关于城市混凝土桥梁结构抗冻耐久性后评估的

北京市交通工程重点实验室关于城市混凝土桥梁结构抗冻

耐久性后评估的研究张金喜2主要内容4关于混凝土材料耐久性问题1235混凝土桥梁结构抗冻性后评估的现状与问题气泡间隔系数与抗冻耐久性指数的关系研究

混凝土结构抗冻性后评估的指导程序与方法结论及建议31关于混凝土材料耐久性问题对于道路而言，桥梁是不可或缺的一部分。特别是在高速度、大容量的城市快速路和高速公路中，桥梁结构的安全性和耐久性更是道路畅通的关键所在。

以北京为例，城区立交桥数目已达到200余座，已建成的桥梁中，90%以上的结构均是混凝土结构。4众多实例表明，混凝土结构过早破坏的事例已经屡见不鲜，混凝土结构的破坏除强度因素外，混凝土材料耐久性不足是一个主要原因，正面临着严重的“耐久性危机”。混凝土的冻融破坏混凝土材料耐久性问题碱-骨料反应混凝土的碳化化学侵蚀混凝土中钢筋锈蚀混凝土的表面磨损盐冻破坏、冰冻破坏、钢筋锈蚀是我国混凝土桥梁结构面临的最为严重的耐久性问题！1关于混凝土材料耐久性问题5骨料露出析白1关于混凝土材料耐久性问题6冻害1关于混凝土材料耐久性问题7盐害1关于混凝土材料耐久性问题8碱骨料反应1关于混凝土材料耐久性问题9桥梁混凝土结构自身特点多为薄壁结构，自身断面小；同时遭受自然环境和行车荷载的双重作用；冬季经常在桥面上撒除冰盐，盐和冻共同作用，加速了混凝土的冻融破坏。西直门匝道桥（1980年建成）悬臂大面积的混凝土片状剥落，骨料外露，是比较明显的冻融破坏现象。盐冻破坏和冰冻破坏是桥梁混凝土结构面临的最重要的耐久性问题之一。1关于混凝土材料耐久性问题10在抗个冻性贪方面矩需要劈燕大力钻开展愉的工避作抗冻票耐久顺性是辅水泥夺混凝硬土最灵重要腹的耐均久性扎指标摘；我杆国的亩基础懒研究椅相对裂薄弱皂，急若需针职对我暑国的浪情况辈开展框深入绣研究哈；对在抗役混寄凝土朗桥梁句结构嫩的抗弟冻性男能进旺行科观学的唱调查巧、监蹦测和拢评估典，从徒而“对症挖下药”，是向一项芳意义做重大辟的基清础性巩工作任。新建跳工程欧中，叔对抗支冻耐窄久性虚的快昼速检丝式测和诊判定扯，保讽证工号程进某度和精工程葡质量抚。1关于怒混凝甘土材滴料耐痒久性铅问题112混凝贫土结碑构抗借冻性慰后评遭估的壮现状度与问偿题混凝脆土冻岔融破吊坏流轿程图压力太大！内部有较小的孔隙，水分没有冻结，舒服！122混凝殿土结供构抗共冻性乓后评券估的各现状固与问麦题混凝悠土抗商冻性物评价哈方法刚（直乳接法付和间笔接法投）直接急评价撇方法幅：进行汤冻融奶试验悉，以炼抗冻档次数夺、抗窝冻标帽号或彩抗冻垒耐久工性指海数DF值来较评价右混凝戴土抗零冻性返。快冻支法美国AS赤TM欣C税66圆6（A法：凶水中处快冻停水中专融化智；B法：四空气爬中冻上结水碑中融谦化）我国《水工械混凝顺土试倾验规键程（DL51搜50筑-2票00段1）》、《公路掘工程举水泥卫及水淹泥混妇凝土位试验竞规程星（JT被G赞E3银0-闷20首05）》、《普通统混凝阿土长研期性剧能和更耐久警性能杠试验享方法轮（GB约J8质2—指85）》均列萄入此喂方法然。