混凝土耐久性设计的理念和方法PPT格式课件下载.ppt
- 文档编号:15662275
- 上传时间:2022-11-11
- 格式:PPT
- 页数:27
- 大小:373.50KB
混凝土耐久性设计的理念和方法PPT格式课件下载.ppt
《混凝土耐久性设计的理念和方法PPT格式课件下载.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《混凝土耐久性设计的理念和方法PPT格式课件下载.ppt(27页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
据现在的理解,高性能混凝土必须具备的性能:
(1)针对具体环境下的高耐久性)针对具体环境下的高耐久性
(2)不易开裂性(特别是早期抗裂性)不易开裂性(特别是早期抗裂性)(3)适当的较高强度)适当的较高强度(4)良好的工作性)良好的工作性因因为为(3)(4)两两个个要要求求,目目前前混混凝凝土土技技术术都都能能达到。
因此所谓高性能主要是耐久性和抗裂性。
达到。
2.2.混凝土的早期抗裂性混凝土的早期抗裂性2.1问题的提出问题的提出过过去去只只有有大大体体积积混混凝凝土土,由由于于内内外外温温差差引引起起的的裂缝受到重视。
裂缝受到重视。
现在早期裂纹是常见病多发病。
背背景景:
现现代代水水泥泥比比表表面面大大3300cm2/g,早早期期强强度度高高;
混混凝凝土土施施工工的的传传统统要要求求早早强强、早早脱脱模模;
现现代代混混凝凝土土工工艺艺(高高级级水水泥泥、高高效效减减水水剂剂、高高坍落度)但又不重视早期养护。
坍落度)但又不重视早期养护。
2.2早期裂纹的原因早期裂纹的原因在完全约束条件下:
在完全约束条件下:
EERp时,混凝土开裂时,混凝土开裂混凝土变形(收缩、温度变形等)混凝土变形(收缩、温度变形等)E弹性模量弹性模量Rp抵抗力是抗拉强度抵抗力是抗拉强度或者或者当当Rp/E=极限极限时,混凝土开裂时,混凝土开裂混混凝凝土土收收缩缩值值大大致致在在0.510-3,极极限限拉拉伸伸极限极限大致在大致在0.10.210-3所以,完全约束下,混凝土都开裂所以,完全约束下,混凝土都开裂在实际构件,在实际构件,最最大大拉拉应应力力决决定定于于温温度度、湿湿度度分分布布,EE,Rp,极限极限与养护条件和水化热有关与养护条件和水化热有关过过去去的的水水泥泥和和混混凝凝土土:
早早期期收收缩缩值值小小,收收缩缩值值测试原点是测试原点是3天,天,现在的混凝土,早期收缩(干缩现在的混凝土,早期收缩(干缩+自收缩很大)自收缩很大)可达可达0.0510-3因此必须研究混凝土最早期性能因此必须研究混凝土最早期性能图图1最早期弹性模量随时间的变化最早期弹性模量随时间的变化图图2最早期极限拉应变随时间的变化最早期极限拉应变随时间的变化从图从图1和图和图2可见:
可见:
从成型后从成型后4小时至小时至810小时,小时,E升至升至104Mpa,而此时的而此时的Rp却还很小,却还很小,极限极限降至最低值降至最低值0.0510-3这是现代混凝土早期开裂最危险的时间这是现代混凝土早期开裂最危险的时间越越是是早早强强混混凝凝土土,越越早早失失去去塑塑粘粘性性,弹弹性性模模量量增增长长越越快,越易开裂。
快,越易开裂。
2.3防止早期开裂防止早期开裂最主要两点:
最主要两点:
(1)降低早期强度)降低早期强度R12h6MPa或或R24h12MPa这是材料本身的因素,混凝土配合比设计问题这是材料本身的因素,混凝土配合比设计问题
(2)注意最早期的养护及表面保温)注意最早期的养护及表面保温减小温、湿度分布梯度,减小拉应力减小温、湿度分布梯度,减小拉应力3.混凝土耐久性问题混凝土耐久性问题3.1发达国家从发达国家从20世纪世纪70年代开始很重视耐久性问题年代开始很重视耐久性问题背背景景:
二二战战后后开开始始大大规规模模建建设设,70年年代代出出现现大大量量混混凝土劣化和结构破坏事例。
凝土劣化和结构破坏事例。
比较全面的工程结构破坏的调查和分析。
