混凝土修補編輯推薦

《混凝土修補:原理、技術(shù)與材料》由化學工業(yè)出版社出版。

第1章 緒論1

1.1 概述1

1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)修補的重要性2

1.2.1 國外混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與修補現(xiàn)狀3

1.2.2 國內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與修補現(xiàn)狀6

1.3 基于整體方法論的混凝土修補11

1.3.1 整體方法論11

1.3.2 基于整體方法論的耐久混凝土修補分析與要求15

1.3.3 基于整體論的耐久混凝土修補應(yīng)考慮的因素18

1.4 混凝土修補的工藝流程23

參考文獻26

第2章 混凝土的組成、結(jié)構(gòu)與性能30

2.1 混凝土的發(fā)展與分類30

2.1.1 定義30

2.1.2 歷史與發(fā)展31

2.1.3 分類45

2.2 混凝土的基本組成材料47

2.2.1 水泥47

2.2.2 活性礦物摻和料57

2.2.3 外加劑58

2.2.4 細骨料78

2.2.5 粗骨料84

2.2.6 拌和用水88

2.3 混凝土的結(jié)構(gòu)形成及特征89

2.4 混凝土的性能及影響因素91

2.4.1 新拌混凝土的性能92

2.4.2 硬化混凝土的性能96

2.5 混凝土的配合比設(shè)計114

2.5.1 普通混凝土114

2.5.2 有特殊要求的混凝土121

參考文獻128

第3章 鋼筋混凝土的劣化機理130

3.1 混凝土中鋼筋腐蝕132

3.1.1 腐蝕原理132

3.1.2 介質(zhì)在混凝土中傳輸過程135

3.1.3 混凝土碳化誘導(dǎo)的腐蝕137

3.1.4 氯離子誘導(dǎo)的鋼筋腐蝕138

3.1.5 腐蝕速率141

3.1.6 鋼筋腐蝕的防護144

3.2 混凝土凍融劣化146

3.2.1 凍融作用機理146

3.2.2 骨料的凍融作用148

3.2.3 除冰鹽對凍融作用的影響150

3.2.4 混凝土抗凍性的防護措施151

3.3 混凝土碳化153

3.3.1 碳化機理153

3.3.2 碳化的影響因素155

3.3.3 混凝土的碳化規(guī)律159

3.4 混凝土的化學腐蝕160

3.4.1 硫酸鹽侵蝕161

3.4.2 海水侵蝕164

3.4.3 酸侵蝕165

3.4.4 淡水溶出性侵蝕167

3.5 混凝土堿骨料反應(yīng)169

3.5.1 堿硅酸反應(yīng)170

3.5.2 堿碳酸鹽反應(yīng)171

3.5.3 堿硅酸鹽反應(yīng)174

3.5.4 混凝土堿骨料反應(yīng)的辨別方法174

3.5.5 發(fā)生堿骨料反應(yīng)具備的條件及預(yù)防方法179

3.5.6 其他有關(guān)骨料的反應(yīng)180

3.6 混凝土的收縮開裂181

3.6.1 混凝土收縮的類型182

3.6.2 混凝土收縮機理185

3.6.3 現(xiàn)代混凝土的混凝土收縮開裂趨勢188

3.6.4 混凝土收縮開裂的控制措施190

3.7 混凝土的磨損192

3.7.1 影響混凝土耐磨性的因素194

3.7.2 地面混凝土耐磨性的改善措施194

3.7.3 抗沖蝕耐磨混凝土的優(yōu)化方法195

3.8 混凝土的熱損傷劣化197

3.8.1 大體積混凝土的定義198

3.8.2 大體積混凝土溫度裂縫成因200

3.8.3 大體積混凝土溫度裂縫的主要影響因素202

3.8.4 混凝土溫度裂縫的控制措施205

3.9 混凝土的生物侵蝕208

3.9.1 微生物對混凝土的侵蝕機理209

3.9.2 微生物對混凝土腐蝕的防治方法212

3.10 混凝土結(jié)構(gòu)的表面缺陷215

3.10.1 混凝土常見表面缺陷與成因215

3.10.2 混凝土結(jié)構(gòu)的表面缺陷控制措施217

3.11 混凝土中水分遷移與滲漏218

3.11.1 混凝土中水分遷移機理與模型219

3.11.2 混凝土結(jié)構(gòu)的滲漏機理224

3.12 鋼筋混凝土劣化的癥狀圖解225

參考文獻233

第4章 混凝土修補原理與設(shè)計242

4.1 混凝土修補的內(nèi)涵242

4.2 混凝土與服役環(huán)境的相互作用244

4.2.1 混凝土的主要服役環(huán)境類型244

4.2.2 服役環(huán)境對混凝土組分、結(jié)構(gòu)與性能的影響245

4.3 混凝土劣化的形成248

4.3.1 開裂248

