高性能混凝土耐久性及耐久性檢測作業(yè)指導書

高性能混凝土耐久性及耐久性檢測作業(yè)指導書第一節(jié)高性能混凝土概況自高性能混凝土概念的出現(xiàn)至今也只有10余年,不同國家不同學者依照各自的認識實踐、應(yīng)用范圍和目的要求的差異，對高性能混凝土的定義和解釋也不盡相同。不少人認為，高性能混凝土也應(yīng)該是高強混凝土，或者更確切的如美國學者Mehta提出的，高性能混凝土應(yīng)具有高強度（60MPa以上）、高工作度（流態(tài)、可泵）、高體積穩(wěn)定性（硬化過程中不開裂、收縮徐變?。┖透呖?jié)B性（耐久）。1992年法國MalierY.A.認為，高性能混凝土也提出與此相似的強度要求，其特點在于有良好的工作性、高的強度和早期強度、工程經(jīng)濟性高和耐久性好，并將強度超過100MPa并具有良好工作度和其它優(yōu)良特性的混凝土稱為高性能混凝土，而1990年5月，美國國家標準與技術(shù)研究所（NIST）和美國混凝土協(xié)會（ACI）主辦的討論會上，高性能混凝土被定義為具有所要求的性質(zhì)和均勻性的混凝土，靠采用傳統(tǒng)的組分和施工方法（一般的攪拌、澆注和養(yǎng)護方法）是不可能制備出這種混凝土的。HPC所具有的性質(zhì)包括：易于澆注、密實而不離析的工作性；高的并且能夠長期保持的力學性能；高早期強度；高韌性；高體積穩(wěn)定性；在嚴酷的環(huán)境中具有長久的壽命。三年后，加拿大學者Aitcin又闡述了HPC與高強混凝土的不同，指出，高強混凝土就是強度高的混凝土。這正如Birchall和Kelly能夠制造含聚醋酸乙烯酯的超高強水泥基材料制品，但這種材料的耐濕性和耐久性不能令人滿意；同樣Roy和Gouda通過加壓技術(shù)在試驗室制備出470MPa的水泥砂漿，但這種材料根本沒有辦法進行現(xiàn)場澆注，僅強調(diào)強度并不是高性能混凝土特征。高性能混凝土在實際應(yīng)用中，許多情況下強調(diào)的不是抗壓強度，而是要求其它方面的性能。例如，高彈性模量，高密實度，低滲透性或?qū)δ撤N侵蝕破壞的抵抗能力。1992年日本的學者等認為：高性能混凝土應(yīng)具有高工作性（高的流動性、粘聚性與可澆筑性），低溫升、低干縮率、高抗?jié)B性和足夠的強度。在我國，吳中偉則概括地認為，高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，它以耐久性作為設(shè)計的主要指標。針對不同用途要求，高性能混凝土對下列性能有重點地予以保證：耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性、經(jīng)濟性。蒲心誠認為，高性能混凝土應(yīng)具有大流動性，高強度，高耐久性。 一、高性能混凝土的特性與普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下獨特的性能：1．高性能混凝土具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強度，中、低強度亦可。2．高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應(yīng)具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。3．高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。4．高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。概括起來說，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價。 二、高性能混凝土的配備及應(yīng)用1．高性能混凝土的配備原則在高性能混凝土按配合比拌制之前,必須對原材料進行檢驗,尤其要控制好集料,水泥和礦物摻合料的質(zhì)量,主要的技術(shù)指標必須達到施工規(guī)范提出的要求。由于高性能混凝土用水量少,水膠比低,拌合時較稠,因此在具體的操作中,應(yīng)需要采用拌合性能好的攪拌設(shè)備。配制的基本原則是:采用低水膠比,選用優(yōu)質(zhì)原材料,且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細摻料和高效外加劑如硅灰、粉煤灰、礦渣等,并從混凝土拌和物的流動性、施工工藝方面考慮,以獲得高流態(tài)、低離析、質(zhì)量均勻的高強混凝土。粉煤灰能有效地提高混凝土的抗?jié)B性,顯著改善混凝土拌合物的工作性,拌合用水采用無污染、無雜質(zhì)的飲用純凈水。另外,制備高性能混凝土時,各種原材料的計量應(yīng)盡量準確。2．高性能混凝土的應(yīng)用范圍隨著材料科學的不斷發(fā)展,耐久性、養(yǎng)護的難易程度以及建設(shè)的經(jīng)濟性已成為工程建設(shè)的目標.高性能混凝土具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學性能,早期強度高,韌性高和體積穩(wěn)定性好,在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優(yōu)異的耐久性。目前,高性能混凝土廣泛用于很多離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造,包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。另外,由于高性能混凝土可以顯著降低結(jié)構(gòu)的重量,顯著提高受彎構(gòu)件剛度,在預應(yīng)力結(jié)構(gòu)中則可施加更高的預應(yīng)力值,并可利用早強特點提高張拉。并且,高性能混凝土還具有較強的抵抗大氣環(huán)境作用和化學物質(zhì)侵蝕的能力以及耐磨能力,可以廣泛應(yīng)用于露天工程或地下工程以及道路橋梁工程當中。 三、高性能混凝土配合比設(shè)計原則根據(jù)混凝土受力過程及混凝土強度理論。混凝土強度主要受混凝土中水泥石的密實度決定的，即無論是水灰比強度公式、Powers的膠空比理論，還是葛里非斯的脆性材料斷裂理論都是以混凝土中水泥石為研究對象，都是從不同的角度研究混凝土的密實度對混凝土強度的影響。配制高強混凝土的技術(shù)途徑很多，例如：采用化學外加劑、超細礦粉、機械壓實、纖維增強、聚合物增強及蒸壓養(yǎng)護等措施。實現(xiàn)高強混凝土的手段，一般認為是由膠凝材料本身的高強化，增強膠凝材料與集料的界面粘結(jié)力及選擇最佳集料三要素組成。在高耐久混凝土配合比設(shè)計中主要考慮的影響因素有：▲工作性。良好的工作性是使混凝土質(zhì)量均勻、獲得高性能且安全可靠的前提。沒有良好的工作性就不可能有良好的耐久性。高性能混凝土拌和物具有高流動性、可泵性。同時，拌和物還應(yīng)具有體積穩(wěn)定、不離析、不泌水等特性。為了保證施工的質(zhì)量，配制時還要考慮減小流動性損失。影響高性能混凝土拌和物工作性的因素主要有水泥砂漿用量（包括水膠比、膠凝材料用量以及砂率）、集料級配、減水劑品種及用量等；▲強度。影響強度的主要因素有水膠比和礦物細摻料的用量等。受界面的影響，粗集料粒徑、砂率和漿體數(shù)量也會對強度有一定的影響；耐久性。高性能混凝土配制的最終目標主要是優(yōu)良的耐久性，而用于承重結(jié)構(gòu)，則同時強度應(yīng)滿足不同構(gòu)件的要求。因為大多數(shù)造成混凝土劣化的（物理的或化學的）侵蝕都是有害介質(zhì)通過水的滲入而發(fā)生的，所以低滲透性是混凝土的第一道防線。影響混凝土滲透性的主要因素是混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，配制混凝土時，影響耐久性的因素是拌和物的均勻性、穩(wěn)定性，以及硬化混凝土的密實度、中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的形成、界面結(jié)構(gòu)、尺寸穩(wěn)定性和所用原材料的品質(zhì)等。根據(jù)項目的前期研究，認為，對高速鐵路用高耐久混凝土的配制基本原則是是通過降低水膠比、強化水泥石與集料的界面、改善水泥水化產(chǎn)物、降低孔隙率、提高密實度來實現(xiàn)高耐久、高強度、高性能。高耐久的混凝土配合比設(shè)計的基本原則是：▲摻入高效減水劑在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔率，特別是毛細管孔隙率大幅度降低。許多研究表明：當水灰比降低到0.38以下時，消除毛細管孔隙的目標便可以實現(xiàn)。研究與應(yīng)用的實踐表明：大摻量高效減水劑時混凝土在水膠比很低的條件下，仍能具有較大的流動性，可以成型密實，生產(chǎn)強度與耐久性良好的高強與高性能混凝土。配制高強混凝土時，高效減水劑的摻量通常要接近或等于其飽和摻量。超塑化劑應(yīng)通過試驗，根據(jù)與水泥（膠凝材料）的適應(yīng)性，在萘系和多羧酸系的超塑化劑中選擇，必要時復配其他成分，以保證混凝土拌和物大流動度、低坍落度損失等性能。