寒冷地區(qū)高性能混凝土病害與防治

寒冷地區(qū)高性能混凝土病害與防治前言水泥混凝土是近現(xiàn)代最廣泛使用的建筑材料，也是當(dāng)前最大宗的人造材料。進(jìn)入20世紀(jì)以來，以混凝土為建筑材料的工程結(jié)構(gòu)物得到飛速發(fā)展，與其他建筑材料相比，混凝土以其良好的綜合性能已成為樓宇、橋梁、大壩、公路和城市運(yùn)輸系統(tǒng)等現(xiàn)代化標(biāo)志的首選材料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今世界每年消耗的混凝土量不少于45億立方米，而且在21世紀(jì)將繼續(xù)穩(wěn)定增長[1]。水泥混凝土從問世以來，經(jīng)歷了低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度、高強(qiáng)度乃至超高強(qiáng)度的發(fā)展歷程，似乎人們總是樂于追求強(qiáng)度的不斷提高。但是近四五十年以來，混凝土結(jié)構(gòu)物因材質(zhì)劣化造成過早失效以至破壞坍塌的事故在國內(nèi)外都屢見不鮮，并有愈演愈烈之勢。這些混凝土工程的過早破壞，其原因不是由于強(qiáng)度不足，而是由于混凝土耐久性不良。例如，在日本海沿岸，許多港灣建筑、橋梁等，建成后不到10年的時(shí)間，混凝土表面即出現(xiàn)開裂、剝落，鋼筋銹蝕外露。美國國家材料顧問委員會(huì)1987年提交的報(bào)告報(bào)道，約有25.3萬座混凝土橋面板出現(xiàn)不同程度的破壞(其中部分僅使用不到20年)，而且每年還將增加3.5萬座；同年Litvan和Bickley發(fā)表了對(duì)加拿大停車場的檢測報(bào)告，他們發(fā)現(xiàn)大量停車場在遠(yuǎn)比預(yù)計(jì)的服務(wù)壽命要早得多就出現(xiàn)破壞[2]。美國1991年在提交國會(huì)的報(bào)告《國家公路和橋梁現(xiàn)狀》中指出，美國當(dāng)時(shí)的全部混凝土工程價(jià)值約6萬億美元，而每年用于維修的費(fèi)用高達(dá)300億美元；南非1981年用于拆換橋梁、擋土墻、墩柱、路面、路緣、蓄水壩、系樁柱、防波堤、電桿基礎(chǔ)等的經(jīng)費(fèi)就超過2700萬英鎊，這些結(jié)構(gòu)物多是在建成后3～10年內(nèi)就發(fā)現(xiàn)開裂破壞。英格蘭島中部環(huán)形線的21km快車道，11座混凝土高架橋的建造費(fèi)是2800萬英鎊(1972年)，因冬季撒鹽化冰雪，兩年后就發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕將混凝土順筋脹裂，到1989年的15年間，修補(bǔ)費(fèi)高達(dá)4500萬英鎊(即為造價(jià)的1.6倍)，估計(jì)以后15年(到2004年)還要耗費(fèi)1.2億英鎊(累計(jì)接近造價(jià)的6倍)[3]!日本目前每年僅用于房屋結(jié)構(gòu)維修的費(fèi)用即達(dá)400億日元以上，日本引以自豪的“新干線”使用不到10年就出現(xiàn)大面積混凝土開裂、剝蝕現(xiàn)象[4]。我國基本建設(shè)比發(fā)達(dá)國家遲三十多年，但已建的一些工程也有類似令人堪憂的狀況，有不少混凝土工程使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)有建筑面積50億平方米，其中約23億平方米需分期分批進(jìn)行鑒定加固，近10億平方米急需維修加固。1989年，建設(shè)部科技發(fā)展司組織調(diào)查組對(duì)北京、西寧、貴陽等地的一些建筑物進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明，建國初期的建筑均已達(dá)到必須大修的狀態(tài)，現(xiàn)有大多數(shù)工業(yè)建筑不能滿足安全使用50年的要求，一般使用25～30年就需大修和加固[4]。我國在50年代興建的大壩有許多已經(jīng)成為陷入危境的“病壩”：截至1997年年底，馳名中外的安徽佛子嶺、梅山、響洪甸三座老壩共虧損1億多元，僅佛子嶺1997年一年就虧損1700萬元，而在修補(bǔ)佛子嶺的設(shè)計(jì)預(yù)算中，只修兩個(gè)拱就需要1400萬元。1985年水電部調(diào)查報(bào)告表明：我國水工混凝土的凍融破壞在“三北”地區(qū)的工程中占100%，這些大型混凝土工程一般運(yùn)行也就30年左右，有的甚至不到20年，如云峰寬縫重力壩，運(yùn)行19年后下游面受破損顯著，表面剝蝕露出骨料，總面積約8500平方米；而豐滿重力壩自從運(yùn)行后就年年維修，運(yùn)行33年后，上、下游面及尾水閘墩破損明顯，表面露出鋼筋，凍害嚴(yán)重，致使壩頂抬高10余厘米。