港工混凝土结构耐久性检测内容和方法课件

港工结构检测实验

港工结构检测实验1引言港工砼结构耐久性影响因素港工砼结构耐久性损伤环境分类港工砼结构耐久性检测内容和方法港工结构检测仪器引言2混凝土结构是土木工程和水利工程领域中应用最广的一种结构形式,但在近一个世纪的使用历史中,人们发现混凝土结构都出现了不同程度的病害,导致安全性和适用性下降。

混凝土结构耐久性引起了广泛关注,成为一个新的研究热点,形成了土木工程研究领域内一门独立的新学科。混凝土结构是土木工程和水利工程领域中应3

混凝土结构耐久性是指，混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。

它决定着混凝土结构的使用寿命。

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为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源，我国海工工程量逐年上升，例如杭州湾跨海大桥工程，东海大桥工程，大、小洋山国际深水港工程，香港－深圳跨海“西部通道”等大型工程相继建设。

鉴于海洋环境对混凝土性能的特殊影响以及我国早期建设的港工工程破坏严重等情况，使海港混凝土的耐久性研究成为当前混凝土研究的重点之一。

为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资5华南港工结构破坏状况破坏等级码头名称建造时间到调查时年限破坏情况Ⅰ北海79分队码头北海6792码头196919691212大部分构件完好，少数有轻微锈点或微小裂缝。ⅡⅢ湛江麻斜1号码头湛江麻斜2号码头湛江5万吨油码头湛江麻斜4号码头汕尾集中佗盐码头1958197419721970196723791114轻微裂纹或轻微锈斑点，普遍出现顺筋裂缝或严重锈斑或流锈水。Ⅳ湛江5万吨油码头三亚港务局码头铺前海南造船码头湛江2.5万吨油码头湛江一区老码头白马井渔业公司码头197419671969195819561966197916141623251510大面积剥落，钢筋外露，部分钢筋锈断。华南港工结构破坏状况破坏等级码头名称建造时间到调查时年限破坏6镇海某码头钢筋锈蚀率前平台轨道梁前平台纵梁前平台横梁后平台纵梁后平台横梁原始直径（mm）锈后直径（mm）锈蚀率（%）2520.930.12219.025.42018.118.12521.128.82018.217.2原始直径（mm）锈后直径（mm）锈蚀率（%）2520.036.02218.628.52018.316.32523.015.42018.019.0镇海某码头钢筋锈蚀率前平台轨道梁前平台纵梁前平台横梁后平台纵7港工砼结构耐久性影响因素影响因素其它因素海水化学腐蚀钢筋锈蚀破坏冻融作用干湿循环Cl-渗透作用

碳化作用抗渗性港工砼结构耐久性影响因素影响因素其它因素海水化学钢筋锈蚀冻融8氯离子引起钢筋点蚀的腐蚀电偶示意

氯离子引起钢筋点蚀的腐蚀电偶示意9钢筋腐蚀过程示意钢筋腐蚀过程示意10铁氧化时体积的膨胀

铁氧化时体积的膨胀11港工混凝土结构损伤环境分类

海洋腐蚀环境分类海洋腐蚀环境环境条件大气区由风带来的细小海盐颗粒浪溅区潮湿供氧充分的表面，无海生物水位变动区随潮水涨落而干湿交替，通常有充足的氧气水下区浅海区，海水通常为氧饱和；深海区，含氧量变小港工混凝土结构损伤环境分类海洋腐蚀环境分类海洋腐蚀环境环境12港工混凝土结构不同部位受不同的侵蚀

港工混凝土结构不同部位受不同的侵蚀13港工混凝土结构耐久性检测内容和方法序号内容方法或采用的仪器1环境条件调查对环境温度、湿度和侵蚀性介质情况进行调查2结构使用情况调查向相关部门调查使用历史和结构上的作用情况3混凝土强度回弹法、钻芯法、超声波法、拔出法、贯入法和综合法4裂缝与缺陷超声法、声发射法、雷达法、红外线热谱法、刻度放大镜和裂缝刻度尺5化学成分和微观结构X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)和荧光法和电子微区探针分析(EEPMA)6抗渗性渗透仪7碳化深度酚酞溶液法和彩虹试剂法8Cl-含量硝酸银滴定法和硫氰酸钾溶液滴定法9含湿量微波法、电阻法和中子散射法10钢筋构件保护层厚度和钢筋位置电磁法、局部破损法、超声法和雷达法11锈蚀状态判定和锈蚀量自然电位法、极化电阻法和电阻法12变形现场静载试验法港工混凝土结构耐久性检测内容和方法序号内容方法或采用的仪器114工程中考虑的混凝土耐久性的

