通过海水潮汐环境对钢筋混凝土结构的危害机理进行剖析

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1、通过海水潮汐环境对钢筋混凝土结构的危害机理进行剖析，结合设计实例和工程维修实践提出了有效地预防措施和处治方法。1问题沿海地区尤其位于入海口处的桥梁.码头、闸涵等受海水环境介质影响的钢筋混凝土构造物，其耐久性均受到了威胁，譬如设计年限100年的沿海公路大口河大桥，1987年建成，使用不足14年，部分柱式桥墩混凝土剥落、钢筋裸漏，t型梁梁端混凝土酥松碎裂，桥面塌陷凸凹不平，无法正常通行，被迫于2001年加固维修。在沿海地区桥梁、码头、闸涵等钢筋混凝土构造物早期破坏的事例屡见不鲜,造成的经济损失和社会影响很大。因此，探索海水环境介质条件下混凝土耐久性很有

2、必要o2分析2.1海水的主要成份海水是一种成份复杂的溶液，平均含盐量约为35g/l,几种主要无机盐的浓度如下：cl-19.10g/kg；na+10.62g/kg；so4-2.66g/kg；mg++1.28g/kg；ca++0.40g/kg；k+0.38g/kg；痕量元素0.25g/kgoph值在7.5-8.4之间。2.2海水对混凝土的破坏类型(1)海水的化学作用;(2)反复干湿的物理作用;(3)盐份在混凝土中的结晶与聚集;(4)海浪及悬浮物的机械磨损和冲击作用；(5)混凝土内部钢筋腐蚀；(6)严寒地区冻融循环的作用o上述六种原因中任一种作用的发生，

3、都会加剧其余种类的破坏作用。2.3海水环境介质的侵蚀机理2.3.1溶解浸析主要是将硬化水泥浆体中的固相组分逐渐溶解速走,造成溶失性破坏。2.3.2离子交换侵蚀性介质与硬化水泥浆体的组分发生离子交换反应，生成容易溶解或没有胶结能力的产物，破坏了原有的浆体结构。2.3.3形成膨胀组份在侵蚀介质的作用下，所形成的盐在结晶长大时体积增加，产生有害的内应力，导致膨胀性的破坏。2.4海水环境介质对钢筋混凝土结构的破坏剖析环境介质对钢筋混凝土结构的影响往往是多方面的,既可能是几种化学侵蚀的复合作用，又同时会有几种物理性作用，既有硫酸盐.镁离子、氯离子等多种化学侵

4、蚀的综合,又有干湿交替和冻融循环的物理作用。在低潮线以下的水下部分，主要受到海水的化学侵蚀，海水中的硫酸镁使浆体中的ca(oh)2转变成石膏和mg(oh)2,并能与水化硅酸钙分解或者转化成硬性极差的水化物，这些次生石膏的结晶膨胀的钙矶石，都会对水泥浆体产生破坏。由于混凝土的毛细管作用，海水在混凝土内上升并不断蒸发，随着氯离子向混凝土内部的不断渗透，在氯离子的电化作用下，使低潮位以上反复干湿的混凝土中的钢筋表面的碱性钝化层破坏，又在水、氧气的作用下造成钢筋锈蚀。混凝土对钢筋防护作用的好坏，主要取决于保护层的抗渗透能力和厚度。受潮汐侵袭的部分混凝土，承

5、受海浪、冰凌和泥沙的冲击、磨耗。因水位变动所形成的干湿交替，会产生盐类的积累、结晶以及再结晶，结晶的压力足以引起与钙矶石相似的膨胀。混凝土内部孔内充水程度一般很高，当环境温度在冰点下时，混凝土极易产生破坏。另外，在环境介质交替作用下的混凝土会产生“疲劳3由于残余变形的逐渐积累导致混凝土开裂。上述各种因素形成的裂缝，又会加剧其它各种侵蚀作用的进行，从而使海水中的C1•加速深入到混凝土内部,导致结构破坏。3对策3.1预防措施3.1.1降低混凝土导电量混凝土的导电量降低，有效地防止ci•的渗透和扩散,有益于阻止钢筋锈蚀。降低混凝土的一扩散系数或导电量,除

6、了降低水灰比外，最重要的是掺入不同的矿物质超细粉。试验证明，对导电量降低最有效地是硅粉，以10%硅粉等量取代混凝土中的水泥，56d龄期后能使混凝土的导电量降至1000库仑以下。3.1.2提高混凝土抗盐碱腐蚀的性能降低混凝土的水胶比，掺入矿物质超细粉，提高混凝土密实度，能有效提高混凝土对盐碱腐蚀的劣化破坏。譬如基准混凝土干湿循环可达42次，掺入混凝土15%偏高岭土超细粉mk2,干湿循环可达58次。3.1.3抑制asr有害膨胀试验表明：基准试件膨胀率为0.1256%,说明由于asr而产生了有害膨胀，而含20%偏高岭土的试件膨胀率仅为0.0717%03.

7、1.4提高抗冻融循环破坏性能试验表明：基准试件混凝土冻融循环120次后，动弹损失大于60%；相应含mk试件可达150次冻融循环，动弹损失仍大于60%；混凝土处于有冻融要求的环境中，应掺入引气剂，即使水灰比为0・3的高性能混凝土，也需要掺入引气剂，使混凝土含气量在4%〜5%,才能使冻融循环达到300次以上。3.1.5水泥①矿渣水泥的抗硫酸盐侵蚀性远比普通硅酸盐水泥强，在没有抗硫酸盐水泥的情况下，建议使用15%V矿渣量<40%的矿渣水泥；②水泥中的碱含量（r2o）必须小于0.6%；③水泥中的铝酸三钙含量（c3a）小于5%；④水泥的细度应较细（0.08m

8、m方孔筛筛余量小于8%）；⑤其余指标均应符合国家现行行业标准。3.1.6骨料①禁用蛋白石、玉髓、燧石、流纹石、安山岩、凝石