摻量按固體計，為膠凝材料用量的0.5%-2.0%。▲摻入高效活性礦物摻合料摻入活性礦物摻合料的目的在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成，活性礦物摻合料（硅灰、礦渣、粉煤灰等）中含有大量活性氧化硅及活性氧化鋁，它們能和波特蘭水泥水化過程中所產(chǎn)生的游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生二次反應(yīng)，生成強度更高、穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化硅酸鈣，從而達到改善水化凝膠物質(zhì)的組成并消除游離石灰的目的?！途没炷恋呐浜媳葏?shù)的優(yōu)化高耐久混凝土的配合比參數(shù)主要有水膠比、水膠比確定下的漿集比（一定水膠比下的膠凝材料總用量或用水量）、水膠比和漿集比確定下的砂石比（反映一定漿集比下的砂率或粗骨料體積）和超塑化劑用量。這些參數(shù)不是孤立地影響混凝土的個別性能，而是相互制約的。如為了保證高流動性就要用較大的漿集比和砂率。高耐久混凝土配合比設(shè)計的任務(wù)是正確地選擇原材料和配合比參數(shù)，使其中的矛盾得到統(tǒng)一，獲得保證高耐久性的混凝土。水膠比：高強混凝土的強度與水膠比倒數(shù)之間的關(guān)系仍然近似線性，但是斜率變小。水膠比越低，混凝土強度越高。在用水量一定的情況下，水膠比反映的是膠凝材料用量以及其組合。對高強混凝土來說，礦物摻合料對強度的貢獻是不可替代的。水膠比是混凝土配合比設(shè)計的關(guān)鍵，對高耐久混凝土，水膠比應(yīng)根據(jù)混凝土的工作性與強度的要求來確定。漿集比：根據(jù)簡化的模型來看，混凝土是一種兩相材料，即由水泥漿和骨料復合的材料。水泥漿體是骨料的膠結(jié)材，而骨料是非連續(xù)相?？梢哉f，混凝土的滲透性，強度，工作性，尺寸穩(wěn)定性和混凝土的其他性能取決于膠結(jié)材/骨料之比和兩相材料各自的質(zhì)量。水膠比確定下，膠凝材料用量就反映了水泥漿體和集料的比例，即漿集比。漿集比主要影響混凝土的工作性，因而也影響混凝土耐久性，在一定程度上還影響強度、彈性模量和干縮率。高耐久混凝土特點是流動性大、強度高、水膠比小，為保證混凝土具有足夠的流動性，就要求有較大的膠凝材料用量。隨著漿集比的增大，混凝土的彈性模量會有所下降，混凝土的收縮也會有所增加。從耐久性角度來看，必須有足夠的漿體濃度和數(shù)量，得到良好的工作性，才能保證混凝土的耐久性。砂率：在水泥漿量一定的情況下，砂率對混凝土的主要影響是工作性。HFS-HPC由于用水量很小，砂漿量要由增加砂率來補充，砂率宜較大。據(jù)日本資料介紹，平均坍落度每提高20mm，砂率應(yīng)增加1%，而強度并無明顯變化。砂率的大小與砂的粗細、級配和石子的粒徑、級配有關(guān)。當砂子的細度模數(shù)大而石子最大粒徑小時，應(yīng)減小石子用量。砂率的選擇可用砂漿富裕系數(shù)來計算。計算的原則是用砂漿填充石子空隙并保證一定的富裕量。與普通混凝土相比，HPC的配合比特點是：低水膠比，膠凝材料用量大，漿集比大，砂率大，粗集料量小。根據(jù)以上應(yīng)用的高耐久混凝土的配合比設(shè)計原則，可以首先采用砂漿進行力學性能優(yōu)化試驗，采用水泥漿體進行流動性試驗與流動度損失試驗，提出如下的混凝土配合比具體設(shè)計步驟使混凝土獲得預期的高耐久、高流動度、高強等性能。 四、原材料選用要求1．水泥采用品質(zhì)穩(wěn)定、強度等級不低于42.5級的低堿硅酸鹽水泥或低堿普通硅酸鹽水泥（摻合料僅為粉煤灰或磨細礦碴），禁止使用其它品種水泥。品質(zhì)應(yīng)符合GB175-2007規(guī)定：水泥的比表面積不宜超過350m2/kg，堿含量不應(yīng)超過0.60%，游離氧化鈣含量不應(yīng)超過1.5%，水泥熟料中C3A的含量不宜超過8%(強腐蝕環(huán)境下不應(yīng)大于5%)，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之間的水泥。2．粗骨料選用質(zhì)地堅硬、級配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，壓碎指標不應(yīng)大于10%，母巖立方體抗壓強度與梁體混凝土設(shè)計強度之比應(yīng)大于2，含泥量小于0.5%，針、片狀顆粒含量不大于5%，顆粒盡量接近等徑狀。（1）粗骨料粒徑宜為5～20mm，且分兩級儲存、運輸、計量，5～10mm顆粒質(zhì)量占（40±5）%，10～20mm顆粒質(zhì)量占（60±5）%。（2）選用粗骨料無堿活性（因條件所限不得不采用堿—硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為0.10～0.20%的活性骨料時，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過3.0kg/m3）。3．細骨料（1）細骨料應(yīng)選擇級配合理、質(zhì)地均勻堅固的天然中粗砂（不宜使用機制砂和山砂，嚴禁使用海砂），細度模數(shù)2.6～3.0。（2）（3）選用無堿活性砂（因條件所限不得不采用堿—硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為0.10～0.20%的活性骨料時，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過3.0kg/m3）。4．礦物摻和料適當摻用優(yōu)質(zhì)Ⅰ級粉煤灰、磨細礦渣、微硅粉等礦物摻和料或復合礦物摻和料，Ⅰ級粉煤灰和磨細礦渣粉分別應(yīng)符合GB1596和GB/T18046的規(guī)定，Ⅰ級粉煤灰需水量比不應(yīng)大于100%，磨細礦渣比表面積應(yīng)大于450m2/kg。礦物摻和料摻量不超過水泥用量的30%，粉煤灰與磨細礦渣復合使用時，兩者之比為1：1。5．專用復合外加劑采用具有高效減水、適當引氣、能細化混凝土孔結(jié)構(gòu)、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的專用復合外加劑，盡量降低拌合水用量，專用復合外加劑必須滿足專用復合外加劑的規(guī)定。6．拌合及養(yǎng)護用水用水采用飲用水，并且應(yīng)符合國家現(xiàn)行《混凝土拌合用水標準》（JGJ63）的要求。 五、高性能混凝土施工工藝控制及要求 1．高性能混凝土拌合⑴混凝土的拌合采用兩套配有一個砂斗，兩個石料斗、四個膠凝材料罐的全自動計量強制式混凝土攪拌站進行。⑵各種計量裝置經(jīng)法定計量部門定期鑒定,并在每次開盤前，均應(yīng)進行校核。原材料稱量的允許偏差：細、粗集料為±2%；其它為±1%（均以質(zhì)量計）。⑶混凝土的拌合時間：2-3min。⑷混凝土拌合物入模前進行含氣量測試，并控制在2～4%2．高性能混凝土輸送⑴高性能混凝土采用混凝土輸送泵輸送。泵送混凝土應(yīng)連續(xù)進行，輸送時間間隔不大于45min，且坍落度損失不大于10%。⑵當混凝土坍落度較低時，不準在料斗內(nèi)加水攪拌。⑶輸送泵接料斗格網(wǎng)上不得堆滿混凝土，要控制供料流量，及時清除超徑的骨料及異物。⑷冬季施工時宜用保溫材料包扎輸送管防止混凝土受凍。⑸夏季高溫施工時宜用濕草袋等覆蓋輸送管，防止因輸送管道溫度過高造成高性能混凝土坍落度損失過大影響施工，直至造成混凝土堵管。3．高性能混凝土澆筑⑴混凝土的澆筑方法采用混凝土拖式輸送泵澆筑。⑵混凝土澆注時的自由傾落高度不得大于2m；混凝土的一次攤鋪厚度不宜大于400mm。⑶混凝土的入模溫度為5～30℃，夏季氣溫較高時采用冷卻水拌合混凝土，使其入模溫度符合要求。模板的溫度為5～35℃，夏季氣溫較高時采用冷卻水噴灑模板，并采取遮蔭措施。⑷橋面施工時盡量減少暴露的工作面，每段澆筑完成后立即抹平進入養(yǎng)護程序。⑸泵送混凝土施工工藝按照JG/T3064《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》執(zhí)行。⑹為確保混凝土結(jié)構(gòu)保護層的厚度符合設(shè)計要求，本工程所有混凝土結(jié)構(gòu)均采用定制保護層定位夾（塊），其尺寸及形狀符合設(shè)計要求，布置原則為4個/m2，呈梅花形布置，固定牢固?；炷两Y(jié)構(gòu)保護層的厚度允許偏差為＋5mm，并采用鋼筋保護層厚度檢測儀進行檢測。⑺每次澆筑混凝土采取兩臺輸送泵同時進行，澆筑時間控制在6h內(nèi)，保證混凝土在達到初凝時間之前澆筑完成。⑻混凝土的澆筑應(yīng)盡量選擇在一天中氣溫適宜時進行，并應(yīng)連續(xù)進行，一次澆筑完畢。⑼混凝土的澆筑順序應(yīng)嚴格按照設(shè)計要求進行，預制箱梁采取斜向分段、水平分層、對稱連續(xù)澆注的方式進行。澆筑時，先澆筑腹板下部混凝土，然后澆筑底板混凝土，再澆注腹板上部混凝土，最后澆筑頂板混凝土。4．高性能混凝土振搗所有混凝土一經(jīng)灌注，立即進行全面的搗實，使之形成密實、均勻的整體。混凝土的密實采用高頻插入式振搗棒和附著式振動器聯(lián)合振搗的方式進行。