水工混凝土耐久性技术与应用

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 水工混凝土耐久性 1
1.1.1 混凝土耐久性问题 1
1.1.2 耐久水工建筑物实例 5
1.2 水工混凝土耐久性研究成果与进展 5
1.2.1 水工混凝土耐久性研究回顾 5
1.2.2 混凝土耐久性研究成果与进展 8
1.3 水工混凝土耐久性研究意义 13
1.4 现代水工混凝土 14
1.4.1 现代水工混凝土的发展变化 14
1.4.2 现代水工混凝土特点 17
1.4.3 现代水工混凝土存在的问题 18
1.4.4 可持续水工混凝土发展理念 19
1.5 水工混凝土耐久性保障与提升措施 20
1.5.1 耐久混凝土的认识 20
1.5.2 观念的转变 21
1.5.3 耐久混凝土基本措施、附加措施和辅助措施 23
1.5.4 混凝土耐久性设计方法的改进 23
1.5.5 混凝土耐久性能指标的审查和监管 24
1.5.6 施工阶段混凝土耐久性实现途径与措施 24
1.5.7 在役混凝土耐久性监测与延寿措施 26
第2章 水工混凝土服役环境与分类 27
2.1 水工混凝土服役环境 27
2.1.1 气象 27
2.1.2 沿海潮位 29
2.1.3 大气环境介质 29
2.1.4 环境水 31
2.1.5 土 34
2.2 环境对水工混凝土质量形成和耐久性的影响 34
2.2.1 水质对混凝土腐蚀性评价 34
2.2.2 环境对施工阶段混凝土质量形成的影响 34
2.2.3 环境对在役混凝土耐久性的影响 36
2.3 环境类别与环境作用等级 38
2.3.1 环境类别 38
2.3.2 环境作用等级 39
2.3.3 划分说明 40
第3章 水工混凝土耐久性病害与机理 44
3.1 耐久性病害 44
3.1.1 病害类型 44
3.1.2 江苏省水工混凝土耐久性基本情况 46
3.1.3 病害原因分析 54
3.2 病害机理与影响因素 55
3.2.1 碳化 55
3.2.2 氯离子侵蚀 57
3.2.3 冻蚀 61
3.2.4 化学腐蚀 63
3.2.5 溶蚀、磨蚀与盐结晶 66
3.2.6 钢筋锈蚀 66
3.2.7 裂缝对腐蚀介质渗透扩散的影响 69
第4章 水工混凝土结构耐久性设计 71
4.1 引言 71
4.1.1 耐久性设计意义 71
4.1.2 规范对混凝土耐久性要求的演变 71
4.1.3 水工混凝土耐久性设计存在的问题 73
4.2 设计原则、要求、方法、内容与步骤 78
4.2.1 设计原则 78
4.2.2 设计要求 79
4.2.3 设计方法 80
4.2.4 设计内容 82
4.2.5 设计步骤 82
4.3 设计使用年限 83
4.3.1 定义 83
4.3.2 国外建筑物设计使用年限的规定 84
4.3.3 国内建筑物设计使用年限的规定 85
4.3.4 设计使用年限与实际使用寿命的关系 86
4.3.5 设计使用年限确定原则 87
4.4 耐久性极限状态设计 87
4.4.1 定义 87
4.4.2 基于寿命过程的耐久性极限状态 88
4.4.3 港珠澳大桥耐久性极限状态设计 90
4.5 结构耐久性设计 90
4.6 防腐蚀附加措施与辅助措施 93
4.6.1 必要性 93
4.6.2 耐久性附加措施 94
4.6.3 耐久性辅助措施 96
4.6.4 耐久性附加措施与辅助措施组合应用 97
4.6.5 防腐蚀附加措施的检查与维护 97
4.7 施工阶段设计 99
4.8 运行阶段设计 99
4.9 混凝土耐久性设计注意的问题 100
第5章 水工耐久混凝土原材料与配合比 111
5.1 基本要求 111
5.1.1 原材料 111
5.1.2 配合比 111
5.2 材料质量控制 113
5.2.1 水泥 113
5.2.2 矿物掺合料 122
5.2.3 骨料 124
5.2.4 水 130
5.2.5 外加剂 131
5.2.6 纤维 134
5.3 配合比设计 135
5.3.1 配合比设计流程 135
5.3.2 配制强度 137
5.3.3 配合比关键参数 138
5.3.4 配合比设计技术措施与试验参数 143
5.3.5 配合比优化 145
5.3.6 耐久混凝土配合比设计 149
5.3.7 防裂抗裂混凝土配合比设计 157
5.3.8 抗磨蚀混凝土配合比设计 160
5.3.9 抑制碱-骨料反应混凝土配合比设计 161
5.3.10 受多因素耦合作用混凝土配合比设计 162
5.3.11 特殊混凝土配合比设计 163
5.3.12 高性能混凝土配合比设计 166
5.3.13 混凝土中有害物质含量限值与计算 167