4.3.2 混凝土內(nèi)部水化產(chǎn)物和微觀結(jié)構(gòu)的變化264

4.3.3 混凝土自身質(zhì)量損失264

4.4 修補材料與基層混凝土的相容性265

4.4.1 體積變形性的相容性266

4.4.2 黏結(jié)相容性267

4.4.3 力學性能的相容性269

4.4.4 電化學相容性270

4.4.5 滲透性相容性271

4.5 混凝土修補設(shè)計272

4.5.1 混凝土現(xiàn)狀調(diào)查與評價272

4.5.2 混凝土修補技術(shù)方案選擇273

4.5.3 修補材料選擇275

參考文獻277

第5章 混凝土修補材料278

5.1 修補材料的分類與選擇278

5.1.1 修補材料的分類278

5.1.2 修補材料的選擇278

5.2 水泥基修補材料283

5.2.1 普通混凝土283

5.2.2 普通與干粉砂漿284

5.2.3 鎂磷酸鹽快硬混凝土285

5.2.4 預(yù)置骨料混凝土286

5.2.5 快速凝結(jié)膠凝材料287

5.2.6 噴射混凝土289

5.2.7 收縮補償混凝土291

5.2.8 硅灰混凝土292

5.2.9 自密實混凝土295

5.2.10 水下抗分散混凝土305

5.3 聚合物水泥基復(fù)合修補材料310

5.3.1 聚合物改性混凝土310

5.3.2 聚合物浸漬混凝土319

5.3.3 聚合物混凝土324

5.4 灌漿修補材料329

5.4.1 水泥基灌漿材料329

5.4.2 化學灌漿材料332

5.5 纖維及纖維增強復(fù)合材料337

5.5.1 纖維的分類及其性能338

5.5.2 纖維增強混凝土340

5.5.3 纖維增強聚合物基復(fù)合材料352

5.6 滲透、填充、密封類材料355

5.6.1 水泥基滲透結(jié)晶防水材料355

5.6.2 液體滲透結(jié)晶型防水材料360

5.6.3 嵌縫材料361

5.6.4 接縫密封材料362

5.7 表面防護材料362

5.7.1 表面密封防護材料362

5.7.2 硅烷防護材料364

參考文獻368

第6章 混凝土修補技術(shù)370

6.1 混凝土裂縫修補技術(shù)370

6.1.1 混凝土裂縫修補技術(shù)的選擇371

6.1.2 混凝土裂縫修補技術(shù)376

6.2 混凝土清除技術(shù)388

6.2.1 混凝土清除施工的檢測389

6.2.2 混凝土清除方法的分類389

6.3 混凝土表面處理技術(shù)399

6.3.1 化學清潔400

6.3.2 酸蝕處理400

6.3.3 機械處理400

6.3.4 磨損性處理401

6.3.5 混凝土表面缺陷處理401

6.4 鋼筋銹蝕修補技術(shù)402

6.4.1 鋼筋周圍混凝土的清除403

6.4.2 鋼筋修補404

6.5 灌漿技術(shù)406

6.5.1 灌漿材料的分類406

6.5.2 灌漿材料的選擇408

6.5.3 灌漿技術(shù)的分類408

6.6 混凝土滲漏治理技術(shù)417

6.6.1 混凝土結(jié)構(gòu)滲漏成因分析417

6.6.2 滲漏防治技術(shù)原則418

6.6.3 防水施工技術(shù)419

6.7 水下混凝土修補技術(shù)421

6.7.1 浪濺區(qū)、水位變動區(qū)混凝土修補421

6.7.2 水下區(qū)混凝土修補422

6.7.3 水平面表層缺陷修補422

6.7.4 水下大面積混凝土結(jié)構(gòu)修補423

6.8 材料澆筑填充技術(shù)423

6.8.1 現(xiàn)澆混凝土技術(shù)423

6.8.2 預(yù)置(填)骨料混凝土技術(shù)423

6.8.3 泵送混凝土和砂漿技術(shù)424

6.8.4 抹面技術(shù)424

6.8.5 干裝填充技術(shù)425

6.8.6 噴射混凝土技術(shù)425

參考文獻426

第7章 結(jié)構(gòu)性修補加固技術(shù)428

7.1 內(nèi)部加固技術(shù)428

7.1.1 優(yōu)點430

7.1.2 缺點430

7.1.3 施工工藝431

7.1.4 應(yīng)用實例432

7.2 外部加固技術(shù)432

7.2.1 優(yōu)點434

7.2.2 缺點435

7.2.3 應(yīng)用實例435

7.3 外部后張加固技術(shù)436

7.3.1 優(yōu)點436

7.3.2 缺點436

7.3.3 應(yīng)用實例438

7.4 包殼和柱環(huán)加固技術(shù)438

7.4.1 優(yōu)點439

7.4.2 缺點439

7.5 灌漿加固技術(shù)440

