海洋工程混凝土.pptx

海洋工程混凝土;第一部分：海洋环境中混凝土的腐蚀与防护 第二部分：海工混凝土与海工水泥 第三部分：标准新增“海工混凝土”内容解读 第四部分：海工混凝土应用案例 ;第一部分：海洋环境中混凝土的腐蚀与防护 ; 1 背景和意义;; 钢筋锈蚀对混凝土建筑物的破坏;造成钢筋锈蚀的主要原因;3 海洋腐蚀调查;浙东沿海混凝土结构二次调查：1994年、2000年;大量研究和实践证明：海洋环境下氯离子侵蚀是引起钢筋锈蚀并造成混凝土结构破坏的首要因素，危害极大。;4.1 混凝土对钢筋的保护作用;4.2 混凝土中钢筋的锈蚀条件;4.3 碳化造成钢筋锈蚀的机理;注意：1、Fe2+ 无法搬运走，积聚在锈蚀点表面，反应受阻； 2、碳化生成CaCO3，使混凝土更致密，阻碍CO2侵入。; 氯离子是极强的去钝化剂，其进入混凝土中并达到钢筋表面，当它吸附于局部钝化膜处时，可使该处的PH值迅速降低到4.0以下，从而破坏该处的钝化膜。; 氯离子对钢筋表面钝化膜破坏，首先发生在局部（点），使这些部位（点）露出了铁基体，与尚完好的钝化膜区域构成电位差。铁基体作为阳极而腐蚀，大面积的钝化膜区作为阴极。 腐蚀电池作用：钢筋表面产生点蚀（坑蚀），由于大阴极（钝化膜区）对应于小阳极（钝化膜破坏点），坑蚀发展十分迅速。这就是氯离子对钢筋表面产生坑蚀的主要原因。;阳极反应：; 腐蚀电池的要素之一是要有离子通路。混凝土中氯离子的存在，强化了离子通路，降低了阴、阳之间的欧姆电阻，提高了腐蚀电池的效率，从而加速了电化学腐蚀过程。 氯盐中的阳离子（Na+、Ca2+等），也降低了阴、阳之间的欧姆电阻，但不参与阴、阳极过程。氯盐对钢筋锈蚀影响的强弱，与其达到钢筋表面的浓度有关。氯盐对混凝土也有一定的直接破坏作用（如结晶膨胀和增加冻融破坏等），但氯离子引起钢筋锈蚀，从而导致混凝土结构的破坏，在通常情况下起主导作用。;4.5 混凝土中钢筋的锈蚀过程;5 氯离子侵入混凝土的途径;6 氯离子在混凝土中的传输机理;7 氯离子在混凝土中的传输试验;7.1 快速氯离子迁移系数法（RCM法）;7.3 NEL法（电导率法）;7.4 非稳态自然扩散试验——长期浸泡法;7.5 实海暴露试验;7.5 实海暴露试验;7.6 室外露天加速腐蚀模拟试验;8 海水环境的腐蚀分区;《水运工程结构耐久性设计标准》 JTS 153-2015;环境作用等级; 9 钢筋抗锈蚀的技术措施;港珠澳大桥大体积海工混凝土桥墩; 10 “混入型”氯离子侵蚀的防护; 11 “渗入型”氯离子侵蚀的防护;11.1 提高海水环境混凝土质量;注：引自行业标准《水运工程结构耐久性设计规范》JTS 153-2015。;11.1.2 掺加优质的矿物掺合料;裂缝扩展的路径和方向;;11.1.2.1 矿粉;矿粉的三大效应：;11.1.2.2 粉煤灰;煤粉－燃烧－残渣;粉煤灰的作用：;3、降低混凝土的水化热 混凝土中水泥的水化反应是放热反应，在混凝土中掺入粉煤灰由于减少了水泥的用量可以降低水化热；粉煤灰延缓了水化速度，减小混凝土因水化热引起的温升，对防止混凝土产生温度裂缝十分有利。 4、提高混凝土的耐久性 由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好（质量好的粉煤灰含大量玻璃微珠），均匀分散在混凝土中的粉煤灰颗粒不会大量吸水，不但起着滚珠作用，而且与水泥粒子组成了合理的微级配，减少填充水数量，影响系统的堆积状态，提高堆积密度，具有减水作用，使新拌混凝土工作性优良，硬化混凝土微结构更加均匀密实。而且，不会发生泌水离析现象。; 硅灰是硅合金与硅铁合金制造过程中高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品，是从电弧炉烟气中收集到的无定型二氧化硅含量很高的微细球形颗粒。硅粉一般含有90%以上的SiO2，且大部分为无定型的。 硅灰的比表面积介于15000～25000m2/kg(采用氮吸附法即BET法测定)。硅灰的物理性质决定了硅灰的微小颗粒具有高度的分散性，可以充分地填充在水泥颗粒之间，提高浆体硬化后的密实度。 ;硅灰的作用：;2、提高混凝土早期强度 硅灰的火山灰效应能将对强度不利的Ca(OH)2转化成C-S-H凝胶，并填充在水泥水化产物之间，有力地促进了混凝土强度的增长。同时，硅灰与Ca(OH)2反应，Ca(OH)2不断被消耗，会加快水泥的水化速率，提高混凝土的早期强度。 3、提高混凝土的抗氯离子渗透性 硅粉及其二次水化产物填充硬化水泥浆体中的有害孔，水泥石中宏观大孔和毛细孔孔隙率降低，同时增加了凝胶孔和过渡孔，使孔径分布发生很大变化，大孔减少，小孔增多，且分布均匀，从而改变硬化水泥浆体的孔结构。 ;;11