混凝土振搗采用操作臺統(tǒng)一控制，操作臺由專人負責，統(tǒng)一指揮，嚴格控制振動時間及振動順序。5．混凝土養(yǎng)護控制控制混凝土的各種溫度主要是為了防止溫差過大引起混凝土產(chǎn)生裂縫?；炷琉B(yǎng)護要注意濕度和溫度兩個方面。養(yǎng)護不僅是澆水保濕，還要注意控制混凝土的溫度變化。在濕養(yǎng)護的同時，應(yīng)該保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度和所接觸的大氣溫度之間不出現(xiàn)過大的差異。采取保溫和散熱的綜合措施，可以防止溫降和溫差過大。因此，綜合考慮，蒸汽養(yǎng)護能較好地解決以上兩個方面的問題?；炷翜囟瓤刂频脑瓌t是：▲生溫不要太早和太高；▲降溫不要太快；▲混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間以及混凝土表面和大氣之間的溫差不要太大。溫度控制的方法和制度要根據(jù)氣溫（季節(jié)）、混凝土內(nèi)部溫度、構(gòu)件尺寸、約束情況、混凝土配合比等具體條件來確定。（1）預制梁蒸養(yǎng)采用可移動和升降的養(yǎng)護棚內(nèi)進行，混凝土養(yǎng)生過程采取在混凝土內(nèi)部埋設(shè)溫度傳感器利用溫度自動監(jiān)控儀，并編制溫度監(jiān)控程序，對混凝土內(nèi)部溫度、養(yǎng)護溫度及環(huán)境溫度進行全過程自動報警監(jiān)控。預制梁蒸汽養(yǎng)護分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。靜停期間保持棚內(nèi)溫度5℃以上，灌注完4h后開始升溫，升溫速度不大于10℃/h，恒溫時蒸汽溫度不超過45℃，梁體芯部混凝土溫度不超過60℃，降溫速度不大于10℃/h，整個養(yǎng)護過程控制梁體芯部與表層、表層與環(huán)境溫差不超過15℃。（2）自然養(yǎng)護采用草袋或麻袋覆蓋灑水，并在其上覆蓋塑料薄膜養(yǎng)護，梁體灑水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土表面充分潮濕為度。當環(huán)境相對濕度小于60%時，養(yǎng)護不少于28d；相對濕度在60%以上時，養(yǎng)護不少于14d。當環(huán)境溫度低于5℃時，采取噴涂養(yǎng)護劑和塑料膜覆蓋保溫聯(lián)合養(yǎng)護工藝，禁止對混凝土灑水，暴露于大氣中的新澆混凝土應(yīng)及時噴涂養(yǎng)護劑，混凝土噴涂的養(yǎng)護劑與混凝土表面溫度之差不大于15℃，養(yǎng)護劑應(yīng)符合《水泥混凝土養(yǎng)護劑（JC901-2002）的要求。六、保證高性能混凝土施工質(zhì)量的具體對策1、嚴格控制高性能混凝土的拌制和運輸高性能混凝土拌制前,嚴格按照施工配合比進行準確計量。在具體的施工配備中,即使攪拌設(shè)備上裝有先進的含水量測定及控制設(shè)備,操作人員也應(yīng)該認真操作,在其稠度發(fā)生波動時,及時加以調(diào)整,從根源上確保高性能混凝土的特性。攪拌前嚴格測定粗細骨料的含水率,及時調(diào)整施工配合比。對于高性能混凝土運輸設(shè)備限定,則應(yīng)根據(jù)具體建筑工程的結(jié)構(gòu)特點和工程量的大小以及道路氣候狀況等各種因素綜合考慮后確定,在運輸過程中還要盡可能保持混凝土的均勻性。運輸時間應(yīng)保證混凝土在初凝前澆入模板內(nèi)并振搗密實。要求道路盡可能平坦且運距盡可能短,最大限度上減少混凝土的轉(zhuǎn)運次數(shù),確保高性能混凝土特性在具體施工中的正常發(fā)揮。2、高性能混凝土的科學合理澆筑混凝土的澆筑質(zhì)量好壞直接關(guān)系到具體道路橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性。澆筑一般包括布料、攤平、搗實、抹面和修整等諸多工序,混凝土澆筑工作十分關(guān)鍵,所澆混凝土必須均勻密實且強度符合施工的具體要求,保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何尺寸準確,鋼筋和預埋件位置準確,拆摸后混凝土表面平整光潔。同時,還要正確留置施工縫,采用分層連續(xù)澆筑,嚴格控制所澆混凝土的入模溫度。在澆筑過程中,采用插入式高頻振搗器按要求振搗密實。加強檢查支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性,澆筑后按照工藝仔細抹面壓平,嚴禁灑水。3、保證水化反應(yīng)的正常進行此外,保證水化反應(yīng)的正常進行是保證高性能混凝土高性能的重要工藝措施,溫度的高低直接影響水泥水化的速度,而濕度則嚴重影響水泥水化的能力。因此,要嚴格控制溫度和濕度條件,保證混凝土的水化反應(yīng)在適宜的環(huán)境條件下進行,確保高性能混凝土在施工中的使用功能。七、高性能鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋與混凝土的優(yōu)點，造價較低，且一直被認為是一種非常耐久性的結(jié)構(gòu)形式，其應(yīng)用范圍非常廣泛。然而，從混凝土應(yīng)用于建筑工程至今的150年間，大量的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于各種各樣的原因而提前失效，達不到預定的服役年限。這其中有的是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗力不足造成的，有的是由于使用荷載的不利變化造成的，但更多的是由于結(jié)構(gòu)的耐久性不足導致的。特別是沿海及近海地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，由于海洋環(huán)境對混凝土的腐蝕，尤其是鋼筋的銹蝕而造成結(jié)構(gòu)的早期損壞，喪失了結(jié)構(gòu)的耐久性能，已成為實際工程中的重要問題。早期損壞的結(jié)構(gòu)需要花費大量的財力進行維修補強，甚至造成停工停產(chǎn)的巨大經(jīng)濟損失。耐久性失效是導致混凝土結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)下失效的最主要原因。國內(nèi)外統(tǒng)計資料表明，由于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性病害而導致的損失是巨大的，并且耐久性問題越來越嚴重。結(jié)構(gòu)耐久性造成的損失大大超過了人們的估計。國外學者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重要性，即設(shè)計階段對鋼筋防護方面節(jié)省1美元，那么就意味著：發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時采取措施將追加維修費5美元；混凝土表面順筋開裂時采取措施將追加維修費25美元；嚴重破壞時采取措施將追加維修費125美元。因此，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題是一個十分重要也是迫切需要加以解決的問題，通過開展對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究，一方面能對已有的建筑結(jié)構(gòu)物進行科學的耐久性評定和剩余壽命預測，以選擇對其正確的處理方法；另一方面可對新建項目進行耐久性設(shè)計，揭示影響結(jié)構(gòu)壽命的內(nèi)部與外部因素，從而提高工程的設(shè)計水平和施工質(zhì)量。因此，它既有服務(wù)于服役結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實意義，又有指導待建結(jié)構(gòu)進行耐久性設(shè)計的理論意義，同時，對于豐富和發(fā)展鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度理論也具有一定的理論價值。1．混凝土碳化（1）所謂混凝土的碳化是指空氣中二氧化碳與水泥石中的堿性物質(zhì)相互作用，使其成分、組織和性能發(fā)生變化，使用機能下降的一種很復雜的物理化學過程。影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素很多，其中混凝土碳化是一個重要的因素。通常情況下，早期混凝土具有很高的堿性，其PH值一般大于12.5，在這樣高的堿性環(huán)境中埋置的鋼筋容易發(fā)生鈍化作用，使得鋼筋表面產(chǎn)生一層鈍化膜，能夠阻止混凝土中鋼筋的銹蝕。但當有二氧化碳和水汽從混凝土表面通過孔隙進入混凝土內(nèi)部時，和混凝土材料中的堿性物質(zhì)中和，從而導致了混凝土的PH值的降低。當混凝土完全碳化后，就出現(xiàn)PH<1這種情況，在這種環(huán)境下，混凝土中埋置鋼筋表面的鈍化膜被逐漸破壞，在其它條件具備的情況下，鋼筋就會發(fā)生銹蝕。