两个主要因素混凝土碳化氯离子扩散工程中考虑的混凝土耐久性的

两个主要因素15混凝土碳化机理

上式是碳化的主要反应方程式.大气中和工业废气废液中的CO2进入海洋后使海洋中的CO2浓度不断增加;其它酸性气体和二氧化硫（SO2）和硫化氢(H2S)也会引起混凝土碳化（准确的说是中性化）混凝土孔溶液常呈碱性,在碱性条件下,Ca(OH)2晶体的溶解速度加快混凝土碳化机理

上式是碳化的主要反应方程式.16收缩与抗压强度:碳化导致体积收缩;干湿交替环境下结构的抗压强度降低,两者共同作用使混凝土结构提前出现裂缝。碱性降低:随着碳化反应进行,混凝土中性化越来越明显,同时与海洋中的氯离子作用下,导致钢筋脱钝开始锈蚀。碳化对混凝土结构的影响碳化对混凝土结构的影响17环境：海洋是氯离子的主要环境来源，海水中通常含有3%的盐，其中主要的是氯离子。海洋环境中的碳化速度远低于Cl离子的侵入速度。Cl离子侵蚀将导致钢筋锈蚀。锈蚀机理：(1)钝化膜的破坏。Cl－是极强的去钝化剂，Cl－进入混凝土到达钢筋表面吸附于局部钝化膜处时，可使该处的pH值迅速降低，可使钢筋表面pH值降低到4以下，从而破坏钢筋表面的钝化膜。氯盐侵蚀环境：海洋是氯离子的主要环境来源，海水中通常含有3%的盐，其18港工结构检测仪器钢筋直径/保护层厚度测试

钢筋混凝土回弹检测

钢板厚度检测

港工结构检测仪器钢筋直径/保护层厚度测试19钢筋直径/保护层厚度测试PROFOMETER5钢筋直径/保护层厚度测试仪钢筋直径/保护层厚度测试PROFOMETER520钢筋混凝土回弹检测钢筋混凝土回弹检测21钢板厚度检测钢板厚度检测22港工混凝土结构耐久性检测内容和方法课件23港工结构检测实验

港工结构检测实验24引言港工砼结构耐久性影响因素港工砼结构耐久性损伤环境分类港工砼结构耐久性检测内容和方法港工结构检测仪器引言25混凝土结构是土木工程和水利工程领域中应用最广的一种结构形式,但在近一个世纪的使用历史中,人们发现混凝土结构都出现了不同程度的病害,导致安全性和适用性下降。

混凝土结构耐久性引起了广泛关注,成为一个新的研究热点,形成了土木工程研究领域内一门独立的新学科。混凝土结构是土木工程和水利工程领域中应26

混凝土结构耐久性是指，混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。

它决定着混凝土结构的使用寿命。

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为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资源，我国海工工程量逐年上升，例如杭州湾跨海大桥工程，东海大桥工程，大、小洋山国际深水港工程，香港－深圳跨海“西部通道”等大型工程相继建设。

