滨海地区桥梁混凝土耐久性研究

合集下载

东北地区滨海环境下的桥梁耐久性设计

东北地区滨海环境下的桥梁耐久性设计

工等方 面提 出保证桥 梁耐久性方面的技术措施 。 关键词 : 氯离子 ; 冻融; 外加 剂 ; 构造措 施 ; 耐久性 中图分类号 :4 5 7 U 4 . 文献标识码 : B 文章 编号:6 3~65 (0 0 0 0 5 17 02 2 1 )5— 0 8-0 3
1 混凝 土冻 融病害 的Fra bibliotek理分 析 要求。
表 1 混凝土潮湿养护的最低 时间
无风、 无阳光直射 日平均气 温 养护 时间 有风 、 阳光直射 或 日平均气温 养护时间
对处于浪溅区和水位频繁变动区的桥梁下部构 件, 一方面可考虑采用高性能混凝土 , 主要是通过混 凝土内掺加火山灰质材料微桂粉、 磨细矿渣或火山
的水 以游离 水 的形式 滞 留在棍 凝 土 中 , 成 占有 一 形 定体 积 的连通毛 细孔 , 些 连 通 的毛 细孔 就 是 导 致 这
对 处 于上 述环 境 下 的桥 梁 结 构 , 应针 对 结构 预
混凝土遭受冻害的主要因素, 吸水饱 和的混凝土在 冻融过程中遭受的破坏力主要有 以下两部分 : () 1 膨胀 压力指 混凝 土 中 的毛细 孔 在某 负 温 下
威胁。 3 桥梁 结构 混凝 土防腐 蚀耐 久性设 计
在东北严寒或寒冷气候条件下 , 已经硬化 的混 凝土结构遭受长期的冻融循环破坏后 , 使混凝土原 来 的某些 性能受 到损 害 , 至遭 到破坏 , 甚 其评 价 的指
标 主要是 材料 的抗 冻性 、 耐久性 系数 。
混凝土是由硬化水泥浆体和骨料组成的含毛细 孔复合材料, 为了获得浇注混凝土所必须的和易性 , 其拌和水量总多于水泥水化所需的水量 , 部分多余

5 8・
北 方 交 通

天津滨海地区桥梁劣化模式及应对措施

天津滨海地区桥梁劣化模式及应对措施


18・ 第01 年1 5 23 第 2 7卷 1 8期 0月
山 西 建 筑
在混凝土拌合物 中加入 J , 剂 ( 蚀剂 ) 以有 效 阻止混 凝 '0 bn 缓 可
通常情 况下 , 氯盐对混 凝土结构 的腐蚀 主要是通 过腐蚀 混凝 土 中 的钢筋形成 的, 但盐冻作用是氯盐对混凝土本体形成 的腐蚀作用。
破坏的一种特殊形式 。 对 于污水 处理厂的给排水构筑物 , 面尺寸经 常会超 出规 范 平
伸缩缝 的允许尺寸 , 设计 上 为防止 混凝 土开裂 , 有时会 要求 在 混
在天津的大量调查 结果 表 明, 如果 桥 面防 水功 能不 良, 由于 凝土 中添加膨 胀剂 。不 同使用 目的下 多种添加 剂并用 时 , 一定 要 桥 面水 下渗 , 泄水 孔外 壁 缝 隙下 沿、 的翼 板下 沿 、 板 水 流 经 采取谨慎 的态 度 , 梁 腹 根据施工现场试 验结果决 定添加 剂的种 类 和配 处, 以及盖梁顶部 等处 经常处 于潮 湿状 态 , 为冻 融破 坏提 供 了条 比 , 以期达到最佳 的工程效果 。 件。在 和天津地区具有基本相 同桥梁 形式 、 气候 和使用条 件 的北 另外 , 试验证 明在混凝土 中掺用 抗氯离 子腐蚀 和硫 酸盐腐蚀 京地 区有关 技术人员 曾对北 京 市政桥 梁 因化冰 盐引起 的腐蚀情 的防腐剂是抑 制微 生物腐蚀和地下水腐蚀 的有效措施 。 况进行 过 比较系统的调查 , 其结 果对研究 天津地 区桥梁受 除冰 盐 2 3 严格控 制 氯 离子含 量 . 腐蚀 的状况具有同样的指 导性 : 通过 对北 京地 区某 些立 交桥 混 “
腐蚀加剧 。
而氯离子本 身在 钢筋腐蚀过程 中并不参加 反应 , 只是不停 地强 化