70年代开始重视混凝土耐久性的科研年代开始重视混凝土耐久性的科研。
修修订订结结构构、施施工工规规范范,对对耐耐久久性性作作了了明明确确严严格格的的规定规定3.2我国对混凝土结构耐久性的认识经历了几个阶段我国对混凝土结构耐久性的认识经历了几个阶段。
20世纪世纪80年代末以前年代末以前政府部门、工程界、技术界对耐久性普遍不够重视政府部门、工程界、技术界对耐久性普遍不够重视个个别别学学者者、高高等等院院校校、科科研研院院所所坚坚守守自自己己阵阵地地,进进行行单单个个破破坏坏因素的耐久性研究,做基础工作因素的耐久性研究,做基础工作。
20世纪世纪90年代年代专家呼吁,学术界、工程界开始重视耐久性问题专家呼吁,学术界、工程界开始重视耐久性问题背景:
背景:
大量结构过早破坏事例大量结构过早破坏事例。
20世纪末和世纪末和21世纪以来世纪以来开始实行混凝土耐久性设计开始实行混凝土耐久性设计三峡工程三峡工程青藏铁路工程青藏铁路工程2004年混凝土结构耐久性设计指南颁布年混凝土结构耐久性设计指南颁布我国比发达国家落后我国比发达国家落后1520年年后后果果:
许许多多重重大大工工程程存存在在隐隐患患,今今后后我我国国将将出出现现混混凝凝土土结结构构修修补、加固、拆了重建的高潮。
补、加固、拆了重建的高潮。
几点经验教训:
(1)混混凝凝土土随随时时间间劣劣化化是是混混凝凝土土结结构构过过早早破破坏坏的主要原因的主要原因
(2)绝绝大大部部分分破破坏坏事事故故是是“人人为为错错误误”知知识结构的错位,应该可以避免的。
识结构的错位,应该可以避免的。
结构与材料的分隔结构与材料的分隔(3)从从材材料料研研究究领领域域,各各专专家家钻钻研研某某单单项项破破坏坏的的研研究究,分分工工过过细细,钻钻研研很很深深,但但缺缺乏乏综综合合考考虑虑,顾此失彼。
顾此失彼。
近近几几年年来来,材材料料人人员员结结合合重重大大工工程程的的材材料料设设计计和和研究,效果好,大有用武之地。
研究,效果好,大有用武之地。
3.3按机构物服务年限设计混凝土按机构物服务年限设计混凝土国国务务院院颁颁布布的的建建设设工工程程管管理理条条例例中中规规定定设设计计文文件件上上要要注注明明工工程程的的使使用用年年限限,按按结结构构物物的的重重要要程程度度,如如30、50、100年等。
年等。
这是对混凝土耐久性设计的一个重大挑战。
过过去去按按强强度度要要求求设设计计混混凝凝土土,现现在在除除强强度度外外,还还要要按按耐耐久久性性设设计计混混凝凝土土是是一一个个重重大大改改变变,不不单单单单是是配配比比设设计计,涉涉及及质质量量控控制制、监监理理。
要要做做一一系系列列的的有有关耐久性能的现场测试。
关耐久性能的现场测试。
结结构构工工程程师师提提出出一一个个问问题题:
结结构构设设计计基基于于力力学学计计算,因此是可靠的。
混凝土耐久性设计可靠吗?
算,因此是可靠的。
。
结构设计。
结构设计构件设计构件设计基础是力学计算,可靠基础是力学计算,可靠安全度或安全系数,模糊概念,经验也重要安全度或安全系数,模糊概念,经验也重要整体设计整体设计主要靠经验、设计人员素质主要靠经验、设计人员素质。
材料耐久性设计。
材料耐久性设计单单项项破破坏坏因因素素研研究究较较深深入入,指指标标和和防防止止措措施施也也较较明明确确,因此较可靠因此较可靠综综合合设设计计:
分分析析环环境境,分分析析可可能能的的破破坏坏主主要要因因素素和和次次要要因素因素确定耐久性指标,采取综合措施(包括防裂措施)确定耐久性指标,采取综合措施(包括防裂措施)已已有有发发达达国国家家经经验验,他他们们比比较较成成熟熟的的耐耐久久性性设设计计标标准准和和规范,我们可以借用规范,我们可以借用我我国国已已颁颁布布与与国国际际接接轨轨的的混混凝凝土土耐耐久久性性设设计计指指南南,该指南吸取了我国研究成果和经验教训。
该指南吸取了我国研究成果和经验教训。