港口碼頭工程，特別是接觸海水工程，其受凍破壞的現(xiàn)象更為嚴(yán)重，破壞的結(jié)構(gòu)主要是防波堤、胸墻、碼頭、棧橋等，如天津新港的防波堤，采用普通混凝土的部分，經(jīng)十幾年左右的運(yùn)行，就被凍融破壞以致不能發(fā)揮作用了。地處寒冷地區(qū)的水電站、工業(yè)廠房、鐵道橋涵、交通部門的混凝土路面、橋梁及市政工程等的混凝土，接觸雨水、蒸汽的部分，排水系統(tǒng)及受滲透水作用的部分，都受到了凍融破壞，如通遼發(fā)電廠的冷卻塔，筒壁混凝土由于滲水致使混凝土遭受凍融破壞而發(fā)生表皮剝落、空鼓等現(xiàn)象。為使上述及類似工程繼續(xù)發(fā)揮作用，各部門每年都要耗巨資加以維修，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，混凝土工程安全使用期和維護(hù)使用期的比例為1：3～10，但維護(hù)使用期的維修費(fèi)用卻高達(dá)建設(shè)費(fèi)用的1～3倍[4]。我國南方海港浪濺區(qū)鋼筋混凝土建筑物由于以往設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低和施工質(zhì)量問題，通常使用8～10年即出現(xiàn)因氯鹽腐蝕鋼筋引起的開裂剝落破壞，維修費(fèi)用及由此造成的直接、間接經(jīng)濟(jì)損失驚人，例如某10萬噸級(jí)礦石中轉(zhuǎn)碼頭，使用不到十年即要大修，大修防護(hù)費(fèi)用預(yù)計(jì)高達(dá)上千萬元。有專家預(yù)計(jì)，21世紀(jì)初我國將出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)物的維修高潮，每年所需的維修費(fèi)用可能高達(dá)數(shù)千億元。我國北方如北京、天津等地的鋼筋混凝土立交橋，即使沒有像美國北方冷天要常撒鹽化冰雪，使用時(shí)間也并不長，卻已廣泛顯示鋼筋銹蝕和混凝土順筋脹裂的破壞跡象，并日益加劇發(fā)展[3]。1998年，曾調(diào)查我國北方某國際機(jī)場使用僅數(shù)年的混凝土停機(jī)坪，發(fā)現(xiàn)混凝土道面多數(shù)出現(xiàn)坑蝕剝落破壞[5]，嚴(yán)重影響飛機(jī)正常安全起降。后分析得知是由于道面混凝土遭受凍融及除冰鹽侵蝕雙重破壞作用所致?？梢?，由于混凝土的耐久性劣化或失效，世界各國為此付出的代價(jià)十分沉重。然而，值得慶幸的是，由于工程安全因素更由于耗費(fèi)巨資的經(jīng)濟(jì)因素提醒了我們，現(xiàn)在，混凝土耐久性問題已越來越受到人們的重視。美國學(xué)者用“五倍定律”形象地說明了耐久性的重要性，尤其是設(shè)計(jì)對(duì)耐久性問題的重要性，例如設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)新建項(xiàng)目在鋼筋防護(hù)方面無謂地每節(jié)省1美元，就意味著當(dāng)發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時(shí)采取措施要多追加維修費(fèi)5美元，順筋開裂時(shí)需多追加維修費(fèi)25美元，嚴(yán)重破壞時(shí)需多追加維修費(fèi)125美元。沉重的代價(jià)使人們認(rèn)識(shí)到，不僅要用耐久性良好的材料及時(shí)修復(fù)已出現(xiàn)耐久性劣化的混凝土工程，更重要的是必須使今后新建的混凝土工程具有足夠的耐久性以保證設(shè)計(jì)使用壽命，例如一些國家要求建設(shè)更為耐久的結(jié)構(gòu)物，設(shè)計(jì)使用壽命為100年或更長。為此，世界各國都開始專門研究混凝土的耐久性及其改善技術(shù)。日本建設(shè)省從1980年就組織進(jìn)行“建筑物耐久性提高技術(shù)”的開發(fā)研究，并于1985年提交了研究成果概要報(bào)告，1986年開始陸續(xù)出版發(fā)行了《建筑物耐久性系列規(guī)程》。有關(guān)混凝土耐久性的國際會(huì)議也已召開多次，反映了各國研究的最新成果。由歐洲RILEM等公司發(fā)起的建筑材料與構(gòu)件的耐久性國際會(huì)議，自1976年以來，每三年舉行一次；1989年美國和葡萄牙都舉辦了有關(guān)結(jié)構(gòu)耐久性的國際會(huì)議；1991年美國和加拿大聯(lián)合舉行了第二屆混凝土結(jié)構(gòu)耐久性國際學(xué)術(shù)會(huì)議?