓等. 2. 碱-硅酸盐反应: 粘土质岩石及千板岩. 3. 碱-碳酸盐反应: 白云石质石灰岩.1.碱-硅酸反应v砼孔隙中碱(NaOH, KOH)和活性二氧化硅在颗粒表面反应, 形成碱硅胶. 碱硅胶会吸引微孔中水分产生体积膨胀, 当膨胀压超过砼抗拉强度时, 会引起开裂.v碱-硅酸反应的破坏
21、程度与碱浓度 ,活性二氧化硅的数量, 孔隙中含水量有关. 砼中掺加矿渣和粉煤灰可减缓膨胀破坏.2. 碱-碳酸盐反应v 破坏原因一种假说是白云石质石灰石骨料脱白云石化引起体积膨胀, 它不发生在骨料界面而在颗粒内部; 还有一种硅胶化假说, 认为碱溶液与活性骨料在界面生成硅酸镁反应环, 造成破坏.v 碱-碳酸盐反应比较少见, 但没有有效遏制办法. 砼结构常见部位的腐蚀1.灌注桩,承台,涵洞基础-常年水中或土中,最大可能有各类化学侵蚀,轻微的钢筋锈蚀.2.墩台的水位变化区,隧道边墙的吸附区,海工建筑浪溅区和潮位变化区,盐渍土建筑吸附区- 各类腐蚀最严重部位,是冻融破坏,钢筋锈蚀,盐类结晶破坏和化学侵蚀
22、有可能共同作用最严重的部位.3.墩台上部,梁体和其它不长期接触水(雨水除外)的结构物-可能有碳化引起钢筋锈蚀,海滨建筑也有氯盐引起钢筋锈蚀的可能.八 高性能砼 (HPC) 采用常规材料和生产工艺, 能保证混凝土结构所要求的各项力学性能, 并具有高耐久性、高工作性、高体积稳定性和良好外观的混凝土. 高性能混凝土不一定是高强混凝土. 具有实用性、经济性、技术先进性和铁路适用性.高性能砼v 高性能砼是使用常规原材料和生产工艺, 采用耐久砼配合比设计理念和施工全过程严格控制生产的通用砼, 砼在施工时工作性应非常良好, 硬化后力学性能、变形性能和外观质量应满足结构物的设计要求, 其耐久性应满足结构物在规
23、定的工作条件和使用环境下正常使用年限的要求.(1) 砼结构耐久性1. 设计使用年限 级别 设计使用年限 举例 一 100年 桥隧路基支档 二 60年 一般构筑物 三 30年 可替换易损件2. 砼耐久性类别v抗冻性v耐蚀性v护筋性v耐磨性v抗裂性v抗碱-骨料反应性 环境类别 作用等级（1）碳化环境 T1 T2 T3（2）氯盐环境 L1 L2 L3（3）化学侵蚀环境 H1 H2 H3 H4（4）冻融破坏环境 D1 D2 D3 D4（5）磨蚀环境 M1 M2 M3(2) 高性能砼技术要点v优质的水泥和砂石料v掺加优质化学外加剂-减水剂,引气剂v掺加矿物掺合料-粉煤灰 ,矿渣粉v低水胶比(0.40)v
24、限制胶凝材料总量和水泥用量v严格的施工过程技术管理v力学性能、工作性能、耐久性的全面检验高性能砼的负面作用v1.水胶比少于0.4时,自收缩率增大,早期弹模较高,应力松弛能力降低,增加了开裂趋势.v2.磨细矿渣(30%) ,尤其是硅灰使砼早期收缩增加,弹模增大,应力松弛能力降低,增加了砼的开裂倾向.但粉煤灰使砼早期收缩减少,弹模也较低,可降低开裂的趋势.v3.高性能砼的水胶比较低,掺合料较多,砼的开裂倾向增加,因此对砼的温度控制和湿养护要求更加严格,增加了施工难度和成本.1. 优选水泥v宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,不宜用C 3A大于8%的水泥或其它早强型水泥.v硅酸盐水泥的比表面积应350m
25、2/Kg.v当骨料具有碱-硅酸反应活性或C40及以上砼时,水泥的碱含量不宜超过0.6%.v有抗硫酸盐侵蚀要求的砼,水泥熟料中 C 3A含量应不超过6%.水泥矿物成份及性能v硅酸三钙(C 3S) 水化较快,强度高v硅酸二钙(C 2S) 水化慢,发热量少,后期强度高v铝酸三钙(C 3A) 水化很快,发热量大,强度低, 收缩大,耐硫酸盐侵蚀性差v铁铝酸四钙(C 4AF) 耐硫酸盐侵蚀性差2. 选用优质砂石料v细骨料应选用级配合理、质地坚固、含泥量少、空隙率小的中粗砂,不宜用山砂,不得用海砂.v粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地坚固、空隙率小的洁净碎石.v粗细骨料的碱活性要经过扦验,并符合有关技术要