快冻殖法适坐用于搬以动摊弹性模模量吧、质烦量损旅失率誓和相樱对耐角久性淘指数旧作为卷指标杂评定计混凝玻土抗衬冻性延的试贸验逝。对倚耐久红性好夺能经遥受数秋百次表冻融墙循环寇的混桑凝土浅，需宽要两袄三个乱月的笑试验播时间溜，周给期长安，能尽耗大反，人伐力投境入大捆。132混凝拍土结哈构抗内冻性宋后评堪估的秋现状炊与问忧题快冻肿试验宫使用施的冻克融试蹄验机茶和动般弹性倘模量融测定漂仪冻融她试验倾机动弹矩性模堪量测述定仪142混凝黄土结买构抗远冻性弦后评境估的拾现状写与问葛题直接鸽评价符方法挤：慢冻艳法前苏皇联和蕉东欧脂国家滴采用堂慢冻垂法，嫩我国《水工疏混凝舌土试训验规扩程（S阅D10滩5-天82）》，《普通耀混凝渴土长雪期性娱能和衰耐久策性能猾试验飘方法猪（GB胀J8萍2—蒜85）》中也迹列入泄慢冻茅法。慢冻散法适墨用于削以抗胖压强寄度作咏为评禾定指牺标的疲混凝引土抗页冻性括试验践。以代强度闸损失沙率不际超过25背%的冻击融循酸环次柳数划债分混架凝土弊的抗刚冻标按号。慢冻走法的爆冻结厘状态持模拟种实际粪环境贱，在庙空气覆中冻匀结。但存霜在试烛验周州期更忙长、圣工作天量大茫、试孙验误机差大矿等缺舞点，掘目前亿国内观各行隶业规茅范正谷逐步乡丰取消翅慢冻牙法，拣改用徐快冻上法。152混凝旱土结瓦构抗队冻性光后评络估的散现状摇与问盏题间接霞评价溜方法违：通过锐进行蔽混凝瞧土内锹部孔灶隙结暑构（松气泡际特征责参数光）分蜡析，阵进行诉间接没评定朴。美国AS刊TM野C摧4耀57贩-7静1气泡疫特征数参数夫法我国《水工杯混凝垫土试传验规春程》中列趴出了转气泡宿特征衫参数盾的人钓工显摸微镜压测定煤方法锣。气泡承特征坛参数母法与漠“快方冻试马验”提相比骂具有模周期寨短、殖能耗真低等圈优点之，特伞别是云基于敌图像笑识别幸的硬岗化混翅凝土茶气泡润特征咬参数坏自动冷测试醋技术捞的出乏现，计使其推具有牺相当候广阔街的前畏景屑。162混凝腐土结的构抗鹊冻性宁后评合估的皱现状亮与问慰题硬化霸混凝拘土的辈气泡午体系彼特征瓜参数烤对混帖凝土航抗冻妄性有炎着显输著的军本质毅影响避，表旺征硬星化混裙凝土歌气泡溉体系遣特征菠的参援数主延要有伶三个摊，即烛含气泰量、构气泡梅比表萌面积附（或局平均坡气泡企直径纸）和鸽气泡腐间隔廊系数虏，其堡中气盯泡间蒸隔系教数最恢为重例要，丙气泡浇间隔们系数陡值就吸越小闹，则舌混凝您土抗满冻性忍能越屋好。气泡歉特征撇参数浓是研采究混韵凝土悔抗冻汪性的刷有效源途径触和方闯法。172混凝喂土结先构抗漆冻性眉后评佩估的政现状好与问乳题《水工择混凝筑土试猫验规串程》中有凝关于魂气泡体特征变参数报的测谊试和此计算逆方法刺，但转主要籍是采韵用光盒学显轿微镜渠人工烧测试翠，非康常繁锡复、扰费时羞、测丘试误组差较株大。受测陶试手昼段等避因素匪的局勇限，橡国内太关于干硬化枕混凝奋土气圾泡特遵征参蝴数方挑面的久研究曲还很循不系头统，眯数据市很少百，或山仅来死源于摆国外溪文献坑。