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1、铁路混凝土结构耐久性损伤和控制措施 摘要：近年来铁路建设迅猛发展，铁路混凝土结构的耐久性和服役寿命受到越来越多的关注。本文分析了铁路混凝土结构耐久性损伤的若干原因，并提出了耐久性损伤的控制措施。关键词：铁路混凝土；耐久性损伤；控制措施中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：引言混凝土的耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素作用下保持其工作能力的性能,它的好坏决定着混凝土结构的使用寿命。由于力学、物理、化学等方面因素的影响,混凝土的耐久性问题十分复杂。常见的影响因素有:冻融循环、碳化、碱-集料反应、钢筋锈蚀、等多因素综合作用
2、。一、混凝土强度特征与耐久性混凝土的强度取决于混凝土材料的力学性质，其实质就是混凝土中的水泥胶凝状晶体，粗、细集料的性能及界面的粘结力。胶凝状物质的结晶体积占有量是影响混凝土强度的主要因素。混凝土结构在生产及使用过程中其强度会受到各种因素的制约与影响7，一般会出现横向、纵向、斜向等裂缝或缝隙。混凝土中受拉钢材的锈蚀、混凝土的腐蚀、使用环境、使用状态等都会对混凝土结构产生耐久性损伤。耐久性损伤分析混凝土冻融。混凝土作为由水泥砂浆组成的多孔体，当其中的水泥水化后，多余的水会在混凝土中形成很到连通的细孔，发生降雨或者其他原因将混凝土打湿后，外部的水汽
3、可以通过细孔渗入到混凝土内部，当外界温度降低到零度以下时，混凝土中的水会结冰膨胀，使毛细孔胀大，经过上述反复冻融，孔隙的拉应力大到一定程度是，就会产生微裂缝，主要表现为混凝土表面砂浆剥落，由于混凝土的冻胀是由表及里的，所以长此以往，就会出现某些表面混凝土开裂的现象。2、混凝土的碳化混凝土中水泥石含有氢氧化钙(Ca(OH)2)呈碱性,其在钢筋表面形成碱性薄膜而保护了金属钢筋免遭酸性介质的侵蚀,起到了“钝化”保护作用。但大气中存在的酸性介质及水通过各种孔道、裂隙而渗入混凝土,可以中和这种碱性。例如,工业污染造成的酸雨;或大气中二氧化碳(CO2)与水
4、(H2O)形成的碳酸(H2CO3),尽管其酸性很弱,但也能和氢氧化钙生成无碱性的盐———碳酸钙(CaCO3),这个过程称为“碳化”。混凝土的碳化是衡量钢筋混凝土结构物可靠度的重要指标。3、氯盐侵蚀。沿海地区及寒冷地区撒除冰盐的环境中，7混凝土受到氯盐的侵蚀作用。氯盐中的氯离子会中和凝胶体中的Ca(OH)2，生成溶解度很大的CaCl2，降低混凝土的碱性，随后破坏钢筋钝化膜。4、硫酸盐腐蚀。硫酸盐通过与水泥中的水化物作用，生成膨胀性的钙矾石，使硬化的混凝土开裂、崩坏。在硫酸盐环境中应避免采用石灰石集料。5、温湿度变化的影响混凝土会热胀冷缩,也会在干
5、燥失水时收缩而泡水浸润后膨胀,这种作用的交替进行,特别在骤然发生时,会因混凝土表层及内部体积变化不协调而产生裂缝,这些因胀缩不均匀而引起的损伤日积月累,导致混凝土内部组织的破坏,最终会削弱结构抗力。6、材料因素混凝土原材料中的碱与骨料中的活性成份在混凝土浇筑成型后若干年逐渐反应，生成物吸水膨胀使混凝土产生内部应力，膨胀开裂。由于活性骨料经搅拌后大体在混凝土内部呈均匀分布，一旦发生碱骨料反应,混凝土内各部分均产生膨胀应力，使混凝土开裂。而混凝土的开裂往往又会加剧钢筋的锈蚀、冻融破坏、碳化和侵蚀等腐蚀作用，导致混凝土结构耐久性的迅速下降，针对混凝土
6、的碱骨料反应，目前尚无有效的阻止和修复方法，因此被称为“混凝土的癌症”。三、耐久性损伤控制措施1、提高混凝土品质7保证混凝土桥梁耐久性最基本的要求就是提高混凝土品质，为保证混凝土品质需要工程建设的各个环节共同努力。首先桥梁设计者应该提前考察桥梁结构的使用环境、使用条件等因素，并由投资者在最初的可行性研究合同文件中对桥梁结构的耐久性要求予以明确，可以根据使用条件，对混凝土的各项性能指标及结构的构造提出具体的要求，如设计使用寿命期间对可能受到的氯离子侵害可采纳的保护措施、保护层厚度要求、抗渗性能要求以及抗冻性能要求。其次，需要通过严格控制原材料质量
7、和生产程序提高混凝土品质，减小混凝土性能上的变异，提高混凝土的整体质量。最后，建立混凝土桥梁结构耐久性规范，使各监理、管理、施工、设计、业主等各方有章可循，有法可依，根据环境和桥梁结构耐久性要求，采用不同的构造措施，材料配比，达到安全、经济、适用的要求。2、采用高性能混凝土7高性能混凝土主要是指无论是从强度还是耐久性都优于一般概念的混凝土，其加入了比水泥颗粒小100倍的胶凝材料，如采用高效减水剂、优质粉煤灰、微硅粉是混凝土采用较低的水胶比，采用强度有保障的骨料以及良好的养护条件。高性能混凝土物理性能的优势主要表现在防碱-硅酸反应、抗碳化、抗氯离
8、子侵蚀性、低渗透性、高密实性、易于浇筑、体积稳定性、长期力学性能稳定性等方面，例如其抗氯离子渗透能力能够将混凝土桥梁应用于海洋大气环境中。3、针对除冰