；炷恋哪途眯詥栴}在我國也日益受到重視。全國鋼筋混凝土標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性學(xué)術(shù)組于1991年成立；中國土木工程學(xué)會(huì)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)混凝土耐久性專業(yè)委員會(huì)也于1992年11月在濟(jì)南成立。我國的混凝土耐久性研究已進(jìn)入有組織的工作階段[4]。我國正處于基本建設(shè)的高潮期，特別是當(dāng)前國家西部大開發(fā)的戰(zhàn)略部署，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施工程正在或即將建設(shè)，每年混凝土用量高達(dá)十多億立方米，其中許多設(shè)施屬重點(diǎn)工程，如三峽水利樞紐工程、跨?？缃奶卮笮蜆蛄骸⒏叩燃?jí)公路、大中型飛機(jī)場等，都是國家投以巨資的項(xiàng)目，均要求高壽命。發(fā)達(dá)國家走過的路已經(jīng)表明，如果不重視工程混凝土的耐久性，將付出極大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，甚至影響經(jīng)濟(jì)建設(shè)的推進(jìn)步伐。所以我國十分重視工程質(zhì)量和耐久性，朱镕基總理就曾對(duì)三峽工程作出指示——“千年大計(jì)，國運(yùn)所系”；國家計(jì)委、國家科技部在“九五”期間安排了由8家實(shí)力雄厚的科研院所承擔(dān)的重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“重點(diǎn)工程混凝土安全性的研究”，針對(duì)混凝土安全性存在的抗堿—骨料反應(yīng)性、耐腐蝕性、抗凍性、耐鋼筋銹蝕性等問題，從材料角度研究混凝土的耐久性。由此看來，混凝土耐久性已成為國際工程界普遍關(guān)注的重大課題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步，人類生產(chǎn)活動(dòng)涉及的范圍越來越廣，各種在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的混凝土工程，如跨海大橋、海洋工程、核反應(yīng)堆、電站大壩等不斷增多，這些工程關(guān)系國計(jì)民生，必須實(shí)現(xiàn)百年大計(jì)甚至千年大計(jì)，這就更加要求混凝土具有優(yōu)異的耐久性即足夠長的使用壽命。為此，人們對(duì)混凝土耐久性的追求已越來越主動(dòng)和自覺，甚至超過了過去對(duì)混凝土強(qiáng)度的追求，于是以高耐久性為核心內(nèi)容的高性能混凝土(HighPerformanceConcrete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xí)6殘～固1柔9卸]息。里粱炕薯哪因蝕為絹高甩性珠能棵混叮凝婦土隨的賊核崖心尼內(nèi)狂容盛也及即撿最冒顯植著逐標(biāo)搜志慨是侮高罷耐吵久墨性菌，烈對(duì)鹽高孟性倍能島混繞凝根土默耐柱久照性彎及寧其客評(píng)摧價(jià)因方齡法左的夠研潑究葬是繪各志國挑學(xué)民者墾重跡點(diǎn)厘關(guān)臂注撐的翠方周面設(shè)。好較記多檢的蘆研可究普集林中老于傻高湖性蠅能枯混接凝無土尾滲戶透繩性惑評(píng)趙價(jià)蹲，政如延采蜓用懷美蛛國便A帶S缺T掉M星銳C斧1蘋2戲0芝2謠和遵A璃A涌S餃H盤T填O熔呢T貿(mào)2曠7鉗7露的亞通曲電牽測謎量拉法停及享其撥改霉進(jìn)朗方邪法猜的奇研引究默；猾而那對(duì)春高輔性證能天混姑凝羽土蒼其宮他趨耐笨久游性鋼如謀抗震凍漏性報(bào)的量研被究悄則尾相土對(duì)焦較切少竿?；囟袂覀?，夾目如前冶也掛尚著無孟統(tǒng)對(duì)一牽的燈高湖性量能晴混黑凝塔土蛋耐光久窯性腰評(píng)蟻價(jià)卻方渴法畝及貌評(píng)拿價(jià)便指讀標(biāo)吹，駁這滾在毀一共定集程抖度口上蹲與尿高嘉性點(diǎn)能腳混摩凝辯土廈發(fā)折展丟趨隸勢仿不拘相費(fèi)適紐應(yīng)您。煙族面賠耍此瞇外合，米各咱國誘學(xué)究者單對(duì)本高列性愈能神混恢凝萌土垂材碌料弓顯們微起結(jié)榆構(gòu)場也智進(jìn)拜行把了槐研誰究緩，趴提匙出隱了概一慢些膠不騎同揀于的普比通捆混圾凝伙土焦的霧獨(dú)胳特暖機(jī)培理鼻。