“混舱凝土恢结构苦耐久险性设第计与毕施工渣指南趁”（CC劈燕ES蚂01馋-2坝00结4）规墓定：劝冻融乏环境涉下的栋引气煌混凝唐土，洋其气耀泡间施距系狠数（丹平均菜值）芦在高沃度饱倾水、宏中度疤饱水仓和盐浴冻条办件下追宜不丧大于25究0、30披0和20矛0μ恳m。规范禁中虽灿然提缺出了彩硬化须混凝冲土气弹泡间解隔系庙数指械标要垫求，帜但显蛇然还狐过于蚕简单慢和笼涉统，控远不旧能满散足混波凝土侮实体棚抗冻佳性后怒评估图工作赌的实笛际需您要。182混凝童土结拍构抗如冻性呀后评娱估的尾现状胃与问抛题对新脱竣工境的混握凝土蔽工程历进行微抗冻茄质量冠验收应，以咽及对赴在役忍混凝说土建难筑物览抗冻惭耐久父性进重行调盆查、加监测握，均嚷属于菊抗冻押性后歪评估涝的范勉畴。新开补工混培凝土遣设施码可以临同时猪制备央抗冻欠性试断样，段进行译抗冻存性实哥验。疾但是冶时间称长，薄实验族需要3个月帽，试瓜验结漫果出窗来后咳混凝病土施合工已华经完臣成，芳不能经起到匪质量侵控制朝作用饺。对于擦在用宴混凝踏土设序施，愤通过灾取芯伸采取羞混凝请土抗文冻实趋验的位试样间进行争抗冻骨性实镜验，般但试疯验结念果缺户乏准烫确性欧。建设毯部《混凝绣土结遭构耐领久性椅设计考规范前（征界求意笨见稿弊）》中明楚确提瘦出“创从现厚场的塌硬化渔混凝那土可题取芯浊测定循气泡假间隔街系数村，但蜡不能抖用于缠抗冻怨耐久握性指输数DF值的垫测定杰”192混凝府土结王构抗暮冻性冬后评起估的轰现状甜与问捕题气泡要特征兼参数钉测试坏手段件落后缺少次标准麦的评侵估程俯序和震方法关于末混凝液土气卷泡特确征参赛数与卫抗冻耐秩久性第的基渣础性暮研究业不足混凝捕土实敲体抗县冻性余后评喂估在铜我国烤的开丢展并屑不广伙泛；在桥丢梁混渔凝土备结构拖上的俱应用什更是良鲜有使所闻荒。本文裕通过爪试验饿对有疤关问衬题进劝行了付研究至和探催讨，肌以期旦对混耻凝土洲实体谈抗冻挂性后折评估陈的开谦展有即所裨枯益。冻融欣法不婚能用鉴于抗裤冻性鞭后评巨估203气泡扮间隔常系数肢与抗义冻耐材久性剥指数腿的关失系研盼究原材馋料水泥父：北水我京都42发.5级普辈硅水驳泥。粗集压料：5～25倾mm连续枪级配隔碎石羞，石极粉含仔量0.刺4%，压思碎指粘标5.路5%。细集冷料：细砂思，细悄度模季数1.权0，属旨特细露砂；峰机制光砂，甜细度碌模数3.衬5，属Ⅰ区粗祝砂。粉煤厕灰：山东旬德州越华能Ⅰ级低衣钙粉变煤灰独。减水雄剂：SH捎P-烧1缓凝践型减植水剂水。引气践剂：选用哥国内右常用停的三艇种品蒙牌引待气剂A：皂慈素类僚引气耍剂，劳非离孙子型躺表面拴活性悬剂，凡主要缝成份雹三萜坟皂甙蔑，褐驶色粉淋剂；B：松叨香类失引气束剂，央阴离性子表贞面活睛性剂步，主裹要成术份改稳性松嘉香酸也盐，虹棕色躺液体隆；C：松秧香类巡寿引气冶剂，舌阴离否子表慈面活摔性剂竟，主强要成剃份松仪香热王聚物扭，液即体。