港工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法課件

港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)1引言港工砼結(jié)構(gòu)耐久性影響因素港工砼結(jié)構(gòu)耐久性損傷環(huán)境分類港工砼結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器引言2混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程和水利工程領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的一種結(jié)構(gòu)形式,但在近一個(gè)世紀(jì)的使用歷史中,人們發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了不同程度的病害,導(dǎo)致安全性和適用性下降。

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性引起了廣泛關(guān)注,成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn),形成了土木工程研究領(lǐng)域內(nèi)一門獨(dú)立的新學(xué)科?；炷两Y(jié)構(gòu)是土木工程和水利工程領(lǐng)域中應(yīng)3

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指，混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持其安全、使用功能和外觀要求的能力。

它決定著混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

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為了建設(shè)全國(guó)乃至世界的物流中心和開(kāi)發(fā)海洋自然資源，我國(guó)海工工程量逐年上升，例如杭州灣跨海大橋工程，東海大橋工程，大、小洋山國(guó)際深水港工程，香港－深圳跨?！拔鞑客ǖ馈钡却笮凸こ滔嗬^建設(shè)。

鑒于海洋環(huán)境對(duì)混凝土性能的特殊影響以及我國(guó)早期建設(shè)的港工工程破壞嚴(yán)重等情況，使海港混凝土的耐久性研究成為當(dāng)前混凝土研究的重點(diǎn)之一。

為了建設(shè)全國(guó)乃至世界的物流中心和開(kāi)發(fā)海洋自然資5華南港工結(jié)構(gòu)破壞狀況破壞等級(jí)碼頭名稱建造時(shí)間到調(diào)查時(shí)年限破壞情況Ⅰ北海79分隊(duì)碼頭北海6792碼頭196919691212大部分構(gòu)件完好，少數(shù)有輕微銹點(diǎn)或微小裂縫。ⅡⅢ湛江麻斜1號(hào)碼頭湛江麻斜2號(hào)碼頭湛江5萬(wàn)噸油碼頭湛江麻斜4號(hào)碼頭汕尾集中佗鹽碼頭1958197419721970196723791114輕微裂紋或輕微銹斑點(diǎn)，普遍出現(xiàn)順筋裂縫或嚴(yán)重銹斑或流銹水。Ⅳ湛江5萬(wàn)噸油碼頭三亞港務(wù)局碼頭鋪前海南造船碼頭湛江2.5萬(wàn)噸油碼頭湛江一區(qū)老碼頭白馬井漁業(yè)公司碼頭197419671969195819561966197916141623251510大面積剝落，鋼筋外露，部分鋼筋銹斷。華南港工結(jié)構(gòu)破壞狀況破壞等級(jí)碼頭名稱建造時(shí)間到調(diào)查時(shí)年限破壞6鎮(zhèn)海某碼頭鋼筋銹蝕率前平臺(tái)軌道梁前平臺(tái)縱梁前平臺(tái)橫梁后平臺(tái)縱梁后平臺(tái)橫梁原始直徑（mm）銹后直徑（mm）銹蝕率（%）2520.930.12219.025.42018.118.12521.128.82018.217.2原始直徑（mm）銹后直徑（mm）銹蝕率（%）2520.036.02218.628.52018.316.32523.015.42018.019.0鎮(zhèn)海某碼頭鋼筋銹蝕率前平臺(tái)軌道梁前平臺(tái)縱梁前平臺(tái)橫梁后平臺(tái)縱7港工砼結(jié)構(gòu)耐久性影響因素影響因素其它因素海水化學(xué)腐蝕鋼筋銹蝕破壞凍融作用干濕循環(huán)Cl-滲透作用