7.5.1 水泥基無收縮灌漿材料440

7.5.2 灌漿施工技術(shù)441

參考文獻444

第8章 鋼筋混凝土修復(fù)與防護技術(shù)445

8.1 鋼筋混凝土電化學修復(fù)技術(shù)445

8.1.1 電化學修復(fù)技術(shù)的基本原理446

8.1.2 電化學修復(fù)應(yīng)用技術(shù)條件448

8.1.3 電化學修復(fù)技術(shù)的優(yōu)點和局限性450

8.1.4 電化學脫氯技術(shù)451

8.1.5 電化學再堿化技術(shù)458

8.1.6 電化學沉積技術(shù)463

8.2 混凝土電化學防護技術(shù)469

8.2.1 陰極保護原理、分類與特點470

8.2.2 犧牲陽極式陰極保護技術(shù)472

8.2.3 外加電源式陰極保護477

8.3 混凝土中鋼筋腐蝕的物理化學防護技術(shù)489

8.3.1 混凝土結(jié)構(gòu)自防護技術(shù)491

8.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)附加防護技術(shù)492

8.3.3 阻銹劑防護技術(shù)494

8.3.4 環(huán)氧樹脂涂覆防蝕技術(shù)511

8.3.5 鋼筋鍍鋅防蝕技術(shù)514

8.3.6 不銹鋼鋼筋514

8.4 混凝土表面防護技術(shù)519

8.4.1 表面防護材料性能與分類519

8.4.2 表面密封防護技術(shù)521

8.4.3 密封技術(shù)521

參考文獻522

第9章 混凝土修補體系性能評估525

9.1 混凝土修補評估的主要內(nèi)容525

9.2 修補體系性能檢測與評估方法526

9.2.1 外觀性能評估526

9.2.2 修補材料與基底結(jié)合面質(zhì)量和混凝土分層的評估527

9.2.3 電化學性能檢測530

9.2.4 內(nèi)部空隙、裂縫和蜂窩檢測534

9.2.5 修補層與基底間的黏結(jié)強度檢測536

9.2.6 混凝土保護層厚度檢測538

9.2.7 鋼筋直徑及其位置檢測539

9.2.8 內(nèi)部組成與微觀結(jié)構(gòu)檢測540

9.2.9 其他性能檢測541

9.3 混凝土修補體系的耐久性542

9.3.1 修補體系的結(jié)構(gòu)特點542

9.3.2 修補體系的耐久性內(nèi)涵543

9.3.3 修補體系耐久性評估544

參考文獻545

鋼筋混凝土是目前世界上應(yīng)用最大宗的人造建筑材料，其廣泛應(yīng)用于建筑、市政、地下、水工、海工等工程中。一般來說，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的長期性能與高耐久性。然而，在實際工程應(yīng)用中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)常因結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、施工缺陷以及各種環(huán)境條件下的物理、化學或生物侵蝕等原因而在服役期間發(fā)生劣化，有的甚至達不到預(yù)期壽命而破壞。從科學的角度來看，因不同環(huán)境下暴露條件的相互作用，涉及不同的材料以及結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕和混凝土的劣化是非常復(fù)雜的；從經(jīng)濟的角度來看，世界各國每年因鋼筋混凝土的腐蝕或破壞損失費用相當高。我國大規(guī)模的工程建設(shè)剛開始幾十年，大量的混凝土基礎(chǔ)設(shè)施工程正在建設(shè)中，但因混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕破壞已經(jīng)開始顯現(xiàn)出來并逐漸引起人們重視。研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修補原理、技術(shù)與材料對保證我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程的長期耐久性與使用壽命具有重要的指導(dǎo)意義?；炷列扪a是一門應(yīng)用科學，它涉及混凝土基本理論、物理化學、結(jié)構(gòu)力學、電化學等多門學科知識?；炷列扪a工程是一個系統(tǒng)工程，應(yīng)從整體論來認識與實現(xiàn)混凝土修補，涉及混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀評估、修補體系的選擇、修補技術(shù)的實施、可能的加固保護與修補效果評估等方面。