213气泡魔间隔扫系数同与抗释冻耐肯久性脏指数竿的关桌系研妖究引气票混凝凭土配堵合比水胶比砂率/%材料用量/（Kg/m3）减水剂/%水水泥粉煤灰机制砂细砂碎石0.60461802406034852110211.00.50451752807042242210311.00.40411703408537437410771.0试验口方案糊与试求验方智法对水镰胶比姓为0.并60、0.卖50和0.勾40的27组引对气混勤凝土现及11组非腹引气唇混凝钞土进钱行了照新拌印混凝掏土含私气量锡、抗阵冻耐夹久性昆指数客及硬柿化混勤凝土闸气泡邻特征汁参数蹄的测狐定。杂试件饶采取泡统一胞成型踢制度庙（低英频振形动台15蚂~2史0s），显设计朋含气洁量为0~丧2%（基炒准，爪非引集气混撞凝土极）、3~拨4%、4~暮5%、5~鞭6%四个专等级境。223气泡介间隔伍系数津与抗忠冻耐贸久性劈燕指数龙的关芽系研筝究含气把量及开抗冻蔽性试委验混凝活土抗午冻性雾试验混凝词土拌考合物嫂含气驰量试滥验按照《公路之工程仿水泥铸及水龟泥混灵凝土鹿试验填规程(J荐TG勇E炎30具-2必00杯5)该》的相隐关规太定进厌行233气泡灾间隔宵系数掘与抗付冻耐滥久性旅指数拨的关镜系研桥究硬化增混凝跃土气袍泡特铁征参甘数试坚验混凝乖土试份样的史测试柱范围瓦为60榴mm倘×6桥0m惑m，圆血形度由值取0.刚6，像阔素删川除标滩准取10个像保素，忆二值称化阈谦值根互据具浅体情调况取20哑0左右成。MIC-840-01型硬化混凝土孔隙结构分析仪硬化混凝土气泡分布的数字图像气泡特征参数测试过程24气泡干间隔零系数搂自动览测试房诚设备253气泡峡间隔走系数妥与抗卖冻耐猜久性蛇指数恳的关幕系研谊究混凝后土抗数冻耐季久性抄指数DF值随馅气泡字间隔棕系数周的增绢大而轮迅速剩减小热，抗蜡冻耐邻久性坝指数送与气荒泡间画隔系检数呈纯指数食分布篇的关改系姻。相关涂系数R=妇0.雹97，n=萄38263气泡夸间隔汪系数绝与抗妇冻耐洁久性副指数盾的关黑系研味究273气泡服间隔况系数拣与抗氏冻耐蹲久性甚指数菌的关葵系研惑究对引搭气混贪凝土铺而言色，当趣气泡傲间隔腥系数慨小于25丈0μ升m时，修耐久脑性指桌数DF值均备可大隐于60绳%（其获中，啦水胶泽比为0.宗40的混挑凝土泛耐久丑性指兔数DF值大年于80纲%），蚁属于糖抗冻谁合格罚混凝沿土的论范围唤；当气掌泡间仅隔系却数落戒在25寸0μ村m～35诵0μ粉m之间从时，茅是一样个模业糊区病域，禁耐久样性指腐数DF值大舒致在40旺%～80滚%范围摊内偏匆移；当气释泡间像隔系望数大躺于35糠0μ纤m时，鸟耐久虽性指农数DF值均浇小于40浑%，属毒于抗盟冻不怠合格犁混凝暂土的伯范围煮。非引箩气混周凝土护的气胞泡间浮隔系企数基派本在50刊0μ孤m以上壶，耐岩久性里指数DF值小使于20唯%。28抗冻理耐久冈性指醒数不貌仅取巴决于夸混凝快土的牺气泡昂间距浊，还鼻直接司取决州于水赢灰比嗓。水菠灰比分降低粱，则范混凝溪土内暗部可蛋冻水序的含激量减坦少，钟抗压拦强度指增大现，有灵利于补抵抗昏冻融址破坏题产生稻的压性力，粱提高欺混凝休土的辫抗冻茫性。Ok摧ad后a的研既究表哈明，振水灰铜比小众于0.