足在銀各本國宵學(xué)礦者址共掃同艙努尊力處下作，燦高童性覽能冠混騾凝武土浸的骨研左究掙和嗽應(yīng)鋤用煉正弄向刮逐集步美成酬熟襖進(jìn)僑而業(yè)向魔更爹高俱目育標(biāo)永邁桿進(jìn)病。末目顆前攔已臨出狐現(xiàn)憤了旁超完高桑性排能叉混平凝正土震(舉U養(yǎng)l碑t加r衣a騰燃H床i兇g橫h尿拜P犯e貌r刑f吊o芽r躺m脅a銜n挎c租e慰確C愿o累n冬c叔r句e鹽t傲e強(qiáng)，酬簡爭稱管U淡H塔P途C布)倡，詠較律成派功初的估有紙活祝性獸細(xì)涼粒摟混財(cái)凝灣土愿(裹R機(jī)e鴉a腸c留t蓋i釘v獄e賣椅P獲o噸w壘d喝e畜r懇績C需o螞n跌c納r浴e振t目e堅(jiān)，肅縮害寫僵成犧R菠P置C則)書等炎，袍使街高監(jiān)性盆能控混討凝睬土膊向己著布更稱加洲耐理久薯、勉高腎斷林裂消能沫的煤方抱向監(jiān)發(fā)聰展打。葛我抽國粥學(xué)共者撓吳昂中攤偉盡院椅士勵(lì)提援出丟高專性甩能捆混愁凝梯土戀應(yīng)崗充跡分嚇發(fā)刃揮剪其劍環(huán)仗保鳳、鳳節(jié)竟能妻、強(qiáng)可剖持封續(xù)餐發(fā)健展哨的作優(yōu)翼勢捕，統(tǒng)使妥高原性嬸能嬌混建凝貴土?xí)褡顮t終肢向周“慣綠淋色摩高見性蜻能探混所凝荷土慌(梅G丈r拿e甚e題n杰悅H聽i宿g姓h嘩篇P座e挎r鴨f懷o撓r湖m放a頂n碼c棉e戶驗(yàn)C汗o改n并c局r職e脖t風(fēng)e央，志簡頌稱億為偽G柔H瓦P套C瞞)淋”御方貪向咸發(fā)未展撿[方1僚0坐]欲。緩二罪、誘高株性純能珍混顆凝墓土乓耐丟久煉性蘿研跨究室現(xiàn)塑狀退2娘．乎1柏神普五通喚混育凝連土移耐凍久堡性甜試跑驗(yàn)嶼方搬法似的模局澡限壺性普通混凝土耐久性已經(jīng)有了沿用已久的試驗(yàn)方法，例如用抗水滲透性試驗(yàn)來評(píng)價(jià)混凝土抵抗外部介質(zhì)侵入的能力，用抗凍融性試驗(yàn)(也簡稱抗凍性)眨和瀉抗壁干柳濕獵循吐環(huán)勺性鍋試濁驗(yàn)戶來仆評(píng)團(tuán)價(jià)抱混贊凝皮土顏抵勞抗幟物掙理弊作芹用謀劣聽化任的膚能炎力哭，亮用棕抗腥碳湯化潑性費(fèi)試肺驗(yàn)糟來崗評(píng)滴價(jià)留混儀凝雪土俱抵胸抗求鋼左筋鳴銹仇蝕鈴的趨能床力場。刮但攤是鏟，造普店通研混容凝嗽土儀的艇這強(qiáng)些胸耐玻久越性朽試卷驗(yàn)興方遮法渠均飾是斥單黨因墳素伏試澆驗(yàn)射，攻即截每由種胃試報(bào)驗(yàn)挪方同法護(hù)均涌是現(xiàn)在策單著一擔(dān)破痕壞瓶作屯用杜為紋主幕的剛情崗況草下戴進(jìn)括行瘡耐溫久貢性孤評(píng)轉(zhuǎn)價(jià)不，旬這迷與叔混梨凝異土雞工霉程擁實(shí)有際眼所辜處著環(huán)扮境奶條屢件距差越異稻太焦大撓，般混飼凝掠土錦工板程治實(shí)投際見使蛙用典過朱程僚中摧總跨是姓處悅于挖多叫種械破厚壞眨因蒜素眼共扁同少作栗用榆的纖狀品態(tài)擔(dān)(農(nóng)如稈凍賢融伸、粱干晌濕汗、喊離遺子腰滲搜透降等衣作愧用吹共筒同況存電在規(guī))拌；支而墨且取，肌普雪通總混蹲凝鑒土捧耐灰久際性鞭試厚驗(yàn)辯方陣法炎往獸往字不蹤能混有藏效哄地介測專試漿出旨高肺性襲能宜混甜凝悉土舟的導(dǎo)耐凳久靈性脅，摟例甩如薦，蓬有壟很肌高肚水謙密聚性泄的曉高素性恢能祥混總凝才土串，貿(mào)用肝G垃B斬J汁8余2豈—肥8事5仍《橫普糖通折混廢凝玉土神長庸期可性腸能設(shè)及巡耐兵久亂性踐試飽驗(yàn)亞方溜法勢》握中片的欄方朗法懸檢貪測殊時(shí)巾，屬即掃使屬在釣很部高正水啊壓限下甘(勵(lì)有化時(shí)雞甚賺至畫超恭出芒了諷混蛇凝皺土討滲狀透爺儀哄的撤有留效掌量南測撕范覽圍叉)搶滲體水野高螺度毀也武很階小厚甚濱至慨測凱不濁出遵，礙但軋某派些幼有嚴(yán)害霜離膊子推卻賺能部在層該顫混館凝項(xiàng)土仍中羨擴(kuò)扁散殿；遵其鎮(zhèn)次見，匯普矛通?；鞄拍锻林槟蛻艟锰粤粼囅凋?yàn)法中狂對(duì)溜混誓凝翼土磚耐枕久鳴性摔的駕評(píng)戶價(jià)拆指佩標(biāo)誦用匹于標(biāo)高罪性告能或混洽凝圣土喜耐鑄久雹性葡評(píng)正價(jià)嚼往棟往配不源敏典感蓋，噸例刃如嫂高扎性池能坦混詞凝企土葉在井水望中琴凍障融錦3羊0割0侮次伏后耐其學(xué)抗筍壓置強(qiáng)評(píng)度釘損訴失丘率杜仍沈很狼小話(斧本酒論設(shè)文篇的約研綁究肥中炸該稱損奮失諒率影值怪最泥低云的市只蝴有久約味4脂%跳)薪，陡重孩量堂損草失壺率兩常娃常喂為諸負(fù)顏值揚(yáng)(重即駛重維量酬未賴損解失恢反點(diǎn)而佩增臣加子)顏，擔(dān)而茂普睬通看混騙凝遙土數(shù)在利水彈中聚凍篩融憐5巴0痛次犯后冊(cè)其蒜抗謹(jǐn)壓漸強(qiáng)呢度準(zhǔn)損迎失漁和閑重餃量橡損登失辟即造明腫顯雄表棕現(xiàn)膛出造來潔。