碳化作用抗?jié)B性港工砼結(jié)構(gòu)耐久性影響因素影響因素其它因素海水化學(xué)鋼筋銹蝕凍融8氯離子引起鋼筋點(diǎn)蝕的腐蝕電偶示意

氯離子引起鋼筋點(diǎn)蝕的腐蝕電偶示意9鋼筋腐蝕過(guò)程示意鋼筋腐蝕過(guò)程示意10鐵氧化時(shí)體積的膨脹

鐵氧化時(shí)體積的膨脹11港工混凝土結(jié)構(gòu)損傷環(huán)境分類

海洋腐蝕環(huán)境分類海洋腐蝕環(huán)境環(huán)境條件大氣區(qū)由風(fēng)帶來(lái)的細(xì)小海鹽顆粒浪濺區(qū)潮濕供氧充分的表面，無(wú)海生物水位變動(dòng)區(qū)隨潮水漲落而干濕交替，通常有充足的氧氣水下區(qū)淺海區(qū)，海水通常為氧飽和；深海區(qū)，含氧量變小港工混凝土結(jié)構(gòu)損傷環(huán)境分類海洋腐蝕環(huán)境分類海洋腐蝕環(huán)境環(huán)境12港工混凝土結(jié)構(gòu)不同部位受不同的侵蝕

港工混凝土結(jié)構(gòu)不同部位受不同的侵蝕13港工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法序號(hào)內(nèi)容方法或采用的儀器1環(huán)境條件調(diào)查對(duì)環(huán)境溫度、濕度和侵蝕性介質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查2結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查向相關(guān)部門調(diào)查使用歷史和結(jié)構(gòu)上的作用情況3混凝土強(qiáng)度回彈法、鉆芯法、超聲波法、拔出法、貫入法和綜合法4裂縫與缺陷超聲法、聲發(fā)射法、雷達(dá)法、紅外線熱譜法、刻度放大鏡和裂縫刻度尺5化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)X射線衍射分析、掃描電鏡(SEM)和熒光法和電子微區(qū)探針?lè)治?EEPMA)6抗?jié)B性滲透儀7碳化深度酚酞溶液法和彩虹試劑法8Cl-含量硝酸銀滴定法和硫氰酸鉀溶液滴定法9含濕量微波法、電阻法和中子散射法10鋼筋構(gòu)件保護(hù)層厚度和鋼筋位置電磁法、局部破損法、超聲法和雷達(dá)法11銹蝕狀態(tài)判定和銹蝕量自然電位法、極化電阻法和電阻法12變形現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)法港工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法序號(hào)內(nèi)容方法或采用的儀器114工程中考慮的混凝土耐久性的

兩個(gè)主要因素混凝土碳化氯離子擴(kuò)散工程中考慮的混凝土耐久性的

兩個(gè)主要因素15混凝土碳化機(jī)理

上式是碳化的主要反應(yīng)方程式.大氣中和工業(yè)廢氣廢液中的CO2進(jìn)入海洋后使海洋中的CO2濃度不斷增加;其它酸性氣體和二氧化硫（SO2）和硫化氫(H2S)也會(huì)引起混凝土碳化（準(zhǔn)確的說(shuō)是中性化）混凝土孔溶液常呈堿性,在堿性條件下,Ca(OH)2晶體的溶解速度加快混凝土碳化機(jī)理

上式是碳化的主要反應(yīng)方程式.16收縮與抗壓強(qiáng)度:碳化導(dǎo)致體積收縮;干濕交替環(huán)境下結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度降低,兩者共同作用使混凝土結(jié)構(gòu)提前出現(xiàn)裂縫。堿性降低:隨著碳化反應(yīng)進(jìn)行,混凝土中性化越來(lái)越明顯,同時(shí)與海洋中的氯離子作用下,導(dǎo)致鋼筋脫鈍開(kāi)始銹蝕。碳化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響碳化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響17環(huán)境：海洋是氯離子的主要環(huán)境來(lái)源，海水中通常含有3%的鹽，其中主要的是氯離子。海洋環(huán)境中的碳化速度遠(yuǎn)低于Cl離子的侵入速度。Cl離子侵蝕將導(dǎo)致鋼筋銹蝕。銹蝕機(jī)理：(1)鈍化膜的破壞。Cl－是極強(qiáng)的去鈍化劑，Cl－進(jìn)入混凝土到達(dá)鋼筋表面吸附于局部鈍化膜處時(shí)，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，從而破壞鋼筋表面的鈍化膜。氯鹽侵蝕環(huán)境：海洋是氯離子的主要環(huán)境來(lái)源，海水中通常含有3%的鹽，其18港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試

鋼筋混凝土回彈檢測(cè)

鋼板厚度檢測(cè)