史35和抗旧压强辫度大锋于80晕MP抱a的混颂凝土膝，都肺可认付为是挑抗冻妹的，殖甚至犯可以厅不引太气，丸尽管卷其气粉泡间轮隔系河数可荷能远滩高于宏混凝泛土的贿公认值值报。293气泡搞间隔搅系数初与抗镜冻耐关久性摇指数铁的关丽系研陡究对于课模糊央区，酱其抗循冻耐斩久性霜指数熟可进鸟一步羽通过逐水灰哭比来耍划分;本论赶文仅弓对水味灰比筛大于0.壮40的混戒凝土管气泡制间隔反系数血与抗桌冻耐懒久性祥指数优的关斤系进性行了王研究家，其学规律滴并不诵适用爷于强隙度大直于80煮Mp草a的高款强混婚凝土避。303气泡通间隔她系数姜与抗趁冻耐枯久性旧指数澡的关贼系研碍究此划岁分仅默适用捉于水适灰比际在0.杂40以上吐的普念通混局凝土姐，对烟于水狱灰比题小于0.糠40或强泡度大既于80字MP论a的高骂强混重凝土砌还需渴进一跳步研舌究。更加讨科学席和完想善，封还需始要大柏量数予据的澡积累吉。314混凝擦土结屿构抗沉冻性刚后评捐估的剃指导痒方法目的顶及适测用范吸围从混秤凝土姿桥梁全结构碎上钻截取芯宁样，哥制备疮试件芳测定愉气泡攀特征绍参数逢，用蜂于对征新竣颜工的值混凝妹土桥警梁工焰程进贡行抗临冻质退量的氧核查敌和验啊收，方或对波在役烟的混顷凝土洞桥梁沃结构熔进行寸抗冻科性检吼查、伟监测扇和评束价。仪器爬设备（1）取地芯机他：宜扮采用露轻便仰型混鸭凝土鸭取芯将机；（2）取坦芯钻跃头：斧宜选默用人尾造金仗刚石倒薄壁麻钻头滑；（3）切泪割机困：可巩选用明岩石杏切割质机，王宜采搬用自幸动型奋；（4）台追式研藏磨机距；（5）手脱提紫听光检时测灯跳；（6）硬挣化混养凝土慕孔隙羊结构确自动追测定宿仪。324混凝密土结管构抗钻冻性笨后评义估的花指导嘴方法收集仗资料在对镰混凝限土桥蹲梁结弃构进目行抗昨冻性拐后评叼估前侦，首镜先应烤收集向该工翼程的响设计愿、施聚工及拒材料腐等方胳面的疯资料扮。包悠括混抱凝土间原材是料的脑技术散指标奶、混猜凝土唤配合借比、哀引气浪剂品物种与篮掺量刮，施络工振懒捣工断艺，释施工提现场宗检测需试验舞数据反等，竟资料宾要尽屠可能刊要详迷实、转完整价。334混凝料土结羡构抗拨冻性叙后评鲜估的越指导恨方法钻取梨芯样（1）从手混凝堆土桥居梁结哲构上脖钻取再芯样踩，宜兄采用材轻便惑型混道凝土勺取芯全机，租取芯鄙钻头轿宜选拢用人担造金凯刚石卡薄壁隶钻头扑。（2）在萝混凝上土桥反梁结婆构上聚钻取辣芯样锹后，继要用挎水泥番砂浆腔填充慰钻芯玻留下观的孔失洞。（3）钻庸取的晃芯样功直径巡寿不宜眠小于10供0m忙m，但册也不允宜大币于15包0m肢m，芯划样的委长径均比不皆宜小宝于2。（4）钻腥芯后旺立即轿将芯怜样贴异上标耍签，排标签才内容泉包括拉取芯洋位置找、芯趴样编篇号，市取芯朴时间江等。344混凝葱土结偿构抗订冻性翁后评顺估的场指导害方法制备己试样（1）将劫钻取宋的混颂凝土炼芯样找切割弱成厚醉度为1c珍m左右膏的圆绵柱体拣试件健，应稀在同卡一芯闲样上乱制备裂三个管测试忽试件何，宜揪选用办自动荐型的达岩石盾切割廊机切券割芯存样。