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第1章 绪论1

1.1目的意义1

1.2研究方案和技术路线2

1.3主要研究内容3

1.3.1前期试验结果、施工原材料调研与分析3

1.3.2高工作性、抗裂和耐腐蚀混凝土的优化配制3

1.3.3钢筋混凝土劣化机理和破坏速率试验分析3

1.3.4材料和施工工艺附加措施对钢筋混凝土耐久性的影响4

1.3.5混凝土结构施工期温度场和应力场的仿真计算4

1.3.6混凝土耐久寿命的综合评估4

1.3.7规范性文件的编制4

1.4研究成果与创新4

1.4.1主要研究成果4

1.4.2创新点8

第2章 高工作性、抗裂和耐腐蚀混凝土的优化配制9

2.1原材料及其性能9

2.1.1水泥9

2.1.2粉煤灰9

2.1.3矿渣粉10

2.1.4细集料10

2.1.5粗集料11

2.1.6外加剂11

2.2高工作性、抗裂和耐腐蚀混凝土的优化配制试验13

2.2.1配合比优化试验13

2.2.2混凝土配合比优化性能试验14

2.2.3复合侵蚀性碳酸腐蚀环境混凝土耐久性试验研究38

2.3混凝土抗裂性综合评价试验41

2.3.1温度-应力试验方法43

2.3.2温度-应力试验45

2.3.3结果分析52

2.4不同腐蚀环境作用等级下的不同工段混凝土基本配合比及其性能参数53

2.4.1腐蚀环境等级划分和规范允许的最大水胶比53

2.4.2氯盐非常严重腐蚀环境下的推荐混凝土参考配合比54

2.4.3非常严重氯盐加严重硫酸盐腐蚀环境下推荐混凝土参考配合比55

2.4.4中等腐蚀环境下的推荐混凝土参考配合比57

2.4.5侵蚀性碳酸腐蚀环境下的推荐混凝土参考配合比58

2.4.6 C50结构强度推荐混凝土参考配合比59

2.4.7非常严重腐蚀环境下的推荐混凝土原材料成本分析60

2.4.8 Cl-腐蚀Ⅳ-E级和SO2- 4、Mg2＋腐蚀均达到V-D级推荐混凝土配合比61

2.5小结61

第3章 有压渗透下钢筋混凝土抗腐蚀耐久性63

3.1无压毛细渗透作用和有压渗透作用腐蚀试验研究63

3.1.1无压毛细渗透作用环境63

3.1.2有压渗透作用环境64

3.2有压渗透作用下预留裂缝的钢筋混凝土腐蚀劣化机理和破坏速率66

3.2.1钢筋阳极电位的检测与锈蚀情况67

3.2.2抗渗试件的渗透情况70

3.3腐蚀-渗透综合作用下的混凝土结构愈合和破坏机理71

3.3.1低浓度氯盐-硫酸盐溶液中71

3.3.2高浓度氯盐-硫酸镁溶液中73

3.3.3高浓度氯盐-硫酸镁-碳酸溶液中74

3.4小结75

第4章 拉应力-氯离子-二氧化碳多重腐蚀环境下钢筋混凝土的劣化规律和机理76

4.1试验设计76

4.1.1原材料和配合比76

4.1.2试验内容和方法76

4.2试验结果和分析78

4.2.1抗压强度78

4.2.2氯离子渗透规律79

4.2.3碳化性能81

4.3小结82

第5章 拉应力-氯离子-硫酸镁多重腐蚀环境下钢筋混凝土的劣化规律和机理84

5.1试验配合比和试验方法84

5.2试验结果与分析84

5.2.1干湿循环时间对水溶性氯离子含量影响分析84

5.2.2水胶比对水溶性氯离子含量的影响88

5.2.3构件承受拉应力条件下水溶性氯离子含量分析88

5.2.4加载与非承载条件下水溶性氯离子含量分析90

5.2.5氯离子含量分析91

5.2.6硫酸根腐蚀分析92

5.2.7 Mg2＋腐蚀分析94

5.2.8抗压强比试验95

5.3小结97

第6章 杂散电流-氯离子-硫酸镁多重腐蚀环境下钢筋混凝土的劣化规律和机理98