鋼筋銹蝕又將導致混凝土保護層開裂、鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力破壞、鋼筋受力截面減少、結(jié)構(gòu)耐久性能降低等一系列不良后果。由此可見，進行混凝土的碳化規(guī)律分析，研究由碳化引起的混凝土化學成分的變化以及混凝土內(nèi)部碳化的進行狀態(tài)，對于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究具有重要的意義。（2）混凝土碳化的機理混凝土的基本組成是水泥、水、砂和石子，其中的水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，生成的水化物自身具有強度(稱為水泥石)，同時將散粒狀的砂和石子粘結(jié)起來，成為一個堅硬的整體。在混凝土的硬化過程中，約占水泥用量的三分之一將生成氫氧化鈣(Ca(OH)2)，此氫氧化鈣在硬化水泥漿體中結(jié)晶，或者在其空隙中以飽和水溶液的形式存在。因為氫氧化鈣的飽和水溶液是PH值為12.6的堿性物質(zhì)，所以新鮮的混凝土呈堿性。然而，大氣中的二氧化碳卻時刻在向混凝土的內(nèi)部擴散，與混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生作用，生成碳酸鹽或者其它物質(zhì)，從而使水泥石原有的強堿性降低，PH值下降到8.5左右?；炷撂蓟闹饕瘜W反應(yīng)式如下：CO2+H2O?H2CO3(1-1)Ca(OH)2+H2CO3?CaCO3+2H2O(1-2)（3）影響混凝土碳化的因素混凝土的碳化是伴隨著CO2氣體向混凝土內(nèi)部擴散，溶解于混凝土孔隙內(nèi)的水，再與各水化產(chǎn)物發(fā)生碳化反應(yīng)這樣一個復雜的物理化學過程。研究表明，混凝土的碳化速度取決于CO2氣體的擴散速度及CO2與混凝土成分的反應(yīng)性。而CO2氣體的擴散速度又受混凝土本身的組織密實性、CO2氣體的濃度、環(huán)境濕度、試件的含水率等因素的影響。所以碳化反應(yīng)受混凝土內(nèi)孔溶液的組成、水化產(chǎn)物的形態(tài)等因素的影響。這些影響因素可歸結(jié)為與混凝土自身相關(guān)的內(nèi)部因素和與環(huán)境相關(guān)的外界因素。對于服役結(jié)構(gòu)物來說，由于其內(nèi)部因素已經(jīng)確定，因此影響其碳化速度的主要因素是外部因素，如CO2的濃度、環(huán)境溫度和濕度。概況地說，混凝土碳化的影響因素為：混凝土本身的密實度：混凝土密實度越大，碳化速度越慢；二氧化碳的濃度：二氧化碳濃度越大碳化速度越快比；環(huán)境溫度：環(huán)境溫度越高，碳化速度越快；環(huán)境濕度：環(huán)境相對濕度在50～70％時，碳化速度最快。（4）混凝土的碳化規(guī)律國內(nèi)外學者對混凝土碳化進行了深入的研究，在分析碳化試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，國內(nèi)外公認的碳化深度D與碳化時間t的關(guān)系式為：(1-3)式中，a為碳化速度系數(shù)；D為混凝土碳化深度（mm）；t為測定D的碳化時間（年）。碳化速度系數(shù)體現(xiàn)了混凝土的抗碳化能力，它不僅與混凝土的水灰比、水泥品種、水泥用量、養(yǎng)護方法、孔尺寸與分布有關(guān)，而且還與環(huán)境的相對濕度、溫度及二氧化碳濃度有關(guān)。碳化規(guī)律應(yīng)用1——自然銹蝕和快速碳化之間的關(guān)系。(1-4)式中，D1、D2分別為測得的和要預測的混凝土碳化深度；C1、C2為測定D1和預測D2時的碳化濃度；t1、t2為測定D1和預測D2時的碳化時間。例1-1：某混凝土結(jié)構(gòu)物在建造時，為了估計二氧化碳侵入混凝土結(jié)構(gòu)的速度，預留了混凝土試塊進行混凝土快速碳化試驗。碳化箱濃度是結(jié)構(gòu)物實際環(huán)境二氧化碳濃度的400倍，混凝土試塊在放入碳化箱5天后測得其碳化深度為10mm。試問：實際結(jié)構(gòu)使用30年后的碳化深度。解：已知D1=10mm;t2=30×365天；t1=5天；C2/C1=1/400；則：D2=10×[30×365/（5×400）]=23.4（mm）.碳化規(guī)律應(yīng)用2——自根據(jù)實測碳化深度推測以后情況式中，D1、D2分別為測得的和要預測的混凝土碳化深度；t1、t2為測定D1和預測D2時的碳化時間。例1-2：某結(jié)構(gòu)物使用10年以后測其碳化深度為15mm，試問:該結(jié)構(gòu)物使用30年后的碳化深度。解:已知D1=15mm;t1=10年;t2=30年;則:D2=15(30/10)=26(mm).（5）碳化深度和混凝土強度之間的關(guān)系分析混凝土強度是確定混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的基本參數(shù)，它隨時間的變化規(guī)律是建立服役結(jié)構(gòu)抗力變化模型的基礎(chǔ)。一般來說，混凝土強度在初期隨時間增大，但增長速度逐漸減慢，在后期則隨時間下降。在對服役結(jié)構(gòu)的抗力進行評價時，所關(guān)心的是結(jié)構(gòu)在經(jīng)過一個服役期后，混凝土強度是高于設(shè)計強度還是低于設(shè)計強度，具體值又是多少，這些問題是服役結(jié)構(gòu)抗力評價需要解決的問題。一般大氣環(huán)境下混凝土的腐蝕主要是碳化腐蝕。碳化降低混凝土的堿性，隨著時間的推移，碳化的發(fā)展使混凝土失去對鋼筋的保護作用，從而引起鋼筋銹蝕；另一方面，隨著時間的變化，碳化對混凝土強度本身也有一定的影響。為了了解碳化后混凝土本身強度的變化，須進行混凝土的抗壓和劈拉試驗。2．氯離子對混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕我國海域遼闊，海岸線很長，大規(guī)模的基本建設(shè)都集中于沿海地區(qū)，而海邊的混凝土工程由于長期受氯離子侵蝕，混凝土中的鋼筋銹蝕現(xiàn)象非常嚴重，已建的海港碼頭等工程多數(shù)都達不到設(shè)計壽命的要求。在我國北方地區(qū)，為保證冬季交通暢行，向道路、橋梁及城市立交橋等撒除冰鹽，大量使用的氯化鈉和氯化鈣，使得氯離子滲入混凝土，引起鋼筋銹蝕破壞。我國還有廣泛的鹽堿地，腐蝕條件更為苛刻。在1991年召開的第二屆國際混凝土耐久性會議上，Mehta教授在《混凝土耐久性－五十年進展》主旨報告中指出：“當今世界混凝土破壞原因，按重要性遞減順序排列是：鋼筋銹蝕、凍害、物理化學作用?！倍鴣碜院Ｑ蟓h(huán)境和使用防冰鹽中的氯離子，又是造成鋼筋銹蝕的主要原因。（1）氯離子對混凝土的作用機理①破壞鈍化膜水泥水化的高堿性使混凝土內(nèi)鋼筋表面產(chǎn)生一層致密的鈍化膜。以往的研究認為該鈍化膜是由鐵的氧化物構(gòu)成，最近研究表明，該鈍化膜中含有Si-O鍵，對鋼筋有很強的保護能力。然而，此鈍化膜只有在高堿性環(huán)境中才是穩(wěn)定的，當PH<11.5時，鈍化膜就開始不穩(wěn)定；當PH<9.88時，鈍化膜生成困難或已經(jīng)生存的鈍化膜逐漸破壞。Cl－是極強的去鈍化劑，Cl－進入混凝土到達鋼筋表面，吸附于局部鈍化膜處時，可使該處的PH值迅速降低，可使鋼筋表面PH值降低到4以下，破壞了鋼筋表面的鈍化膜。②形成腐蝕電池如果在大面積的鋼筋表面上具有高濃度氯化物，則氯化物所引起的腐蝕可能使均勻腐蝕。但是，在不均質(zhì)的混凝土中，常見的局部腐蝕。Cl－對鋼筋表面鈍化膜的破壞發(fā)生在局部，使這些部位露出了鐵基體，與尚完好的鈍化膜區(qū)域形成單位差，鐵基體作為陽極而受腐蝕，大面積鈍化膜區(qū)域作為陰極。腐蝕電池作用的結(jié)果使，在鋼筋表面產(chǎn)生蝕坑，由于大陰極對應(yīng)于小陽極，蝕坑發(fā)展十分迅速。③去極化作用Cl－不僅促成了鋼筋表面的腐蝕電池，而且加速了電池的作用。Cl－與陽極反應(yīng)產(chǎn)物Fe2+結(jié)合生成FeCl2，將陽極產(chǎn)物及時地搬運走，使陽極過程順利進行甚至加速進行。通常把使陽極過程受阻稱作陽極極化作用，而加速陽極極化作用稱作去極化作用，Cl－正是發(fā)揮了陽極去極化作用。在氯離子存在的混凝土中，鋼筋的銹蝕產(chǎn)物中是很難找到FeCl2存在，這是由于FeCl2是可溶的，在向混凝土內(nèi)擴散時，遇到OH－就能生成Fe(OH)2沉淀，再進一步氧化成鐵的氧化物，就是通常說的鐵銹。由此可見，Cl－起到了搬運的作用，卻并不被消耗，也就是說，凡是進入混凝土中的Cl－，會周而復始的起到破壞作用，著也是氯離子危害的特點之一。④導電作用腐蝕電池的要素之一是要有離子通路，混凝土中Cl－的存在，強化了離子通路，降低了陰陽極之間的歐姆電阻，提高了腐蝕電池的效率，從而加速了電化學腐蝕過程。氯化物還提高了混凝土的吸濕性，這也能減小陰陽極之間的歐姆電阻。（2）氯離子侵蝕模型①基本模型——Fick第二定律通常，氯離子的侵入是以幾種侵入方式的組合而作用的，另外還受到氯離子與混凝土材料之間的化學結(jié)合、物理粘結(jié)、吸附等作用的影響。而對應(yīng)特定的條件，其中一種侵蝕方式是主要的。