港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試19鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試PROFOMETER5鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試儀鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試PROFOMETER520鋼筋混凝土回彈檢測(cè)鋼筋混凝土回彈檢測(cè)21鋼板厚度檢測(cè)鋼板厚度檢測(cè)22港工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法課件23港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)24引言港工砼結(jié)構(gòu)耐久性影響因素港工砼結(jié)構(gòu)耐久性損傷環(huán)境分類港工砼結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法港工結(jié)構(gòu)檢測(cè)儀器引言25混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程和水利工程領(lǐng)域中應(yīng)用最廣的一種結(jié)構(gòu)形式,但在近一個(gè)世紀(jì)的使用歷史中,人們發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了不同程度的病害,導(dǎo)致安全性和適用性下降。

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性引起了廣泛關(guān)注,成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn),形成了土木工程研究領(lǐng)域內(nèi)一門獨(dú)立的新學(xué)科。混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程和水利工程領(lǐng)域中應(yīng)26

混凝土結(jié)構(gòu)耐久性是指，混凝土結(jié)構(gòu)在自然環(huán)境、使用環(huán)境及材料內(nèi)部因素的作用下，在設(shè)計(jì)要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而保持其安全、使用功能和外觀要求的能力。

它決定著混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。

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為了建設(shè)全國(guó)乃至世界的物流中心和開(kāi)發(fā)海洋自然資源，我國(guó)海工工程量逐年上升，例如杭州灣跨海大橋工程，東海大橋工程，大、小洋山國(guó)際深水港工程，香港－深圳跨?！拔鞑客ǖ馈钡却笮凸こ滔嗬^建設(shè)。

鑒于海洋環(huán)境對(duì)混凝土性能的特殊影響以及我國(guó)早期建設(shè)的港工工程破壞嚴(yán)重等情況，使海港混凝土的耐久性研究成為當(dāng)前混凝土研究的重點(diǎn)之一。

為了建設(shè)全國(guó)乃至世界的物流中心和開(kāi)發(fā)海洋自然資28華南港工結(jié)構(gòu)破壞狀況破壞等級(jí)碼頭名稱建造時(shí)間到調(diào)查時(shí)年限破壞情況Ⅰ北海79分隊(duì)碼頭北海6792碼頭196919691212大部分構(gòu)件完好，少數(shù)有輕微銹點(diǎn)或微小裂縫。ⅡⅢ湛江麻斜1號(hào)碼頭湛江麻斜2號(hào)碼頭湛江5萬(wàn)噸油碼頭湛江麻斜4號(hào)碼頭汕尾集中佗鹽碼頭1958197419721970196723791114輕微裂紋或輕微銹斑點(diǎn)，普遍出現(xiàn)順筋裂縫或嚴(yán)重銹斑或流銹水。Ⅳ湛江5萬(wàn)噸油碼頭三亞港務(wù)局碼頭鋪前海南造船碼頭湛江2.5萬(wàn)噸油碼頭湛江一區(qū)老碼頭白馬井漁業(yè)公司碼頭197419671969195819561966197916141623251510大面積剝落，鋼筋外露，部分鋼筋銹斷。華南港工結(jié)構(gòu)破壞狀況破壞等級(jí)碼頭名稱建造時(shí)間到調(diào)查時(shí)年限破壞29鎮(zhèn)海某碼頭鋼筋銹蝕率前平臺(tái)軌道梁前平臺(tái)縱梁前平臺(tái)橫梁后平臺(tái)縱梁后平臺(tái)橫梁原始直徑（mm）銹后直徑（mm）銹蝕率（%）2520.930.12219.025.42018.118.12521.128.82018.217.2原始直徑（mm）銹后直徑（mm）銹蝕率（%）2520.036.02218.628.52018.316.32523.015.42018.019.0鎮(zhèn)海某碼頭鋼筋銹蝕率前平臺(tái)軌道梁前平臺(tái)縱梁前平臺(tái)橫梁后平臺(tái)縱30港工砼結(jié)構(gòu)耐久性影響因素影響因素其它因素海水化學(xué)腐蝕鋼筋銹蝕破壞凍融作用干濕循環(huán)Cl-滲透作用

碳化作用抗?jié)B性港工砼結(jié)構(gòu)耐久性影響因素影響因素其它因素海水化學(xué)鋼筋銹蝕凍融31氯離子引起鋼筋點(diǎn)蝕的腐蝕電偶示意