由此看來，必須設(shè)計(jì)更加合理有效的試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)高性能混凝土的耐久性。2.2高性能混凝土耐久性研究方法綜述顯然，傳統(tǒng)的普通混凝土耐久性試驗(yàn)方法不適用于高性能混凝土耐久性評(píng)價(jià)，但到目前為止，關(guān)于高性能混凝土耐久性研究和評(píng)價(jià)方法的報(bào)道很少，對(duì)其抗凍性、抗?jié)B性等耐久性的檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，基本上仍沿用對(duì)普通混凝土耐久性的試驗(yàn)和檢測方法，這對(duì)高性能混凝土的研究及應(yīng)用十分不利。國內(nèi)外一些學(xué)者從不同角度對(duì)高性能混凝土滲透性及抗凍性作了一定研究，在此僅列舉部分范例。2.2.1混凝土滲透性試驗(yàn)方法混凝土的耐久性與其滲透性有著密切的關(guān)系，所以世界各國學(xué)者都對(duì)混凝土滲透性試驗(yàn)方法進(jìn)行了專門研究[20～43]，有些已經(jīng)成為混凝土滲透性檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。這些方法大致可歸納為如下幾類：透水法、透氣法、表面吸水法、Cl-滲透法、通電測量法等。其中透水法、透氣法及表面吸水法只能用于低抗?jié)B性混凝土，而對(duì)于抗?jié)B性很高的高性能混凝土則無能為力；Cl-滲透法及通電測量法則可以用來測試高抗?jié)B混凝土，國內(nèi)外許多學(xué)者已用這些方法對(duì)高性能混凝土滲透性評(píng)價(jià)作了一些嘗試性研究。M.R.Hansen等采用直流電量法(即AASHTOT277法)并同時(shí)測量混凝土交流阻抗的方法研究了高性能混凝土滲透性[25]。章春梅等采用電導(dǎo)法測定了高性能混凝土的抗?jié)B性[30]。R.Gagne等采用透氣性試驗(yàn)方法和ASTMC1202法，對(duì)摻與不摻硅灰的不同流動(dòng)性的高強(qiáng)混凝土滲透性進(jìn)行了研究[31]。M.H.Zhang等采用高壓透水方法和AASHTOT277法對(duì)高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土的滲透性進(jìn)行了研究[32]。文獻(xiàn)[12]介紹了一種可用于高抗?jié)B性混凝土滲透性測試的試驗(yàn)方法。該方法采用有機(jī)溶劑作為滲透液(如鹵代鏈烴族的二氯甲烷或鏈烴族的n-庚烷，其中采用二氯甲烷效果較好)，試件養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，將其浸泡于有機(jī)溶劑中，72h后測定試件單位面積滲透有機(jī)溶劑的體積數(shù)(l/m2)，以此確定混凝土的滲透性。趙鐵軍在其博士論文中[20]研究了用于高性能混凝土滲透性評(píng)定的試驗(yàn)方法。該方法系對(duì)ASTMC1202方法進(jìn)行一系列改進(jìn)，克服了ASTMC1202方法中采用直流電測量的許多缺點(diǎn)。該方法采用電壓為1V、頻率為1KHz的交流電，被測混凝土試件兩端都為3%的NaCl溶液，測量時(shí)間較短。將該方法與ASTMC1202方法比較，發(fā)現(xiàn)二者測試結(jié)果有很好的相關(guān)性。該方法最終是以經(jīng)修正的混凝土電阻R反映混凝土的滲透性，并參照ASTMC1202對(duì)混凝土滲透性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，用該方法將混凝土滲透性分為5級(jí)，見表1。表1用交流電測量混凝土滲透性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[20]電阻（Ω）滲透性＜350650～3501150～6503700～1150＞3700高中低很低可忽略參照ACI高性能混凝土委員會(huì)用ASTMC1202和AASHTOT277將高性能混凝土滲透性分級(jí)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，趙鐵軍用交流電測量法也提出了對(duì)高性能混凝土滲透性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，見表2。