目前有一些對各種機理全面考慮的模型，但是由于模型中的一些參數(shù)很難確定，有些只能從定性上加以描述，其實用性還需要繼續(xù)探討。盡管氯離子在混凝土中傳輸機理很復雜，在許多情況下，擴散仍然被認為是一個主要的傳輸方式之一。對于現(xiàn)有的沒有開裂且水灰比不太低的結(jié)構(gòu)，大量的檢測結(jié)果表明氯離子的濃度可以認為是一個線性的擴散過程，這個擴散過程一般引用Fick第二定律。Fick第二定律很方便地將氯離子的擴散濃度、擴散系數(shù)與擴散時間聯(lián)系起來，可以直觀地體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的耐久性。由于Fick第二定律的簡潔性及與實測結(jié)果之間較好的吻合性，現(xiàn)在它已經(jīng)成為預測氯離子在混凝土中擴散的經(jīng)典方法。選擇Fick第二擴散定律也是基于一種經(jīng)驗的假定，因為它的模型可以很好地擬合結(jié)構(gòu)的實測結(jié)果。假定混凝土中的孔隙分布是均勻的，氯離子在混凝土中擴散是一維擴散行為，濃度梯度僅沿著暴露表面到鋼筋表面方向變化，F(xiàn)ick第二定律可以表示為：式中：Ccl－氯離子濃度（％），一般以氯離子占水泥或混凝土重量百分比表示； t－時間（年）；x－位置（cm）；Dcl－擴散系數(shù)。Fick第二定律的解取決于問題的邊界條件。②氯離子侵蝕模型混凝土結(jié)構(gòu)在經(jīng)過相當長時間的使用后，表面基本達到飽和，在穩(wěn)定的使用環(huán)境中不會發(fā)生太大的變化，因此可以假定混凝土結(jié)構(gòu)表面氯離子濃度恒定。另外，假定混凝土結(jié)構(gòu)相對暴露表面為半無限介質(zhì)，在任一時刻，相對暴露表面的無限遠處的氯離子濃度治為初始濃度。那么相應(yīng)初始條件可以寫為：

Ccl（x,0）=0邊界條件：式中：Cs為混凝土表面的氯離子濃度；Co為氯離子初始濃度。根據(jù)初始條件和邊界條件，可以得到下式的解為：式中：Cx.,t為t時刻x深度處的氯離子濃度；erf()為誤差函數(shù)，（3）氯離子擴散影響因素①擴散系數(shù)氯離子擴散系數(shù)是反應(yīng)混凝土耐久性的重要指標。一般通過建立擴散深度和實測濃度的關(guān)系，然后根據(jù)Fick定律擬合氯離子的擴散系數(shù)。氯離子的擴散系數(shù)不僅和混凝土材料的組成，內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的數(shù)量和特征、水化程度等內(nèi)在因素有關(guān)系，同時也受到外表因素的影響，包括溫度、養(yǎng)護齡期、摻合料的種類和數(shù)量、誘導鋼筋腐蝕的氯離子的類型等。②混凝土中Cl－的臨界值尚不致引起鋼筋去鈍化的鋼筋周圍混凝土空隙液的游離Cl－的最高濃度，被成為混凝土氯化物的臨界濃度。這是一個十分重要的指標，但是因為影響因素很多，既受到混凝土成份、組織與環(huán)境條件的影響，而且氯化物濃度也還沒有一個嚴格統(tǒng)一的標準方法，所以目前尚無統(tǒng)一的定論。但是，有一點是很清楚的，即鋼筋腐蝕危險隨混凝土氯化物含量增大而增加，當氯化物含量超過氯化物臨界濃度是，只要其它必要條件已經(jīng)具備，就會發(fā)生很嚴重的鋼筋腐蝕。③表面氯離子濃度氯離子的擴散是由于氯離子的濃度差引起，表面濃度越高，內(nèi)外部氯離子濃度差越大，氯離子擴散至混凝土內(nèi)部的氯離子會越多。而結(jié)構(gòu)表面的氯離子除了與環(huán)境條件有關(guān)外，還與混凝土自身材料對氯離子的吸附性能有關(guān)。④混凝土保護層厚度混凝土保護層厚度為鋼筋免于腐蝕提供了一道堅實的屏障，混凝土保護層厚度越大，則外界腐蝕介質(zhì)達到鋼筋表面所需的時間越長，混凝土結(jié)構(gòu)就越耐久。理論上混凝土保護層越厚，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性就越好。但實際上，過厚的保護層在硬化過程中，其收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力得不到鋼筋的控制，很容易產(chǎn)生裂縫，裂縫的產(chǎn)生會大大削弱混凝土保護層的作用。一般情況下，混凝土保護層厚度不應(yīng)超過相關(guān)規(guī)定要求，具體尺寸應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計而定。3．混凝土的凍害（1）混凝土凍害機理在拌制混凝土時，為了得到必要的和易性，加入的拌和水總要多于水泥的水化水，這部分多于的水便以游離水的形式滯留于混凝土中形成連通的毛細孔，并占有一定的體積。這種毛細孔的自由水就是導致混凝土遭受凍害的主要因素，因為水遇冷凍結(jié)冰會發(fā)生體積膨脹，引起混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。當處于飽和水狀態(tài)時，毛細孔中水結(jié)冰，膠凝孔中的水處于過冷狀態(tài)。因為混凝土孔隙中水的冰點隨孔徑的減小而降低，膠凝孔中形成冰核的溫度在-78oC以下。膠凝孔中處于過冷狀態(tài)的水分子因為其蒸汽壓高于同溫度下冰的蒸汽壓而向壓力毛細孔中冰的界面處滲透，于是在毛細孔中又產(chǎn)生一種滲透壓力。此外膠凝水向毛細孔滲透的結(jié)果必然使毛細孔中的冰體積進一步膨脹。由此可見，處于飽和狀態(tài)的混凝土受凍時，其毛細孔壁同時承受膨脹壓和滲透壓兩種壓力。當這兩種壓力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就會開裂。在反復凍融循環(huán)后，混凝土中的裂縫會互相貫通，其強度也會逐漸降低，最后甚至完全喪失，使混凝土又表及里遭受破壞。（2）主要影響因素①混凝土水灰比直接影響混凝土的孔隙率及孔結(jié)構(gòu)。隨著水灰比的增加，不僅飽和水的開孔總體積增加，而且平均孔徑也增加，在凍融過程中產(chǎn)生的冰脹壓力和滲透壓力就大，因而混凝土的抗凍性必然降低。②含氣量含氣量也是影響混凝土抗凍性的主要影響因素，特別是加入引氣劑形成的微細孔對提高混凝土抗凍性尤為重要，因為這些互不連通的微細氣孔在混凝土受凍初期能使毛細孔中的靜水壓力減小，即起到減壓作用。在混凝土受凍結(jié)冰過程中，這些孔隙可以阻止或抑制水泥漿中微小冰體的形成。③混凝土飽水狀態(tài)混凝土的凍害與其孔隙的飽水程度緊密相關(guān)。一般認為含水量小于孔隙總體積的91.7％就不會產(chǎn)生凍結(jié)膨脹壓力。該數(shù)值被稱為極限飽水度。在混凝土完全飽水狀態(tài)下，其凍結(jié)膨脹壓力最大。由于混凝土表面層含水率通常大于其內(nèi)部的含水率，且受凍時表面的溫度又低于內(nèi)部的溫度，所以，凍害往往是由表層開始逐步深入發(fā)展的。④混凝土受凍齡期混凝土的抗凍性隨其齡期的增長而提高。因為齡期越長水泥水化就越充分，混凝土強度越高，抵抗膨脹的能力就越大，這一點對早期受凍的更為重要。4．混凝土的堿－集料反應(yīng)堿－集料反應(yīng)是指混凝土中的堿與集料中的活性組分之間發(fā)生的破壞性膨脹反應(yīng)，是影響混凝土耐久性最主要的因素之一。該反應(yīng)不同于其它混凝土病害，其開裂破壞是整體性的，且目前沒有有效的修補方法，而其中的堿－碳酸鹽反應(yīng)的預防尚無有效的措施。由于堿－集料造成的混凝土開裂破壞難以被阻止，因而被成為混凝土的“癌癥”。半個多世紀以來，堿－集料反應(yīng)已經(jīng)在全世界近二十多個國家造成了嚴重的損失。（1）堿－集料反應(yīng)機理堿－集料反應(yīng)是混凝土中某些活性礦物集料與混凝土孔隙中的堿性溶液之間的發(fā)生的反應(yīng)。可見，促使這類反應(yīng)發(fā)生必須具備三個條件，即在混凝土中同時存在活性礦物集料（活性二氧化硅、白云質(zhì)類石灰?guī)r或粘土質(zhì)頁巖等）、堿性溶液（KOH、NaOH）和水。在水泥水化生成物中，除了C2S、C3S、S3A和C4AF之外，還有少量的Ca(OH)2，與集料中的鉀長石或鈉長石反應(yīng)會置換出KOH和NaOH。在水泥水化反應(yīng)初期，于集料顆粒四周形成C-S-H凝膠及Ca(OH)2附著層，然后Ca(OH)2與長石反應(yīng)置換出KOH和NaOH，形成發(fā)生堿－集料反應(yīng)的一個必要條件?；炷林械幕钚怨橇吓c混凝土中的堿－集料發(fā)生反應(yīng)：KOH和NaOH濃度較低時，不足以引氣混凝土的破壞，一般認為當含堿量小于0.6％時，可不考慮堿－集料反應(yīng)。當KOH或NaOH濃度較高時，KOH或NaOH不僅能中和二氧化硅顆粒表面及微孔中的氫離子，還會破壞O-S-O之間的結(jié)合鍵，時二氧化硅顆粒結(jié)果松散，并使這一反應(yīng)不斷向顆粒內(nèi)部深入形成堿硅膠。這種堿硅膠會吸收微孔中的水分，發(fā)生體積膨脹。在周圍水泥漿已經(jīng)硬化的情況下，這種體積膨脹會受到約束，產(chǎn)生一定的膨脹壓力。當該壓力超過水泥漿抗拉強度時，就會引氣混凝土開裂，時混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。該反應(yīng)引氣的體積膨脹量與混凝土中的含水量有關(guān)系，水分充足時，體積可增大三倍。