6.1试验方案98

6.2试验结果与分析99

6.2.1掺合料对氯盐环境中混凝土抗杂散电流腐蚀的影响99

6.2.2氯盐-硫酸镁-杂散电流多重腐蚀环境作用下钢筋混凝土的性能研究102

6.2.3氯盐-硫酸盐-冻融-杂散电流多重因素腐蚀试验研究110

6.3耐腐蚀混凝土抗杂散电流侵蚀性能改善机理112

6.4小结113

第7章 混凝土耐久寿命的综合评估115

7.1混凝土寿命预测简介115

7.2混凝土寿命预测公式118

7.3氯盐非常严重环境下推荐配合比寿命预测119

7.3.1有效扩散系数Dt120

7.3.2混凝土中的初始氯离子浓度C0120

7.3.3钢筋混凝土结构使用年限计算te120

7.4中等腐蚀环境下推荐配合比寿命预测121

7.4.1有效扩散系数Dt122

7.4.2钢筋混凝土结构使用年限te计算122

7.5承受拉力条件下混凝土寿命预测123

7.5.1氯盐非常严重条件下te计算124

7.5.2中等腐蚀条件下te计算125

7.6二氧化碳和氯离子复合环境中混凝土寿命预测125

7.7杂散电流条件下混凝土锈蚀起始年限预测127

7.7.1 P38混凝土锈蚀起始年限预测127

7.7.2 Y38混凝土锈蚀起始年限预测128

7.8小结128

第8章 混凝土结构施工期温度场和应力场的仿真计算130

8.1热传导理论130

8.1.1导热基本方程130

8.1.2温度场的初始条件及边界条件132

8.2仿真计算133

8.2.1计算参数134

8.2.2后海站仿真计算136

8.2.3福桥站仿真计算145

8.2.4计算结果分析153

8.3地铁站衬砌混凝土施工期监测154

8.3.1施工期监测原理及方案布置154

8.3.2后海站衬砌混凝土施工期监测159

8.3.3福桥站衬砌混凝土施工期监测163

8.4考虑分层浇筑的底板大体积混凝土施工仿真167

8.4.1有限元模型的调整167

8.4.2后海站计算结果167

8.4.3福桥站计算结果173

8.5小结179

第9章 材料和施工工艺附加措施对钢筋混凝土耐久性的影响180

9.1钢筋阻锈剂180

9.1.1钢筋在砂浆拌和物中的阳极极化试验180

9.1.2钢筋锈蚀180

9.1.3混凝土抗硫酸盐侵蚀耐蚀系数181

9.1.4砂浆膨胀系数182

9.1.5砂浆抗折强度抗蚀系数183

9.1.6氯离子扩散系数183

9.1.7小结184

9.2混凝土内养护剂184

9.2.1内养护剂产品和混凝土试验配合比184

9.2.2内养护剂对混凝土强度的影响185

9.2.3内养护剂对混凝土抗裂性的影响185

9.2.4内养护剂对混凝土干缩的影响186

9.2.5内养护剂对混凝土耐久性的影响186

9.3透水模板衬垫187

9.3.1对混凝土表层强度和抗裂性的影响187

9.3.2对混凝土抗渗性能的影响188

9.3.3混凝土抗碳化耐久性188

9.3.4混凝土抗氯盐渗透耐久性189

9.4水泥基弹性防护砂浆190

9.4.1弹性砂浆配合比190

9.4.2弹性砂浆物理力学性能190

9.4.3弹性砂浆抗渗试验191

9.4.4弹性砂浆弯曲韧性191

9.5小结192

第10章 工程应用194

10.1工程应用概况194

10.2现场施工工艺及存在问题、对策195

10.2.1耐久性混凝土施工工艺195

10.2.2存在问题195

10.2.3采取对策196

附录1 深圳地铁11号线工程现浇高耐久性混凝土施工技术导则197

附录2 深圳地铁11号线地下结构在使用期间的结构维护和检测措施规范性文件204

参考文献212