26、求.3. 掺加化学外加剂减水剂的作用v减少砼用水量, 降低水泥石孔隙率, 改善孔结构; 界面Ca(OH) 2结晶无序化. 界面过渡层减少, 水化硫铝酸钙Aft结晶尺寸减少, 界面强度提高. 因此提高砼的各项力学性能.v改善砼施工工作性能.v由于提高砼的密实性和强度, 改善砼的耐久性能.减水剂种类类型系列 减水率普通减水剂木质磺酸钙 512%高效减水剂萘系,密胺系,氨基磺酸系1530%高性能减水剂聚羧酸系2545%聚羧酸系减水剂优点v 掺量少(0.150.3%), 减水率高(2545%).v 砼工作性好,坍落度损失小.v 砼收缩小.v 碱含量很少.v 早强、缓凝、引气性可视需要复配调 节.v 无
27、污染的环保产品引气剂的作用v明显提高砼的抗冻性, 缓减硫酸盐腐蚀和碱骨料反应产生的膨胀应力.v有轻微减水作用, 减少表面泌水和骨料底部泌水.v改善砼的匀质性和工作性能, 尤其是明显提高可泵性.4. 掺加矿物掺合料 火山灰反应:vSiO 2+xCa(OH) 2+(n-1)H 2OxCaOSiO 2nH 2OvSiO2+(1.52.0)CaOSiO2 aq(0.81.5)CaOSiO2 aqv矿物掺合料(粉煤灰,矿渣,硅灰等)与水泥的二次水化反应最终产物是C-S-H(1)为主的低碱性水化硅酸钙凝胶, 其次是水化铝酸钙, 铁酸钙固溶体, 以及水化硫铝酸钙. 矿物掺合料的贡献1.火山灰效应-低碱性CS
28、H(C/S1.5),晶须强度高,溶解度低,较稳定.2.二次反应-高碱性(CSH)转化为低碱性(CSH),消耗Ca(HO)2,结晶变小,界面过渡层变小,富集和取向性减少,提高水泥石界面强度.3.颗粒填充作用-水泥.矿渣.硅灰末水化颗粒大小差别大, 颗粒互相填充, 减小水泥石孔隙率, 改善次中心质和次介质的颗粒级配, 强化了中心质网络骨架.4.削减温峰作用-水化速度慢,放热总量小.5.提高耐久性-改善耐硫酸盐侵蚀性, 抑制碱骨料反应, 增加密实性, 提高抗渗性和氯离子渗透性. 5. 砼配合比（1）、C30及以下砼的胶凝材料总量不宜大于400 kg/m3，C35C40砼不宜大于450 kg/m3，C
29、50及以上砼不宜大于500 kg/m3。（2）、砼中应适量掺加优质的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺合料。砼中粉煤灰掺量大于30%时，砼的水胶比不得大于0.45。预应力砼以及处于冻融环境的砼中粉煤灰的掺量不宜大于30% （3）砼中应掺加适量质量稳定的砼化学外加剂，主要是高效减水剂和引气剂,或引气型减水剂. （4）砼的最大水胶比和最小胶凝材料用量应满足设计要求，当设计无要求时，钢筋砼及预应力硌应满足下表的要求；素砼应满足另外的要求。 钢筋混凝土环境作用等级使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年）碳化环境T10.55， 2800.60， 2600.65， 260T20.50， 3000.55
30、， 2800.60， 260T30.45， 3200.50， 3000.50， 300氯盐环境L10.45， 3200.50， 3000.50， 300L20.40， 3400.45， 3200.45， 320L30.36， 3600.40， 3400.40， 340化学侵蚀环境H10.50， 3000.55， 2800.60， 260H20.45， 3200.50， 3000.50， 300H30.40， 3400.45， 3200.45， 320H40.36， 3600.40， 3400.40， 340冻融破坏环境D10.50， 3000.55， 2800.60， 260D20.45， 3
31、200.50， 3000.50， 300D30.40， 3400.45， 3200.45， 320D40.36， 3600.40， 3400.40， 340磨蚀环境M10.50， 3000.55， 2800.60， 260M20.45， 3200.50， 3000.50， 300M30.40， 3400.45， 3200.45， 3206. 高性能砼密实性(电通量)设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)56d电通量（C）C3020002500C30C4515002000C5010001500(3) 提高耐久性的措施1. 抗冻融砼 1. 当砼有抗冻要求时，砼应加引气减水剂或引气