因此，為了減少這種膨脹壓力，必須防止水分由外部滲入混凝土孔隙中，即對混凝土結(jié)構(gòu)予以放水處理。（2）堿－集料反應(yīng)發(fā)生條件堿－集料反應(yīng)是混凝土組成中的水泥、外加劑、摻合料或拌合水中的可溶性堿，和混凝土空隙中及集料中能與堿反應(yīng)的活性成分在硬化混凝土中逐漸發(fā)生的一種化學反應(yīng)。不論是堿－硅酸反應(yīng)和堿－碳酸反應(yīng)，必須同時具備如下三種條件才能發(fā)生堿－集料反應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)造成損壞：配制混凝土時由水泥、集料（海砂）、外加劑和拌合水中帶進混凝土中一定數(shù)量的堿，或者混凝土處于有利于堿滲入的環(huán)境；有一定數(shù)量的堿活性集料；潮濕環(huán)境，可以提供反應(yīng)物吸水膨脹所需要的水分。（3）堿-集料反應(yīng)的主要影響因素由堿－集料反應(yīng)的機理可以得知，影響這一反應(yīng)的主要因素為水泥的含堿量及集料本身有無反應(yīng)活性，另外就是孔隙水量，這三要素缺一不可。因此，影響堿－集料反應(yīng)的因素也均與這三要素緊密相關(guān)，主要包括下列因素：水泥的含堿量、混凝土的水灰比、反應(yīng)性集料的特性、混凝土孔隙率、環(huán)境溫濕度的影響。5．鋼筋的銹蝕大量工程實踐證明，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋的銹蝕是影響服役結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素。新鮮的混凝土是呈堿性的，其PH值一般大于12.5，在堿性環(huán)境中的鋼筋容易發(fā)生鈍化作用，使得鋼筋表面產(chǎn)生一層鈍化膜，能夠阻止混凝土中鋼筋的銹蝕。但當有二氧化碳、水汽和氯離子等有害物質(zhì)從混凝土表面通過孔隙進入混凝土內(nèi)部時，和混凝土材料中的堿性物質(zhì)中和，從而導致了混凝土的PH值的降低，就出現(xiàn)PH<9這種情況，在這種環(huán)境下，混凝土中埋置鋼筋表面的鈍化膜被逐漸破壞，在其它條件具備的情況下，鋼筋就會發(fā)生銹蝕，并且隨著銹蝕的加劇，將導致混凝土保護層開裂，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力破壞，鋼筋受力截面減少，結(jié)構(gòu)強度降低等一系列不良后果，從而導致結(jié)構(gòu)耐久性的降低。通常情況下，受氯鹽污染的混凝土中的鋼筋有更嚴重的銹蝕情況。鋼筋銹蝕的研究是鋼筋混凝土構(gòu)件耐久性研究的一個很重要內(nèi)容，國內(nèi)外學者進行了大量的試驗研究、工程調(diào)查和理論分析。目前為止，還沒有既有充分理論根據(jù)，又全面考慮了各種影響因素的實用數(shù)學模型，因此將預測混凝土中鋼筋銹蝕尚有不少工作要做。（1）鋼筋銹蝕機理混凝土中的鋼筋銹蝕一般為電化學銹蝕。二氧化碳和氯離子對混凝土本身都沒有嚴重的破壞作用，但是，這兩種環(huán)境物質(zhì)都是混凝土中鋼筋鈍化膜破壞的最重要又最常遇到的環(huán)境介質(zhì)。因此，混凝土中鋼筋銹蝕機理主要有兩種：即混凝土碳化和氯離子侵入。鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的腐蝕是在有水分子參與的條件下發(fā)生的，鋼筋銹蝕的電極反應(yīng)式為：陽極：Fe?Fe2++2e陰極：O2+2H2O+4e?4OH-陽極表面二次化學過程：Fe2++2OH-?Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O?4Fe(OH)3在氧氣和水汽的共同作用下，由上述電化學反應(yīng)是的鋼筋表面的鐵不斷失去電子而溶于水，從而逐漸被腐蝕，在鋼筋表面生成紅鐵銹，引起混凝土開裂。鋼筋銹蝕的機理如圖12-1所示，圖中現(xiàn)實了大氣環(huán)境中鋼筋在混凝土中銹蝕的宏觀過程。圖12圖12-1鋼筋在混凝土中的銹蝕過程（2）鋼筋腐蝕過程混凝土中鋼筋銹蝕過程可分為以下幾個階段：腐蝕孕育期：從澆注混凝土蝕到混凝土碳化層深達到鋼筋，或氯離子侵入混凝土已使鋼筋去鈍化，即鋼筋開始銹蝕為止。這段時間以t0表示。腐蝕發(fā)展期：從鋼筋開始腐蝕發(fā)展到混凝土保護層表面因鋼筋銹脹而現(xiàn)實破壞現(xiàn)象（如順筋脹裂，層裂或剝落等）。這段時間以t1表示。腐蝕破壞期：從混凝土表面因鋼筋銹蝕腫脹開始破壞發(fā)展到混凝土現(xiàn)實嚴重脹裂、剝落破壞，即已達到不可容忍的程度，必須全面大修時為止。這段時間以t2表示。圖12-2圖12-2混凝土中鋼筋腐蝕過程示意圖（一般地，t0>t1>t2>t3。）影響鋼筋銹蝕的因素在通常情況下，鋼筋表面的混凝土層對鋼筋有物理和機械保護作用。同時，混凝土為鋼筋提供的是一個高堿度的環(huán)境(PH>12.5)，能使鋼筋表面形成一層致密的鈍化膜，從而長期不銹蝕。當堿性降低時，鈍化膜逐漸被破壞，鋼筋逐漸開始銹蝕，當PH低于12時，銹蝕速度明顯增大?；炷两Y(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕受許多因素影響，包括：鋼筋位置，鋼筋直徑，水泥品種，混凝土密實度、保護層厚度及完好性，外部環(huán)境等。根據(jù)文獻，簡述如下：①混凝土液相PH值鋼筋銹蝕速度與混凝土液相PH值有密切關(guān)系。當PH值大于10時，鋼筋銹蝕速度很??；而當PH值小于4時，鋼筋銹蝕速度急劇增加。②混凝土中Cl-含量混凝土中Cl-含量對鋼筋銹蝕的影響極大。一般情況下，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的氯鹽摻量應(yīng)少于水泥重量的1％（按無水狀態(tài)計算），而且摻氯鹽的混凝土結(jié)構(gòu)必須振搗密實，也不易采用蒸汽養(yǎng)護。③混凝土密實度和保護層厚度混凝土對鋼筋的保護作用包括兩個主要方面：一是混凝土的高堿性使鋼筋表面形成鈍化膜；二是保護層對外界腐蝕介質(zhì)、氧氣和水分等滲入的阻止。后一種作用主要取決于混凝土的密實度及保護層厚度。④混凝土保護層的完好性混凝土保護層的完好性指混凝土是否開裂，有無蜂窩孔洞等。它對鋼筋銹蝕有明顯的影響，特別是對處于潮濕環(huán)境或腐蝕介質(zhì)中的混凝土結(jié)構(gòu)影響更大。許多調(diào)查表明，在潮濕環(huán)境中使用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橫向裂縫寬度達0.2mm時即可引起鋼筋銹蝕。鋼筋銹蝕物體積的膨脹加大保護層縱向裂縫寬度，如此惡性循環(huán)的結(jié)果必將導致混凝土保護層的徹底剝落和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最終破壞。⑤水泥品種和摻合料粉煤灰等礦物摻合料能降低混凝土的堿性，從而影響鋼筋的耐久性。國內(nèi)外許多研究表明，在摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰等摻合料時，在降低混凝土堿性的同時，能提高混凝土的密實度，改變混凝土內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)，從而能阻止外界腐蝕介質(zhì)和氧氣與水分的滲入，這無疑對防止鋼筋銹蝕是十分有利的。今年來，我國的研究工作還表明，摻入粉煤灰可以增強混凝土抵抗雜散電流對鋼筋的腐蝕作用。因此，綜合考慮上述效應(yīng)，可以認為在混凝土結(jié)構(gòu)中摻用符合標準的粉煤灰不會影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，有時反而會提高。⑥環(huán)境條件環(huán)境條件是引起鋼筋銹蝕的外在因素，如溫度、濕度及干燥交替作用，海水飛濺、海鹽滲透等都對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋銹蝕有明顯影響。特別是混凝土自身保護能力不合要求或混凝土保護層有裂縫等缺陷時，外界因素的影響會更突出。許多實際調(diào)查結(jié)果表明，混凝土結(jié)構(gòu)在干燥無腐蝕介質(zhì)條件下，其使用壽命要比在潮濕及腐蝕介質(zhì)中使用要長2－3倍。⑦其它因素除了以上因素外，鋼筋應(yīng)力狀態(tài)對其銹蝕也有很大影響。這種應(yīng)力腐蝕比一般腐蝕更危險，應(yīng)力腐蝕不同于鋼筋的蝕坑及均勻銹蝕，而是以裂縫的形式出現(xiàn)，并不斷發(fā)展直到破壞，這種破壞又常常是毫無預兆的突然脆斷。一般來講，鋼筋的應(yīng)力腐蝕分為兩個階段，即局部電化學腐蝕階段及裂縫發(fā)展階段。對此必須充分估計，以免鋼筋發(fā)生事故性斷裂。第二節(jié)高性能混凝土耐久性檢測在混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究的過程中，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的思想也不斷地被嘗試引入結(jié)構(gòu)設(shè)計和工程實踐中。