氯離子引起鋼筋點(diǎn)蝕的腐蝕電偶示意32鋼筋腐蝕過(guò)程示意鋼筋腐蝕過(guò)程示意33鐵氧化時(shí)體積的膨脹

鐵氧化時(shí)體積的膨脹34港工混凝土結(jié)構(gòu)損傷環(huán)境分類

海洋腐蝕環(huán)境分類海洋腐蝕環(huán)境環(huán)境條件大氣區(qū)由風(fēng)帶來(lái)的細(xì)小海鹽顆粒浪濺區(qū)潮濕供氧充分的表面，無(wú)海生物水位變動(dòng)區(qū)隨潮水漲落而干濕交替，通常有充足的氧氣水下區(qū)淺海區(qū)，海水通常為氧飽和；深海區(qū)，含氧量變小港工混凝土結(jié)構(gòu)損傷環(huán)境分類海洋腐蝕環(huán)境分類海洋腐蝕環(huán)境環(huán)境35港工混凝土結(jié)構(gòu)不同部位受不同的侵蝕

港工混凝土結(jié)構(gòu)不同部位受不同的侵蝕36港工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法序號(hào)內(nèi)容方法或采用的儀器1環(huán)境條件調(diào)查對(duì)環(huán)境溫度、濕度和侵蝕性介質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)查2結(jié)構(gòu)使用情況調(diào)查向相關(guān)部門調(diào)查使用歷史和結(jié)構(gòu)上的作用情況3混凝土強(qiáng)度回彈法、鉆芯法、超聲波法、拔出法、貫入法和綜合法4裂縫與缺陷超聲法、聲發(fā)射法、雷達(dá)法、紅外線熱譜法、刻度放大鏡和裂縫刻度尺5化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)X射線衍射分析、掃描電鏡(SEM)和熒光法和電子微區(qū)探針?lè)治?EEPMA)6抗?jié)B性滲透儀7碳化深度酚酞溶液法和彩虹試劑法8Cl-含量硝酸銀滴定法和硫氰酸鉀溶液滴定法9含濕量微波法、電阻法和中子散射法10鋼筋構(gòu)件保護(hù)層厚度和鋼筋位置電磁法、局部破損法、超聲法和雷達(dá)法11銹蝕狀態(tài)判定和銹蝕量自然電位法、極化電阻法和電阻法12變形現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)法港工混凝土結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)內(nèi)容和方法序號(hào)內(nèi)容方法或采用的儀器137工程中考慮的混凝土耐久性的

兩個(gè)主要因素混凝土碳化氯離子擴(kuò)散工程中考慮的混凝土耐久性的

兩個(gè)主要因素38混凝土碳化機(jī)理

上式是碳化的主要反應(yīng)方程式.大氣中和工業(yè)廢氣廢液中的CO2進(jìn)入海洋后使海洋中的CO2濃度不斷增加;其它酸性氣體和二氧化硫（SO2）和硫化氫(H2S)也會(huì)引起混凝土碳化（準(zhǔn)確的說(shuō)是中性化）混凝土孔溶液常呈堿性,在堿性條件下,Ca(OH)2晶體的溶解速度加快混凝土碳化機(jī)理

上式是碳化的主要反應(yīng)方程式.39收縮與抗壓強(qiáng)度:碳化導(dǎo)致體積收縮;干濕交替環(huán)境下結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度降低,兩者共同作用使混凝土結(jié)構(gòu)提前出現(xiàn)裂縫。堿性降低:隨著碳化反應(yīng)進(jìn)行,混凝土中性化越來(lái)越明顯,同時(shí)與海洋中的氯離子作用下,導(dǎo)致鋼筋脫鈍開(kāi)始銹蝕。碳化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響碳化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響40環(huán)境：海洋是氯離子的主要環(huán)境來(lái)源，海水中通常含有3%的鹽，其中主要的是氯離子。海洋環(huán)境中的碳化速度遠(yuǎn)低于Cl離子的侵入速度。Cl離子侵蝕將導(dǎo)致鋼筋銹蝕。銹蝕機(jī)理：(1)鈍化膜的破壞。Cl－是極強(qiáng)的去鈍化劑，Cl－進(jìn)入混凝土到達(dá)鋼筋表面吸附于局部鈍化膜處