海洋环境下混凝土结构体耐久性问题的分析及解决

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1、海洋环境下混凝土结构体耐久性问题的分析及解决土木工程材料论文土木0904王先锋09231118【摘要】中国正处于全面建设时期，公路、桥梁工程进入飞速发展的时期。最为公路的延伸，桥梁工程建设得到了同步发展。但沿海地区部分钢筋混凝土桥梁受恶劣的海洋气候环境和海水腐蚀影响，出现不同程度腐蚀破坏、达不到使用寿命的现象，不仅需要投入大量的资会进行养护、维修和改造，给国家造成巨大的经济损失钢筋混凝土桥梁属于露天工程，直接受周围复杂环境的作用。混凝土的碳化、盐渍土中混凝土的氯盐、硫酸盐侵蚀以及水流的冲刷，机械的碰撞等物理化学作用给钢筋混凝上桥梁带来严重的耐久性问题。本

2、文首先对海洋环境下混凝土耐久性问题产生的因素进行分析，影响其耐久性的因素有：混凝土密实度不足、空隙过大，氯离子、镁盐及硫酸盐侵蚀，浸析及结晶作用。针对引起混凝土耐久性问题的因素，列出解决措施，如使用钢筋阻锈剂，添加混凝土外加剂等。【正文】混凝土自产生以来就以其低廉的价格，取材的广泛，以及极好的综合性能赢得了大众的青睐。从发达国家的经验来看，一个国家工程建设大体上要经历三个阶段，即大规模改建、新建与改建维修并重、重点转向旧建筑的维修改造。目前发达国家大多处于第三阶段，很多国家因工程耐久性不足的问题付出了昂贵的代价。随着海洋自然资源的开发和海洋工程的迅速发展

3、，海洋环境下的混凝土建筑物越来越多，我国海洋环境下的构筑物也面临着严峻的耐久性问题。由于环境介质中的有害离子经过混凝土保护层到达钢筋周围，破坏钢筋的钝化膜，引起钢筋锈蚀，削减其有效截面，降低其粘结强度等受力性能，使混凝土保护层顺筋胀裂，引起海工混凝土结构物的耐久性危害，混凝土结构更易腐蚀破坏，而且混凝土建筑物一旦破坏，维修起来将非常麻烦甚至无法维修，这已逐步引起有关方面的重视。1、影响混凝土耐久性因素分析及其作用原理引起海洋环境下混凝土结构腐蚀有以下几种因素：首先是混凝土结构本身及1土木工程材料论文土木0904王先锋092311181.1内部因素的影响混

4、凝土材料成分与气体、水化学反应中溶解物有害物质在混凝土空隙和裂缝中的迁移，迁移过程导致混凝土产生物理和化学方面的劣化和钢筋锈蚀的劣化，其结果将使结构承载力下降、刚度降低和开裂，以及外观的损伤影响着结构的使用效果。以下不单单是海洋环境下，更是混凝土结构普遍存在的耐久性问题。(1)混凝土的碳化(又称中性化)。几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中，本身无多大破坏作用，但是由于碳化过程使混凝土碱性降低使钢筋表面在高碱条件下产生的致密氧化膜(钝化膜)遭到破坏，使混凝土失去对钢筋的保护作用，同时碳化会加剧混凝土的收缩，致使混凝土出现裂缝，导致结构的破坏。(2)混凝土碱

5、集料反应。它是指混凝土集料中某些活性矿物与混凝土微孔中的碱性溶液产生的化学反应。碱主要来自水泥熟料、外加剂，而活性材料主要是si02、碳酸盐、硅胶盐等等。混凝土中碱与si02反应最为普遍。而碱与硅胶盐产生的凝胶遇水会膨胀，在混凝土内部产生膨胀应力引起混凝土开裂，从而迅速降低混凝土的耐久性。影响这些有害物质在空隙中的迁移速度、范围和结果的是混凝土的孔结构和裂缝状态，因此改善混凝土的孔结构，减少混凝土内部的裂缝是提高混凝土耐久性的有效措施。1.2氯离子、硫酸根离子的侵蚀海洋中存在大量的氯化物，氯离子是钢筋最强烈的活化剂之一，即使在碱度较高，PH值大于11.5

6、时，Cl－也能破坏钝化膜，当Cl－/OH－达到及极限值0.63时，钢筋开始锈蚀，因为Cl－的半径小，活性大，容易吸附在氧化膜有缺陷的地方。当Cl－渗透到钢筋表面，Cl－达到一定浓度时会是局部保护模破坏，成为活化态。氯离子侵蚀的主要化学反应：Fe2++2Cl-＋2H2O→Fe(OH)2+2HCl4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3镁盐(MgSO4和MgCl2)在海水中含量较大，深入混凝土中将和Ca(OH)2发生以下反应：Ca(OH)2+MgSO4+2H2O→CaSO4·2H2O+Mg(OH)2↓2土木工程材料论文土木0904王先锋092311

7、182+MgCl2→CaCl2+Mg(OH)2↓虽然生产的固相物质积聚在空隙内，在一定程度上可以阻止介质的侵入，但是大量的Ca(OH)2与镁盐反应后，碱度降低会使水泥中的水化硅酸钙和水化氯酸钙与酸性的镁盐反应，同时生成的Mg(OH)2还能与铝胶、硅胶缓慢反应，造成混凝土粘结力减弱，导致混凝土强度降低。海水中还存在一定的S042-，当SO42-进入混凝土内部后与混凝土的某些成分反应，生成物吸水肿胀产生膨胀应力，当应力达到一定程度时混凝土就产生裂缝，这种腐蚀作用在不同条件下又有两种表现形式，即E盐破坏和G盐破坏。E盐破坏即钙矾石膨胀破坏，G盐破坏即石膏膨胀破

8、坏，其化学反应式分别如下：4CaO·A12O3·12H2O+3SO42-+2Ca