1990年日本發(fā)布了《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計建議》，1989年歐洲出版了《CEB耐久混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計指南》，RILEM于1990年出版的《混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計》，歐盟在2000年出版了《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計指南》。在總結(jié)國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上，2000年頒布了交通部行業(yè)標準《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTJ275-2000)，2004年中國土木工程學會編制了《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004），交通部行業(yè)標準《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》也即將發(fā)布，中國工程標準化協(xié)會組織的《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標準》已編制完成，它們的問世對改善我國混凝土結(jié)構(gòu)耐久性狀況將起到非常好的作用，也為混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計和延長工作壽命明確了方向。然而，這些規(guī)定仍然局限于環(huán)境分類和材料方面的要求，在結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面間接地反映了結(jié)構(gòu)設(shè)計中對耐久性和使用年限的要求，無法實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計目標的量化規(guī)定。對于某些重要基礎(chǔ)工程，欲確保100年（或120年）的使用年限，尚缺乏普遍認可的基于可靠度分析并以混凝土耐久性作為設(shè)計指標的設(shè)計理論。根據(jù)上述文獻，目前混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法基本可分成兩大類。第一類首先源于歐洲CEB混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范，如國內(nèi)的《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）、《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）等。這類方法首先按業(yè)主的意愿和經(jīng)濟實力確定結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限；再按結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境確定腐蝕等級；再建立在設(shè)計使用年限內(nèi)結(jié)構(gòu)抵抗環(huán)境作用能力大于環(huán)境對結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)的耐久性極限方程（如日本土木工程學會提出的指數(shù)評分法、ISO因子法、驗算法等）；最后利用極限狀態(tài)法對耐久性極限狀態(tài)進行驗算。耐久性設(shè)計的極限狀態(tài)主要按適用性的要求確定，常以有害介質(zhì)侵蝕到鋼筋表面或混凝土保護層脹裂作為為耐久性極限狀態(tài)。這些方法主要控制混凝土材料常規(guī)指標、組成和保護層厚度，具體為強度等級、水膠比、膠凝材用量、原材料選擇、礦物摻和料、外加劑等。同時，要求在實驗室條件下按照標準試驗方法確定的耐久性指標，如抗凍等級，擴散系數(shù)等。這類方法解決了耐久性構(gòu)造要求和施工技術(shù)要求，細化了環(huán)境類別及其作用等級，提出了不同使用年限的不同要求。高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計的主要指標，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證:耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。為此，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細摻料和高效外加劑。 一、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的基本規(guī)定1．設(shè)計使用年限混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限級別可根據(jù)設(shè)計使用年限按表12-1進行劃分。表12-1混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限級別設(shè)計使用年限級別設(shè)計使用年限一100年二60年三30年2．環(huán)境類別及作用等級混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別分為碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境和磨蝕環(huán)境。不同類別環(huán)境的作用等級可按表12-2、12-3、12-4、12-5、12-6所列環(huán)境條件特征進行劃分。表12-2碳化環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征T1室內(nèi)年平均相對濕度＜60%長期在水下（不包括海水）或土中T2室內(nèi)年平均相對濕度≥60%室外環(huán)境T3水位變動區(qū)干濕交替注：當混凝土薄型結(jié)構(gòu)的一側(cè)干燥而另一側(cè)濕潤或飽水時，其干燥一側(cè)混凝土的碳化環(huán)境作用等級應(yīng)按T3級考慮。表12-3氯鹽環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征L1長期在海水水下區(qū)離平均水位15m以上的海上大氣區(qū)離漲潮岸線100m～300m的陸上近海區(qū)L2離平均水位15m以內(nèi)的海上大氣區(qū)離漲潮岸線100m以內(nèi)的陸上近海區(qū)海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)（非炎熱地區(qū)）L3海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)（南方炎熱地區(qū)）鹽漬土地區(qū)露出地表的毛細吸附區(qū)遭受氯鹽冷凍液和氯鹽化冰鹽侵蝕部位表12-4化學侵蝕環(huán)境化學侵蝕類型環(huán)境作用等級H1H2H3H4硫酸鹽侵蝕環(huán)境水中SO42-含量，mg/L≥200≤600＞600≤3000＞3000≤6000＞6000強透水性環(huán)境土中SO42-含量，mg/kg≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000≤24000＞24000弱透水性環(huán)境土中SO42-含量，mg/kg≥3000≤12000＞12000≤24000＞24000鹽類結(jié)晶侵蝕環(huán)境土中SO42-含量，mg/kg≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000酸性侵蝕環(huán)境水中pH值≤6.5≥5.5＜5.5≥4.5＜4.5≥4.0二氧化碳侵蝕環(huán)境水中侵蝕性CO2含量，mg/L≥15≤40＞40≤100＞100鎂鹽侵蝕環(huán)境水中Mg2+含量，mg/L≥300≤1000＞1000≤3000＞3000注：1對于鹽漬土地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，埋入土中的混凝土遭受化學侵蝕；當環(huán)境多風干燥時，露出地表的毛細吸附區(qū)內(nèi)的混凝土遭受鹽類結(jié)晶侵蝕。2對于一面接觸含鹽環(huán)境水（或土）而另一面臨空且處于干燥或多風環(huán)境中的薄壁混凝土，接觸含鹽環(huán)境水（或土）的混凝土遭受化學侵蝕，臨空面的混凝土遭受鹽類結(jié)晶侵蝕。3當環(huán)境中存在酸雨時，按酸性環(huán)境考慮，但相應(yīng)作用等級可降一級。