即認(rèn)為若用交流電測量混凝土滲透性，當(dāng)修正后的混凝土電阻大于450Ω時(shí)，就滲透性方面講該混凝土可稱為高性能混凝土，修正后混凝土的電阻值越大則高性能混凝土滲透性越低，相應(yīng)抗?jié)B性等級(jí)越高。表2用交流電測量高性能混凝土滲透性的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[20]直流電的ASTMC1202和AASHTOT277電量（C）交流電方法電阻（Ω）HPC滲透性等級(jí)3000～20002000～800800～300≤300450～650650～13501350～2500≥25001234混凝土抗凍融性試驗(yàn)方法普通混凝土抗凍性試驗(yàn)分為慢凍法和快凍法兩種，均是在水中進(jìn)行。這兩種方法是目前國際上同時(shí)存在的兩種檢測混凝土抗凍性的方法。美、日、加拿大等國采用快凍法，俄羅斯及東歐國家仍采用慢凍法，這兩種方法均列入了這些國家的正式標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程。我國在五六十年代均采用慢凍法，六十年代中后期水工、港工部門相繼開展了快凍法的試驗(yàn)研究，港工部門直接采用了快凍法，并列入了部頒混凝土試驗(yàn)規(guī)程(JTJ225—87)；水工部門在1982年部頒的水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程正式列入了快凍法。目前我國同時(shí)存在快凍法和慢凍法兩種試驗(yàn)方法，并均以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程的形式存在。對(duì)于高強(qiáng)混凝土或高性能混凝土，其抗凍性能方面的研究報(bào)道尚不多見。已有的報(bào)道也多是采用水中快凍法進(jìn)行抗凍性試驗(yàn)[44～52]，如中國水利水電科學(xué)研究院曹建國等人對(duì)高強(qiáng)混凝土抗凍性進(jìn)行的研究[51]。有關(guān)高性能混凝土耐久性其他方面的研究除抗?jié)B性、抗凍性研究之外，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)高性能混凝土的其他耐久性也作了一定研究。如中國建材研究院李建勇等對(duì)高性能混凝土徐變和干縮進(jìn)行了研究[53]；U.Schneider等對(duì)高性能混凝土抗化學(xué)侵蝕性進(jìn)行了研究[54]；奧地利P.Nischer等對(duì)高性能混凝土抗溶蝕性進(jìn)行了研究；德國H.W.Dorner研究了高性能混凝土的耐酸性能[12]；P.K.Mehta對(duì)高性能混凝土中堿-骨料反應(yīng)及鋼筋銹蝕進(jìn)行了探討[2]。各國學(xué)者研究高性能混凝土耐久性的同時(shí)，對(duì)高性能混凝土耐久性有關(guān)機(jī)理進(jìn)行了一定探討，如P.K.Mehta研究了高性能混凝土中裂縫、微裂縫與其耐久性的關(guān)系；芬蘭H.Kukko研究了高性能混凝土抗凍性與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系[2]。一個(gè)不透水，但存在非連續(xù)微裂縫且多孔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一個(gè)不透水，但存在非連續(xù)微裂縫且多孔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用（第一階段）（無可見損傷）1．侵蝕作用（冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)）2．荷載作用（循環(huán)荷載、沖擊荷載）由于微裂縫和孔隙連通起來，不透水性逐漸喪失由于微裂縫和孔隙連通起來，不透水性逐漸喪失環(huán)境作用環(huán)境作用（第二階段）（損傷的開始與擴(kuò)展）水的滲入O2、CO2滲入酸性離子（Cl-、SO42-）滲入因?yàn)橐韵略蚴箍紫秲?nèi)靜水壓力增大，導(dǎo)致混凝土膨脹：鋼筋銹蝕、堿-骨料反應(yīng)、水結(jié)冰、硫酸鹽侵蝕；混凝土強(qiáng)度與剛度降低↓開裂、剝落與整體性喪失開裂、剝落與整體性喪失圖1混凝土受外界環(huán)境作用而劣化的整體模型[2]綜上所述可見，各國學(xué)者對(duì)高性能混凝土耐久性進(jìn)行了不同程度的關(guān)注。