盐冻环境下混凝土提高耐久性的措施.pdf

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1、2014年第4期北方交通文章编号：1673—6052(2014)04—0037—03中图分类号：U445．57文献标识码：B盐冻环境下混凝土提高耐久性的措施冯良勇(辽宁大通公路q-程有限公司沈阳市110111)摘要：论述了盐冻对混凝土结构的破坏机理，通过现场实例和试验室数据分析，总结出提高结构耐久性的措施。关键词：盐冻；混凝土；耐久性1引言大损害。“盐与冻”破坏在一座桥上可能同时存在。在各国现行桥梁结构设计和施工规范中，涉及(3)桥梁防排水构造和混凝土材质缺陷，水不耐久性的内容和规范很少；在中国的桥梁建设实践能迅速排出，使混凝土处在长期水或盐溶液浸泡下，中，桥梁及构件设计使用寿命的制定往

2、往为业主单促使混凝土加速破坏。位的单方面要求，缺乏相应的设计理论支持¨J。从2．1氯离子在混凝土中的传输机理众多的桥梁破坏的事例来看，结构的寿命不是取决2．1．1扩散过程于承载力，而是结构的耐久性。因此，盐冻环境下混(1)毛细管吸收：基于水泥石毛细孔隙的毛细凝土耐久性提高的措施，可以为严寒地区昆凝土桥管作用；梁的后期运营和维护提供科学的依据。(2)渗透：基于压力梯度作用；2盐冻对混凝土结构破坏的机理(3)扩散：基于浓度梯度迁移；如何能采取更有效的防护措施，我们首先要了(4)电位梯度；解盐冻对混凝土结构破坏的机理。冻融是一个物理(5)湿度梯度；工程，世界很多科学家提出了很多不同的理论观点，

3、(6)抽吸作用。目前世界上比较公认的几个理论是T．C．Powers的但是目前普遍认为氯离子主要是通过扩散作静水压理论、Powers和Helmuth的渗透压理论、用。扩散是离子通过离子运动从高浓度区到低浓度Fagerlund的临界饱水程度理论、DuvHudec的吸附区迁移，扩散动力是浓度梯度。氯离子在混凝土内水理论等。每个人都可以解释一部分，但又不能完部传输过程，部份氯离子被混凝土胶凝材料水化产全解释冻融破坏的机理。而在中国北方地区，不仅物吸收，而当混凝土被碳化或温度升高，有些被吸收仅存在冻融，由于冬季除雪防滑，需要撒布除冰盐，氯离子又有可能释放成自由氯离子。因此氯离子侵混凝土结构要受到冻

4、融和盐腐蚀双重打击破坏。对入混凝土内部不仅是单纯扩散过程而且还有吸收、辽宁省桥梁的初步调研发现，许多桥梁的使用时间结合过程。不足lO年，混凝土即产生了非常严重的剥蚀，钢筋2．1．2氯离子在海水中环境锈蚀也较严重，路桥的使用寿命远未达到其设计使(1)海水中或潮差饱和区，其入侵方式主要是用年限。其主要原因：饱和水里外氯离子浓度差引起氯离子扩散。入侵程(1)冻融对混凝土腐蚀问题比较突出。冻融次数、度取决混凝土孔隙水含量及含盐量。最低气温、温差是造成水泥混凝土破坏的主要因素，在(2)浪溅区。干饱和或风干时间比润湿时间长反复冻融作用下不仅混凝土产生冻害，加剧钢筋锈蚀。的构件，干透了的混凝土靠毛细管

5、吸收海水，风干时(2)冬天采用含盐除雪剂，个别采用卤水除冰雪水向外迁移，盐分向内迁移，同时氯离子距表面一定解决桥面结冰，致使桥梁混凝土与钢筋腐蚀，造成极深度处氯离子浓度可以有一个峰值。因此浪溅区是北方交通2014年第4期最严重的。C1—4o02(3)撒除冰盐环境：除冰盐通过蒸发、浓缩、结晶、雨水溶解成盐溶液。其入侵以浓度差扩散。氯盐环境下，混凝土抗氯离子侵入性一般用氯离子扩散系数D表示，D越大氯离子入侵混凝土越钝化膜容易。2．2氯离子对钢筋混凝土侵蚀机理朱蓓蓉等人通过测定混凝土强度、膨胀和剥落量，应用XRD、DTA分析，研究了除冰盐(NaC1或图1氯离子引起的钢筋点蚀示意图CaC1)对混

6、凝土化学侵蚀的机理，研究表明氯化钠到达钢筋，侵蚀保护膜，从而溶解或穿透钝化膜。因溶液对混凝土的化学腐蚀较小。因此，氯盐对钢筋此氯离子是破坏钝化膜最强的侵蚀性离子，也是当混凝土结构破坏主要是引起钢筋锈蚀。今造成混凝土结构破坏的主要因素。钢筋锈蚀氯离子引起的混凝土中的钢筋锈蚀一般是电化产物体积增加约为原钢筋体积的3—6倍，从而挤压学锈蚀。氯离子促进钢筋锈蚀方面的机理如下：周围混凝土，产生拉应力。拉应力超过混凝土的抗氯离子cl一和氢氧根离子OH一争夺腐蚀产生拉强度引起混凝土保护层的开裂。裂缝出现后，氯的Fe¨，形成FeC1·4H：0(绿锈)。绿锈从钢筋阳离子的侵蚀速度及外部的水、氧气的侵入速度

7、都将极向含氧量较高的混凝土空隙迁移，分解为得到极大加速。如果不加维修，任其发展，将使得混Fe(OH)(褐锈)。褐锈沉积于阳极周围，同时释放凝土保护层剥落，钢筋外露，细直径的钢筋甚至可被出H和cl一，它们又回到阳极区，使阳极区附近的锈断。这将对工程结构的耐久性极限状态及正常使孔隙液局部酸化，cl一再带出更多的Fe¨。这样，氯用极限状态造成极大影响。离子虽然不构成腐蚀产物，在腐蚀中也不消耗，但是2．3盐冻对混凝土结构的破坏机理作为腐蚀的