5.3.14 混凝土推荐配合比 168
第6章 耐久混凝土施工质量控制与检验评定 171
6.1 耐久混凝土施工质量实现途径 171
6.1.1 施工质量对结构混凝土耐久性的影响 171
6.1.2 耐久混凝土施工质量控制含义 172
6.1.3 施工阶段混凝土耐久性实现途径 172
6.2 施工质量过程控制 173
6.2.1 施工准备阶段 174
6.2.2 混凝土保护层 175
6.2.3 混凝土制备 179
6.2.4 浇筑 188
6.2.5 养护 189
6.3 混凝土施工缺陷与预防措施 193
6.3.1 耐久性能不合格 193
6.3.2 强度不合格 193
6.3.3 外观缺陷 194
6.3.4 保护层质量问题 197
6.4 混凝土质量检验与评定 198
6.4.1 检验项目 198
6.4.2 预拌混凝土出厂检验与交货检验 198
6.4.3 结构实体混凝土质量检验 199
6.4.4 质量评定与评价 202
第7章 水工混凝土裂缝控制 206
7.1 分类 206
7.1.1 按形成原因分类 206
7.1.2 按裂缝出现时间分类 209
7.1.3 按混凝土变形所受约束分类 209
7.1.4 按裂缝危害性分类 211
7.1.5 其他分类方法 212
7.2 裂缝形成原因 213
7.2.1 混凝土的变形与应力特点 213
7.2.2 混凝土结构开裂的原因 214
7.3 混凝土抗裂性能评价 218
7.3.1 抗裂性能评价指标 218
7.3.2 抗裂性能评价试验方法 219
7.4 裂缝控制综合措施 221
7.4.1 影响混凝土收缩的因素 221
7.4.2 混凝土抗裂设计 222
7.4.3 裂缝控制原材料选择 225
7.4.4 裂缝控制综合技术措施 227
第8章 混凝土缺陷修复与在役混凝土延寿技术 232
8.1 常用修补防护材料 232
8.1.1 混凝土类修补材料 232
8.1.2 砂浆类修补材料 232
8.1.3 表面防护材料 232
8.1.4 裂缝修复材料 234
8.1.5 硅烷浸渍材料 234
8.2 混凝土病害与缺陷修复施工 235
8.2.1 表面薄层修补 235
8.2.2 表面防护 235
8.2.3 渗水窨潮处理 236
8.2.4 裂缝修补 237
8.2.5 结构补强加固 241
8.2.6 电化学保护 242
8.2.7 混凝土耐久性能或保护层厚度不合格的补救措施 242
8.2.8 缺陷处理质量检查验收 243
8.3 在役混凝土耐久性检验评定与延寿技术 243
8.3.1 耐久性检验 243
8.3.2 在役混凝土耐久性指标评估 250
8.3.3 混凝土耐久性评定 251
8.3.4 在役混凝土安全鉴定 251
8.3.5 对水工混凝土耐久性病害的再认识 252
8.3.6 在役混凝土延寿技术 255
第9章 保障与提升混凝土耐久性试验研究 259
9.1 刘埠水闸混凝土配合比优化试验研究 259
9.2 三里闸拆建工程混凝土配合比优化试验研究 263
9.3 九乡河闸站工程混凝土配合比优化试验研究 267
9.4 带模养护对混凝土耐久性能和收缩性能影响试验研究 270
9.5 低渗透高密实表层混凝土施工关键技术研究 272
9.6 影响混凝土表面透气性试验研究 277
9.7 超细掺合料对混凝土性能影响试验研究 281
9.8 大掺量矿物掺合料混凝土试验研究 285
9.9 纤维混凝土试验研究 289
9.10水工混凝土耐久性多重防腐策略比较研究 290
第10章 保障与提升水工混凝土耐久性应用实例 292
10.1 刘埠水闸闸墩翼墙排架氯化物环境设计使用年限 50年混凝土施工技术 292
10.2 刘埠水闸胸墙混凝土耐久性提升施工技术 293
10.3 三里闸氯化物和碳化环境设计使用年限 50年混凝土施工技术 297
10.4 九乡河闸站碳化和酸雨环境下设计使用年限 100年高性能混凝土施工技术 301
10.5 金牛山水库泄洪闸翼墙碳化环境下50年设计使用年限提升到100年施工技术 305
10.6 太平庄闸3#闸墩碳化和冻融环境下混凝土耐久性提升技术 307
10.7 三洋港挡潮闸大掺量矿渣粉高性能混凝土施工技术 308
10.8 官宋硼堰工程抗冲磨混凝土应用施工技术 311
10.9 钢筋混凝土构件表面涂层防护延寿技术 312
10.10新洋港闸水上构件修复技术 315
10.11 运东闸消力池滚水堰面和门槽止水座板修复技术 318
10.12混凝土裂缝中压化学灌浆修复技术 320
10.13混凝土裂缝低压化学灌浆修复技术 321
参考文献 323
附录 涉及混凝土耐久性的强制性条文 329