鉴于海洋环境对混凝土性能的特殊影响以及我国早期建设的港工工程破坏严重等情况，使海港混凝土的耐久性研究成为当前混凝土研究的重点之一。

为了建设全国乃至世界的物流中心和开发海洋自然资28华南港工结构破坏状况破坏等级码头名称建造时间到调查时年限破坏情况Ⅰ北海79分队码头北海6792码头196919691212大部分构件完好，少数有轻微锈点或微小裂缝。ⅡⅢ湛江麻斜1号码头湛江麻斜2号码头湛江5万吨油码头湛江麻斜4号码头汕尾集中佗盐码头1958197419721970196723791114轻微裂纹或轻微锈斑点，普遍出现顺筋裂缝或严重锈斑或流锈水。Ⅳ湛江5万吨油码头三亚港务局码头铺前海南造船码头湛江2.5万吨油码头湛江一区老码头白马井渔业公司码头197419671969195819561966197916141623251510大面积剥落，钢筋外露，部分钢筋锈断。华南港工结构破坏状况破坏等级码头名称建造时间到调查时年限破坏29镇海某码头钢筋锈蚀率前平台轨道梁前平台纵梁前平台横梁后平台纵梁后平台横梁原始直径（mm）锈后直径（mm）锈蚀率（%）2520.930.12219.025.42018.118.12521.128.82018.217.2原始直径（mm）锈后直径（mm）锈蚀率（%）2520.036.02218.628.52018.316.32523.015.42018.019.0镇海某码头钢筋锈蚀率前平台轨道梁前平台纵梁前平台横梁后平台纵30港工砼结构耐久性影响因素影响因素其它因素海水化学腐蚀钢筋锈蚀破坏冻融作用干湿循环Cl-渗透作用

碳化作用抗渗性港工砼结构耐久性影响因素影响因素其它因素海水化学钢筋锈蚀冻融31氯离子引起钢筋点蚀的腐蚀电偶示意

氯离子引起钢筋点蚀的腐蚀电偶示意32钢筋腐蚀过程示意钢筋腐蚀过程示意33铁氧化时体积的膨胀

铁氧化时体积的膨胀34港工混凝土结构损伤环境分类

海洋腐蚀环境分类海洋腐蚀环境环境条件大气区由风带来的细小海盐颗粒浪溅区潮湿供氧充分的表面，无海生物水位变动区随潮水涨落而干湿交替，通常有充足的氧气水下区浅海区，海水通常为氧饱和；深海区，含氧量变小港工混凝土结构损伤环境分类海洋腐蚀环境分类海洋腐蚀环境环境35港工混凝土结构不同部位受不同的侵蚀

港工混凝土结构不同部位受不同的侵蚀36港工混凝土结构耐久性检测内容和方法序号内容方法或采用的仪器1环境条件调查对环境温度、湿度和侵蚀性介质情况进行调查2结构使用情况调查向相关部门调查使用历史和结构上的作用情况3混凝土强度回弹法、钻芯法、超声波法、拔出法、贯入法和综合法4裂缝与缺陷超声法、声发射法、雷达法、红外线热谱法、刻度放大镜和裂缝刻度尺5化学成分和微观结构X射线衍射分析、扫描电镜(SEM)和荧光法和电子微区探针分析(EEPMA)6抗渗性渗透仪7碳化深度酚酞溶液法和彩虹试剂法8Cl-含量硝酸银滴定法和硫氰酸钾溶液滴定法9含湿量微波法、电阻法和中子散射法10钢筋构件保护层厚度和钢筋位置电磁法、局部破损法、超声法和雷达法11锈蚀状态判定和锈蚀量自然电位法、极化电阻法和电阻法12变形现场静载试验法港工混凝土结构耐久性检测内容和方法序号内容方法或采用的仪器137工程中考虑的混凝土耐久性的

两个主要因素混凝土碳化氯离子扩散工程中考虑的混凝土耐久性的

两个主要因素38混凝土碳化机理

上式是碳化的主要反应方程式.大气中和工业废气废液中的CO2进入海洋后使海洋中的CO2浓度不断增加;其它酸性气体和二氧化硫（SO2）和硫化氢(H2S)也会引起混凝土碳化（准确的说是中性化）混凝土孔溶液常呈碱性,在碱性条件下,Ca(OH)2晶体的溶解速度加快混凝土碳化机理

上式是碳化的主要反应方程式.39收缩与抗压强度:碳化导致体积收缩;干湿交替环境下结构的抗压强度降低,两者共同作用使混凝土结构提前出现裂缝。碱性降低:随着碳化反应进行,混凝土中性化越来越明显,同时与海洋中的氯离子作用下,导致钢筋脱钝开始锈蚀。碳化对混凝土结构的影响碳化对混凝土结构的影响40环境：海洋是氯离子的主要环境来源，海水中通常含有3%的盐，其中主要的是氯离子。海洋环境中的碳化速度远低于Cl离子的侵入速度。Cl离子侵蚀将导致钢筋锈蚀。锈蚀机理：(1)钝化膜的破坏。Cl－是极强的去钝化剂，Cl－进入混凝土到达钢筋表面吸附于局部钝化膜处