然而至今為止，在大多數(shù)已發(fā)表的研究成果中，各種耐久性破壞因素都是單獨(dú)考慮的。而事實(shí)上，混凝土尤其是高性能混凝土所處的使用環(huán)境是多種破壞因素共存的復(fù)雜環(huán)境，高性能混凝土不可能只受單一因素作用。幾種因素共存所產(chǎn)生的綜合作用，是各因素作用的簡單疊加呢，還是產(chǎn)生超疊加效應(yīng)(即“1+1＞2”的效應(yīng))呢？1991年吳中偉院士提出了“混凝土耐久性綜合癥及其防治”的思想[1]；P.K.Mehta也明確指出，混凝土耐久性是一個(gè)整體性能，必須看成是所有劣化機(jī)制共同作用造成的結(jié)果，并提出了高性能混凝土受外界環(huán)境作用而劣化的整體模型（見圖1）。這些都提醒人們應(yīng)該重視多重因素對(duì)高性能混凝土耐久性破壞的研究。三、黑龍江省混凝土存在的問題高性能混凝土的問世對(duì)本省建筑業(yè)的科技進(jìn)步起到不小的推動(dòng)作用，尤其是大流動(dòng)度高性能商品砼的出現(xiàn)，大大提高了現(xiàn)代化施工水平，保證了施工質(zhì)量和工程質(zhì)量，為高層建筑的發(fā)展提供了有利的條件。尤其在冬季施工技術(shù)、防凍劑開發(fā)與生產(chǎn)、負(fù)溫混凝土泵送施工、負(fù)溫防滲混凝土研制與施工、超負(fù)溫混凝土冬季施工、高層建筑物冬季施工技術(shù)、負(fù)溫混凝土基礎(chǔ)性學(xué)術(shù)研究水平都具有國內(nèi)領(lǐng)先國際先進(jìn)水平。但是在一些問題沒有引起足夠的重視或者是沒有深入研究，其存在的問題如下：寒冷地區(qū)路橋混凝土在嚴(yán)酷環(huán)境作用下?lián)p傷與防治1)經(jīng)調(diào)查寒冷地區(qū)潮濕及硫酸鹽侵蝕的環(huán)境下，導(dǎo)致砼工程嚴(yán)重破壞，是國內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)，為此進(jìn)行破壞機(jī)理和防治措施的研究。2)除冰鹽環(huán)境下，路橋砼工程在鹽溶液中凍融的條件，對(duì)路橋砼工程暴露在這種嚴(yán)酷環(huán)境下，破壞最為嚴(yán)重。對(duì)寒冷地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)必須給予高度的重視，對(duì)破壞機(jī)理及有效防治措施進(jìn)行研究。3)近期研究表明，CO2和氯離子復(fù)合作用下會(huì)加速導(dǎo)致砼中的鋼筋銹蝕、工程失效，為此進(jìn)行有效防治措施的研究。4)鹽類結(jié)晶與凍脹導(dǎo)致混凝土開裂、損傷機(jī)理的研究與防治。路橋混凝土工程早期開裂與控制研究高性能混凝土的早期自收縮、溫度應(yīng)力是導(dǎo)致砼工程早期開裂主要因素。復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下混凝土裂縫產(chǎn)生與防治寒冷地區(qū)混凝土橋梁灌注樁溫度場和溫度應(yīng)力場的有限元分析1)混凝土橋灌注樁水化放熱的傳熱模型的建立2)配制滿足寒冷地區(qū)多年凍土地區(qū)橋施工要求的低水化熱混凝土3)混凝土橋灌注樁水化放熱對(duì)周圍凍土溫度場分布及融化厚度與地耐力相關(guān)性的研究寒冷地區(qū)混凝土耐久性設(shè)計(jì)對(duì)寒冷地區(qū)已建的路橋混凝土工程耐久性進(jìn)行評(píng)估，氯離子遷移影響因素及擴(kuò)散系數(shù)多因素的修正，建立合理的、有針對(duì)性的多種因素作用下的砼壽命預(yù)測模型和制定相應(yīng)的耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。建立路橋混凝土工程病害的預(yù)測與預(yù)報(bào)系統(tǒng)新型路橋混凝土外加劑及防護(hù)材料的研制與開發(fā)參考文獻(xiàn)1吳中偉,廉慧珍.高性能混凝土.中國鐵道出版社,1999:1～19,27～30,122～1312P.K.Mehta.耐久性---影響未來的關(guān)鍵問題.清華大學(xué)土木工程系建材教研室編.高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土譯文集(第五冊(cè)).2000:10～193蔣元駉,韓素芳.混凝土工程病害與修補(bǔ)加固.海洋出版社,1996:317～3204盧木.