32、剂, 砼拌和物的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定。抗冻等级F300以上, 砼含气量一般要大于5% ,.气泡间距系数宜250微米. 2. 无抗冻要求的砼含气量也不应小于2.0%, 以改善砼的工作性和匀质性. 2.抗硫酸盐侵蚀砼环境作用等级水泥品种水泥熟料中的C3A含量，%粉煤灰或矿渣粉的掺量，%最小胶凝材料用量，kg/m3H1普通硅酸盐水泥820300中抗硫酸盐硅酸盐水泥5/300H2普通硅酸盐水泥825330中抗硫酸盐硅酸盐水泥520300高抗硫酸盐硅酸盐水泥3/300H3，H4普通硅酸盐水泥630360中抗硫酸盐硅酸盐水泥525360高抗硫酸盐硅酸盐水泥320360抗硫水泥的熟料要求v中
33、国:C3A5%,C3A+C4AF22%,C3S50%v俄罗斯:C3A,5%,C4AF+C3A22%,C3S50%v美国:C3A5%,C4AF+C3A20% (V型)v英国:C3A3.5%v日本:C3A4%3. 抗碱-骨料反应砼 （1）骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.10%； （2）当骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%0.20%时，砼碱含量应少于3Kg/M3(其中水泥中少于0.6%, 外加剂中小于10%) ；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%0.30%时，除了砼的碱含量应满足要求外，砼中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。4.
34、预防砼中钢筋锈蚀1.钢筋砼中氯离子总含量（包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力砼的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%.2.钢筋保护层厚度不能少于下表限值:钢筋保护层最小厚度(mm)结构类型碳化环境氯盐环境冻融环境T1T2T3 L1 L2 L3 D1 D2D3桥梁涵洞353545 45 50 60 35 4550隧道衬砌353540 40 45 55 35 4045路基支挡303040 40 45 55 30 40455. 附加防腐蚀措施v氯盐环境-表面浸渍或涂装,环氧涂层钢筋,阴极保护技术.v化学侵蚀环境-换填
35、土,降低水位,表面涂装,设防护面层.v冻融破坏环境-外设钢套,增大截面.v磨蚀环境-表面浸渍,外设耐磨层.(4) 砼拌和物性能v坍落度及经时坍损v和易性,匀质性及泌水率v含气量v湿容重v砼温度v快速测水胶比及单方用水量*(5)砼施工质量控制1. 砼温度控制v混凝土入模温度,冷天不低于5度,热天不高于30度v新混凝土与岩土或旧混凝土间温差不大于20度v蒸养混凝土静停温度不低于5度,46h且终凝后升温,升温和降温速度不宜大于10度/时,恒温温度不宜超过60度,最高为65度.v养护水温不得低于混凝土表面温度15度.v养护期间混凝土中心与表层,表层与环境间温差不超过20度,桥粱不超过15度.2. 砼保湿养护时间混凝土类型水胶比大气潮湿(RH50%)，无风，无阳光直射大气干燥(RH50%)，有风，或阳光直射日平均气温T（）潮湿养护期限（d）日平均气温T（）潮湿养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺合料0.455T1010T2020T2114105T1010T2020T2821140.455T1010T2020T141075T1010T2020T211410胶凝材料中未掺矿物掺合料0.455T1010T2020T141075T1010T2020T2114100.455T1010T2020T10775T1010T2020T14107