表12-5凍融破壞環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征D1微凍地區(qū)+頻繁接觸水D2微凍地區(qū)+水位變動區(qū)嚴寒和寒冷地區(qū)+頻繁接觸水微凍地區(qū)+氯鹽環(huán)境+頻繁接觸水D3嚴寒和寒冷地區(qū)+水位變動區(qū)微凍地區(qū)+氯鹽環(huán)境+水位變動區(qū)嚴寒和寒冷地區(qū)+氯鹽環(huán)境+頻繁接觸水D4嚴寒和寒冷地區(qū)+氯鹽環(huán)境+水位變動區(qū)注：嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和微凍地區(qū)是根據(jù)其最冷月的平均氣溫劃分的。嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和微凍地區(qū)最冷月的平均氣溫t分別為：t≤-8oC,-8oC＜t＜-3oC和-3oC≤t≤2.5oC。表12-6磨蝕環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征M1風蝕（有砂情況）風力等級≥7級，且年累計刮風時間大于90天M2風蝕（有砂情況）風力等級≥9級，且年累計刮風時間大于90天流冰沖刷被強烈流冰撞擊、磨損、沖刷（冰層水位下0.5m～冰層水位上1.0m）M3風蝕（有砂情況）風力等級≥11級，且年累計刮風時間大于90天泥砂沖刷被大量夾雜泥砂或物體磨損、沖刷1.3環(huán)境作用等級為L3、H3、H4、D3、D4、M3級的環(huán)境為嚴重腐蝕環(huán)境。 二、混凝土耐久性指標1．混凝土的耐久性指標一般是指混凝土的抗裂性、護筋性、耐蝕性、抗凍性、耐磨性及抗堿－骨料反應(yīng)性等。具體的混凝土耐久性指標應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限、所處的環(huán)境類別及作用等級等確定。2．混凝土耐久性的一般要求：（1）混凝土的電通量應(yīng)滿足表12-7的規(guī)定。表12-7混凝土的電通量設(shè)計使用年限級別一(100年)二(60年)、三（30年)電通量（56d），C<C30<2000<2500C30～C45<1500<2000≥C50<1000<1500（2）混凝土應(yīng)進行抗裂性對比試驗。（3）鋼筋的混凝土保護層厚度應(yīng)滿足設(shè)計的規(guī)定。（4）混凝土的抗堿—骨料反應(yīng)性能應(yīng)符合下列規(guī)定：①骨料的堿—硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率或堿—碳酸鹽反應(yīng)巖石柱膨脹率應(yīng)小于0.10%；②當骨料的堿—硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率在0.10～0.20%時，混凝土的堿含量應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)定；當骨料的砂漿棒膨脹率在0.20～0.30%時，除了混凝土的堿含量應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)定外，還應(yīng)在混凝土中摻加具有明顯抑制效能的礦物摻合料和復合外加劑，并應(yīng)經(jīng)試驗證明抑制有效。3．氯鹽環(huán)境下的鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的耐久性除應(yīng)滿足3.3.2條的規(guī)定外，還應(yīng)滿足表12-8的規(guī)定。表12-8氯鹽環(huán)境下混凝土的電通量設(shè)計使用年限級別一(100年)二(60年)、三（30年)環(huán)境作用等級L1L2、L3L1L2、L3電通量（56d），C<1000<800<1500<10004．化學侵蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的耐久性除應(yīng)滿足2.2條的規(guī)定外，還應(yīng)滿足表12-9的規(guī)定。表12-9化學侵蝕環(huán)境下混凝土的電通量設(shè)計使用年限級別一(100年)二(60年)、三（30年)環(huán)境作用等級H1、H2H3、H4H1、H2H3、H4電通量（56d），C<1200<1000<1500<10005．凍融破壞環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的耐久性除應(yīng)滿足2.2條的規(guī)定外，還應(yīng)滿足表12-10的規(guī)定。表12-10凍融破壞環(huán)境下混凝土的抗凍性設(shè)計使用年限級別一(100年)二(60年)三(30年)環(huán)境作用等級D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4抗凍等級（56d）≥F300≥F250≥F2006．磨蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土的耐久性除應(yīng)滿足2.2條的規(guī)定外，還應(yīng)進行混凝土耐磨性對比試驗。7．處于嚴重腐蝕環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)采取必要的附加防腐蝕措施。 三、混凝土耐久性試驗方法混凝土的耐久性與混凝土的密實程度和混凝土表面與鋼筋之間的距離（即保護層厚度）有關(guān)。國內(nèi)外的大量研究表明，降低水膠比，提高密實度，混凝土抵抗水分、氣體（氧氣或二氧化碳）及氯離子、硫酸根離子、鎂離子等擴散的能力要比傳統(tǒng)混凝土高1～2個數(shù)量級，極大地延緩了碳化和氯離子、硫酸根離子的侵蝕過程，而且由于氧氣、水分供應(yīng)受阻，鋼筋銹蝕的速度亦得以阻滯?？梢姡炷恋拿軐嵍仁桥卸ɑ炷恋挚弓h(huán)境中各種有害離子侵入性能的重要指標。傳統(tǒng)做法是采用混凝土抗高壓水滲透的能力——抗?jié)B標號來表示混凝土的密實性能。實踐證明，抗?jié)B標號比較適合于判定低強度等級混凝土的密實性，但卻難以區(qū)分現(xiàn)代混凝土的密實性，因為強度等級超過C30的混凝土，抗?jié)B等級幾乎均能達到P20及以上的水平，單靠抗?jié)B標號已難以區(qū)分混凝土抵抗外界水、氣及溶于水汽中的其它有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部的能力大小。實際工程中（除深水工程外）混凝土承受高水壓的情況較少。因此，參照《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）的做法，本暫行規(guī)定沒有將抗?jié)B標號納入混凝土的耐久性指標。事實上，大氣中的水、氣及溶于水汽中的其它有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部的傳輸途徑不外乎是擴散、滲透或吸收等。CO2和O2等氣體介質(zhì)主要是通過擴散向混凝土內(nèi)部傳輸?shù)模潋?qū)動力是濃度差而不是壓力差。因此，從上世紀80年代開始，各國不斷地研究各種新方法以評價混凝土抵抗外界有害離子滲入的能力。其中發(fā)展最快的一種方法是電測法。根據(jù)測試指標不同，電測法又分為電通量法、電導率法、電遷移法、極限(或擊穿)電壓法；根據(jù)所加電信號不同，可分為直流電法和交流電法；根據(jù)測量狀態(tài)不同，可分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法。不同測試方法的特點及適用范圍見說明表12-11。表12-11各測試方法的特點序號測試方法適用范圍（混凝土強度）測量周期適用場合或目的1傳統(tǒng)滲水壓法＜C307~14d防水要求＞P82電通量法C30~C60飽水后6hrs配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求）3氯離子擴散系數(shù)法C30~C60飽水后6~96hrs配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求）、簡單壽命預測可以看出，電通量法主要用于配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求），氯離子擴散系數(shù)通常用于Fick第二律的算式內(nèi)，也可用于配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求）以及預測混凝土工程的實際使用壽命。對于僅用于混凝土配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收，電通量法和氯離子擴散系數(shù)法均是可行的?？紤]到本暫行規(guī)定提出混凝土耐久性指標的目的只是用于混凝土配合比時相對比較不同混凝土的抗侵入性，又考慮到電通量法在國外已廣泛使用多年，積累了不少數(shù)據(jù)，參照《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）和《海港工程混凝土防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）的