混凝土耐久性研究現(xiàn)狀和研究方向.工業(yè)建筑.1997,27(5):1～6巴恒靜，趙霄龍,楊英姿.寒區(qū)機(jī)場混凝土道面破壞原因分析及提高道面混凝土耐久性的對(duì)策研究.中國土木工程學(xué)會(huì)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)高強(qiáng)與高性能混凝土委員會(huì).高強(qiáng)與高性能混凝土及其應(yīng)用第三屆學(xué)術(shù)討論會(huì),濟(jì)南,1998:1～3傅溫,王宏彬.混凝土工程新技術(shù).中國建材工業(yè)出版社,1994:299～302馮乃謙.高性能混凝土.中國建筑工業(yè)出版社,1996:1～11姚燕,田培.高性能混凝土的研究和進(jìn)展.中國土木工程學(xué)會(huì)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)混凝土外加劑專業(yè)委員會(huì).第八屆全國混凝土外加劑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集,1999:128～137黃大能.外加劑、流變學(xué)與高性能混凝土.中國土木工程學(xué)會(huì)混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)混凝土外加劑專業(yè)委員會(huì).第八屆全國混凝土外加劑學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集,1999:1～4吳中偉.高性能混凝土(HPC)的發(fā)展趨勢與問題.建筑技術(shù).1998,29(1):8～13陳肇元,朱金銓,吳佩剛.高強(qiáng)混凝土及其應(yīng)用.清華大學(xué)出版社,1992:1～20H.索默.高性能混凝土的耐久性.馮乃謙,丁建彤等譯.科學(xué)出版社,1998:44～45,19～24F.deLarrard.ASurveyofRecentResearchesPerformedintheFrench“LCPC”NetworkonHighPerformanceConcrete.ProceedingsofHighStrengthConcrete,Lillehammer,Norway,1993:20～24P.K.Mehta,P.C.Aitcin.PrinciplesUnderlying,ProductionofHighPerformanceConcrete.Cement,Concrete,andAggregate.1990,(12):2王德懷.高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制的計(jì)算機(jī)化.清華大學(xué)博士學(xué)位論文.1996:1～36K.H.Khayat,Z.Guizani.UseofViscosity-ModifyingAdmixturetoEnhanceStabilityofFluidConcrete.ACIMaterialsJournal.1997,94(4):332～340I.Masood,S.K.Agarwal.EffectofVariousSuperplasticizersonRheologicalPropertiesofCementPasteandMortars.CementandConcreteResearch.1994,24(2):291～302O.Petersson,P.Billberg,J.Norberg,etal.EffectsoftheSecondGenerationofSuperplasticizersonConcreteProperties.CBIReport,1995:2張青，廉慧珍，王平.自密實(shí)高性能混凝土施工性能的評(píng)價(jià)方法.中國土木工程學(xué)會(huì)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)會(huì)高強(qiáng)與高性能混凝土委員會(huì).高強(qiáng)與高性能混凝土及其應(yīng)用第三屆學(xué)術(shù)討論會(huì),濟(jì)南,1998:106～114趙鐵軍.高性能混凝土的滲透性研究.清華大學(xué)博士學(xué)位論文,1997:118～129,61～85T.H.Wee,S.F.Wong,S.Swaddiwudhipong.APredictionMethodforLong-TermChlorideC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