（2）采案用转喇速较雹低的录台式段研磨市机对头试件狭的一胀个表者面进伸行研咬磨，浪配合房诚使用10卷0#，18罢0#金刚碧砂，所使试齿件表询面基恳本被拼磨平陪。（3）将衰研磨授机处潮理完凤毕的励试件私表面火，用以手工朽在玻采璃板杆上继伪续进汉行磨拖光，打研磨是中应亭保持陡表面急的绝候对平桨整，各并配钳合使城用24桌0#和32骄0#的金太刚砂习，最泻终使朵试件即表面培平整象光滑面，不厉允许刻出现幼划痕蓄。（注：批金刚姻砂研守磨剂亿为推似荐型狗号，蛛也可绪根据哄需要响做出忙调整）354混凝币土结追构抗购冻性萍后评腐估的杀指导刚方法（4）仔以细清缝洗磨购光后弄的试喉件表淘面，顾先使饲用毛偷刷刷离洗，让然后认使用乘超声炮波清蹈洗机度，清宁洗时市试件宵的磨孕光面越朝下反放置征，清您洗5m龟in左右鼻。（5）将苏清洗叮完毕圾的试苏件在趟空气乡丰中风蛙干12小时缴，或西放在良烘箱露中温锦度由扭低到交高逐眠级烘毒干。（6）用蛙小毛披刷（狐牙刷溜亦可千）在厘干燥主的试烈件磨耀光面候上涂骗刷荧驴光剂戴，要按求涂嗓刷均郑匀、罩涂刷童厚度讲一致答、药吃液充氧分渗浸入到概混凝乡丰土的暖孔隙臂中。（7）荧摊光剂晌涂刷殊完毕抓后在风空气忠中风旨干4~6小时奸，使券药液瞧充分赠固化倍。应杀注意唯通风蠢，避咽免引射起实视验人扑员不谨适。364混凝习土结去构抗监冻性胖后评娇估的薄指导羽方法（8）重竹复3~4的实铲验程宗序。壁在玻桐璃板版上采渡用手桃工研游磨，章用力哨要均摆匀，麦不能藏过猛虽。研项磨的零过程企中，森要不把断检作查试波件表握面，捕要求咱将混阁凝土养表面裙的荧窄光剂少研磨召掉，零而使戏气孔蹄中的私荧光气剂完捉全保轿留，没同时适不能疮磨出迟新的卵气孔敞。宜哈在手库提紫阳光检陵测灯程照射亭下检筑查试重件表蛾面，升直至贩试件钥表面漆的荧强光剂侵随气予孔呈絮星点蹦状分颗布，赌除骨舰料边凑隙外浮没有村呈片猪状或赵线状酬分布系的情罪况，穷停止眼研磨嘱。（9）使仔用超层声波闲清洗谨机清亏洗试枕件，案要求房诚试件宪涂有她荧光争剂的胁一面价朝下与放置秩，清糕洗3m衡in左右构。374混凝轰土结容构抗锅冻性钞后评悦估的激指导他方法（10）再炭次在尽手提产紫光失检测及灯照春射下泛检查位试件捷表面蒸，如递观察严到表患面磨枣出了缘瑞新的段气孔踪蝶或气匙孔中闯的荧很光剂免已被示研磨渠掉，剖则应性重复5~9的实达验步羽骤，坝重新合准备壁试件绿。（11）试免件达似到标袋准要位求后虽，则晚在空易气中伞自然彩风干击后用挤于测坐试硬练化混撤凝土众的气璃泡特位征参剥数。384混凝法土结捡构抗侮冻性涌后评番估的型指导僚方法抗冻现耐久励性评飘价对同羡一芯侦样上奋切割左的三栏个试抄件的随气泡吐间隔乏系数龙值取废平均鼻作为论最后意结果唉，若亦测定律的气彻泡间汪隔系米数中隶最大雹值或箭最小兴值之源一，在与中悄间值捡之差遇超过伟中间汇值的10范%，则爹取中其间值躺。若绝三个裕试件餐中的馅最大克值和嗓最小语值，麦与中叙间值沸之差柿均超受过中陪间值槐的10阶%时，睬则该兼组试撤验应索重做轻。可对由