隨著最近幾十年科學技術(shù)的迅速發(fā)展，混凝土技術(shù)也在快速發(fā)展。混凝土修補也應(yīng)被重新認識、評估并充分考慮到混凝土技術(shù)的發(fā)展趨勢。本書的主要目的是從科學的角度闡述混凝土修補的基本原理、修補方法、技術(shù)與修補材料，并提供國內(nèi)外混凝土修補領(lǐng)域的最新進展。本書有意重點討論了混凝土的劣化與修補，因此鋼筋本身的腐蝕過程沒有被重點論述。本書對混凝土的修補技術(shù)主要側(cè)重于混凝土的非結(jié)構(gòu)性修補技術(shù)，更多的有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)可參考其他資料文獻。本書不是一本純理論應(yīng)用的書籍，而是從混凝土基本理論出發(fā)，深入淺出地闡述混凝土的基本知識、混凝土各種劣化機理與現(xiàn)象；從整體方法論角度，分析闡述了混凝土修補的基本原則、試驗方法與步驟；闡述了修補材料的選擇方法、分類及其基本性能；并以圖解方式重點闡述了各類混凝土修補技術(shù)、修復(fù)防護技術(shù)的原理及其工程應(yīng)用實踐知識。本書分類討論混凝土修補工作中經(jīng)常遇到的問題，解釋問題發(fā)生的原因以及提出解決問題的建議。本書提供的混凝土修補實用建議、設(shè)計細部、實例和參考數(shù)據(jù)可幫助相關(guān)人員完成混凝土修補工作。本書將專業(yè)理論基礎(chǔ)與專業(yè)實踐知識有機地結(jié)合在一起，具有科學性、知識性、先進性與趣味性。本書可供從事混凝土材料、混凝土結(jié)構(gòu)修補與修復(fù)等研究、教學、設(shè)計、施工、生產(chǎn)的科技人員、大專院校師生和研究生參考。本書由同濟大學蔣正武博士主編、審閱，編著的具體分工為：同濟大學蔣正武(第1章、第3章、第5章～第8章)；中南大學龍廣成博士(第4章、第9章)；同濟大學孫振平博士(第2章)。本書的內(nèi)容不僅是作者多年來從事混凝土修補相關(guān)領(lǐng)域的理論教學、科研與工程實踐的積累，也是參考國內(nèi)外大量的資料文獻編著而成。在此一并向相關(guān)作者與研究機構(gòu)表示謝意。另外，由于我們水平有限，書中不當之處難免，還望廣大讀者不吝賜教、指正。

第1章 緒論

1.1 概述

鋼筋混凝土是人類使用的最大宗建筑結(jié)構(gòu)材料。隨著現(xiàn)代混凝土技術(shù)與我國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展，混凝土被廣泛應(yīng)用于港口、大壩、公路、橋梁、市政等現(xiàn)代化工程建設(shè)中。然而，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于受到各種環(huán)境條件，如大氣、水等物理、化學或生物的侵蝕作用，即使結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、施工正確，其在服役期間也往往發(fā)生劣化、未達到預(yù)期壽命而破壞。據(jù)報道，美國承包人聯(lián)合會估計美國現(xiàn)有的混泥土基礎(chǔ)設(shè)施的修補和改造將耗時19年并花費3.3萬億美元以上。在英國，需要重修或大修的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)占總量的36％以上。在我圍，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞也十分嚴重，且隨著我國的基本建設(shè)的全面開展，在未來一段時間內(nèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的修補、修復(fù)與防護等問題將會日益突出。在21世紀，世界上基礎(chǔ)設(shè)施面臨著改造和修復(fù)的工程將大大超過新建建筑的工程量。另外，需要認識到的一點是大多數(shù)正在被修補的混凝土結(jié)構(gòu)不能達到它們的設(shè)計壽命，也不能達到預(yù)期標準的使用效果。因此，對混凝土結(jié)構(gòu)進行修補、采取有效防護技術(shù)以防止混凝土的環(huán)境侵蝕、維護混凝土的使用性能，對保證并提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與使用壽命具有重要的現(xiàn)實意義。這不僅是保證建筑物在使用壽命期間的安全性，而且也可大大減少對自然資源和能源的消耗，也符合混凝土工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

JN-X混凝土修補膠系A(chǔ)、B兩組分改性環(huán)氧樹脂類膠粘劑，由多種有機及無機改性材料復(fù)合而成。