4.混凝土耐久性设计的方法混凝土耐久性设计的方法4.1设计的任务、要求和步骤设计的任务、要求和步骤投资方提出服务年限的要求投资方提出服务年限的要求设计方对工程的服务年限负责设计方对工程的服务年限负责设设计计方方委委托托材材料料试试验验研研究究做做混混凝凝土土耐耐久性设计久性设计材料研究方对设计方负责材料研究方对设计方负责任务:
任务:
(1)对对不不同同构构件件、不不同同的的工工作作环环境境(大大环环境境、小小环环境境)设计相应的最佳混凝土配比,以满足服务年限的要求。
设计相应的最佳混凝土配比,以满足服务年限的要求。
(2)提提出出相相应应的的混混凝凝土土耐耐久久性性指指标标,作作为为质质量量检检查查和和判判断的依据。
断的依据。
(33)提出对原材料的要求和施工的特殊要求。
)提出对原材料的要求和施工的特殊要求。
步骤:
(1)查查明明结结构构物物及及其其各各构构件件的的详详细细环环境境资资料料(气气象象资资料料、地地下下水水和土壤化学分析等等)和土壤化学分析等等)
(2)分析可能导致混凝土破坏的主要因素和次要因素(很重要)分析可能导致混凝土破坏的主要因素和次要因素(很重要)(3)提出各种混凝土配比的耐久性指标要求。
提出各种混凝土配比的耐久性指标要求。
(4)确立主要技术措施(包括防裂措施)确立主要技术措施(包括防裂措施)如如强强度度标标号号(可可能能高高于于结结构构设设计计的的要要求求)、工工作作性性、耐耐久久性性能指标能指标如如水水泥泥品品种种、砂砂石石质质量量要要求求、矿矿物物掺掺合合料料及及其其质质量量要要求求、外外加剂、含气量等加剂、含气量等(5)试试验验方方案案设设计计、工工作作量量很很大大的的试试验验研研究究工工作作以以及及试试验验结结果果的的汇总及分析汇总及分析(6)最后得到最优化的指导性配比最后得到最优化的指导性配比(7)根根据据指指导导性性配配比比、施施工工方方对对配配合合比比的的复复核核和和微微调调,必必要要时时对对某些耐久性指标复核某些耐久性指标复核4.2环境对混凝土破坏原因的分类环境对混凝土破坏原因的分类炎热干燥气候炎热干燥气候收缩引起开裂收缩引起开裂水泥水化不充分,混凝土强度降低水泥水化不充分,混凝土强度降低干湿循环干湿循环各种破坏因素的促进作用各种破坏因素的促进作用孔溶液中某些化合物结晶产生的结晶压孔溶液中某些化合物结晶产生的结晶压物理作用物理作用水的渗透水的渗透渗水影响结构物的使用功能渗水影响结构物的使用功能冻融交替冻融交替引起从混凝土表面剥落开始的破坏引起从混凝土表面剥落开始的破坏盐的结晶盐的结晶结晶压导致开裂结晶压导致开裂盐冻盐冻盐和冻融的综合作用,产生裂纹和剥落后加速盐和冻融的综合作用,产生裂纹和剥落后加速Cl-离子的渗透离子的渗透硫酸盐侵蚀硫酸盐侵蚀膨胀、开裂、强度下降膨胀、开裂、强度下降化学介质侵蚀化学介质侵蚀置换反应置换反应酸性介质破坏酸性介质破坏软水、溶蚀软水、溶蚀化学作用化学作用碱碱集料反应集料反应混凝土本身的原因混凝土本身的原因胶凝材料中胶凝材料中CaO和和MgO的水化的水化生成生成水化物中过量的钙矾石水化物中过量的钙矾石膨胀性水化物膨胀性水化物大气中大气中CO2引起的引起的钢筋锈蚀钢筋锈蚀海水、除冰盐和混凝土内部由海砂、外加剂带入海水、除冰盐和混凝土内部由海砂、外加剂带入的的Cl-离子引起的离子引起的注注:
钢钢筋筋锈锈蚀蚀本本身身是是电电化化学学作作用用,但但从从混混凝凝土土保保护护层层的的护护筋筋性性讨讨论论主主要要是是物物理理作作用,碳化也有化学作用。
用,碳化也有化学作用。
4.3单项破坏因素的防止措施单项破坏因素的防止措施破坏因素破坏因素主要措施主要措施补充措施补充措施钢筋锈蚀钢筋锈蚀碳化碳化提高砼强度(提高砼强度(C4050以上可不考虑)以上可不考虑)减少粉煤灰掺量减少粉煤灰掺量保证保护层厚度保证保护层厚度适当加大水泥用量适当加大水泥用量Cl-离子离子加大保护层厚度加大保护层厚度适当引气适当引气降低降低Cl-离
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 混凝土 耐久性 设计 理念 方法
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)