滨海新区桥梁设计问题的探讨

滨海新区桥梁设计问题的探讨

辆荷 载种类 繁 多 , 汽车 、 板挂 车 、 有 平 履带 车 、 压 路机等 , 同一 类 车 辆 , 如 汽 车 , 具 有 许 多 不 同 2 1 耐 久 性 的 重 要 性 例 也 . 的 型 号 和 载 重 等级 , 且 随 着交 通 运 输 的发 展 , 并 出 据 了解 ,我 国 的公 路 桥 梁 以钢 筋 混 凝 土及 预 现 了集装 箱运输车等 载重量越来越 大 的车辆 , 载 应 力混凝土结构为主 ,传统的设计方法对耐久性 重标 准的确定是决定桥梁适用性 、 经济性 、 安全 性 设 计意识不够 ,且在使用过 程中忽视对桥梁 的维 的一 个 重 要 环节 。尤 其 是 进 出南 疆 港 区 的 车 辆 具 修保养 , 致使结构退化严 重 , 很多桥梁结构 处于提 有载重大 , 车流 集 中 的特 点 , 主要 是 因为 一 旦 有 前退役甚 至突然破坏的状态 , 这 一旦垮塌 , 给国家 将 大货轮进港 , 就需要许多车辆将货物运 出 , 有可能 财产和人 民生命带来 巨大损 失。绝大多数桥梁工 在某 一 时 间段 内 , 通 量很 大 , 重 车 很 多 。结 合 程 破 坏 的 主要 原 因都 是 混凝 土 的耐 久 性 不 良造 成 交 且 港区主要车流情况 , 在管理部 门的协助分析下 , 通 的。天津地 区桥梁结构过早损伤 的最 主要原 因是 过对以往运输 车辆 的调查统计数据分析 ,并 考虑 混 凝 土 抗 冻 性 、 盐 侵 蚀 能 力 差 , 抗 当保 护 层 混 凝 到 南疆 港 区 的不 断 发 展 ,其 交 通 量 和交 通 荷 载 也 土 因 上 述 原 因 损 坏 后 , 速 了 钢 筋 的锈 蚀 , 随 加 而 会 快速增长 , 结合定量和定性分析 , 在新建的南疆 后 的 结 构 膨 胀 开 裂 又 成 为 加 速 结 构 破 坏 的 因素 , 复线公 路桥 的通行车辆 中,没有 简单地套用 国家 规范的有关规定 。 经过详尽地对 比分析 , 最终决定 对 复 线 桥 的荷载 标 准进 行提 高 , 以满 足 南疆 港 区的 交通运 营要求 。新建南疆复线公 路桥 为双 向 6车 形 成 了恶性 循 环 。天津地 区桥 梁结 构 的环境 特 点 : 1 海 风环境 ;2 冬 季除 冰盐环境 ; 3 盐 碱 () () () 土 和盐 碱 水 环 境 ( 下部 结 构 ) 。滨海 新 区 的场 地 除 了 上述 特 点 之 外 , 紧邻 海 边 并 穿 越 大 量盐 池 , 由此 形成 了强腐蚀环境 。 天津滨海地 区的土质 、 水质状 况 复杂 , 很多地 区不仅含有高浓度的氯离子 , 还有 大量硫酸根离子和镁离子 ,对钢筋和混凝土造成

浅议滨海滩涂地区桥梁结构耐久性的构造措施

浅议滨海滩涂地区桥梁结构耐久性的构造措施

2 工 程 的地 质 条 件
该 地区的地质条件差 . 属海相软土层 . 为软弱地基 ( 地基土承载力 为3 ~ 4吨/ 平方米 ,淤泥层 厚度在 1 2 米左右 ) . 其 主要特 点是含水率 高, 空隙 比大 , 内聚力及 内摩擦角低 , 压缩性及灵敏度高 。 易触 变 , 易形 成沉 降和不均匀沉 降 . 是 影响路基稳定 的特殊性 地质 . 不宜直接 以天 然地基作为持力层 海相软土层土壤 盐碱化严重 , 地下水 中 c l 一 和S 0 2 啥 量较高 . 特别 是 潜水在 干湿交替情况 下 . 对混凝土结构有 中等腐蚀性 . 对钢 筋混凝 土结构 中钢筋有强腐蚀 性 . 如何做好桥梁工程在该环境下防腐及提高 砼结构耐久性进行简单介绍
2 0 1 3 年
第1 1 期
S C I E N C E&T E C H N O L O G YI N F O技信 息
浅议滨海滩涂地区桥梁结构耐久性的构造措施
范连 平 戴 兆祥 ( 连云港 市科 力建设 监理 有限公 司 , 江 苏 连云港 2 2 2 0 0 0 )
5 . 5 暴 露于大气 中的新浇混凝 土表面应及 时浇水或覆 盖湿麻 袋 、 湿 棉毡等进行养护 ; 根据现浇混凝土使用 的胶凝材料的类 型、 水胶 比及 气象条件等确定潮湿养护时间 5 . 6 控制混凝土入模前 的模 板与钢 筋温度 以及混凝 土的入模 温度 : 混凝土的人模温度应视气温而调整 . 在炎热气候下不宜高于气温且不 超过 3 O ℃. 冬季施工不宜低于 5 ℃ 混凝土人模 后的内部最高温度一般不高 于 6 5 ℃, 构件任一截面在 任一时间 内的内部最高温度与表层温度之差一般不高 于 2 0 ℃. 新浇 昆 凝 土与邻接的已硬化混凝 土的温差不大于 1 5 o c 5 . 7 混凝土浇 注后应仔 细摸 面压平 . 摸面时严禁洒水 . 并应防过度操 作 5 . 8 应 进 行 现 场混 凝 土 的 耐 久 性 质 量 检 测 .检 测 内容 及 结 果 应 满 足 《 混凝 土结构工程施工质量验收规范》 、 《 混凝土结构耐久性设计规 范》 及《 公路工程混凝土 防腐蚀技术规范》 等相关规范的要求

滨海新区混凝土桥梁耐久性调查与建议

滨海新区混凝土桥梁耐久性调查与建议

混凝土 的损伤累积初期按近似线性规律发展 , 后很 快按 近似 而 指数规律发展 , 短短几年就 发生如 此大损坏 , 可见其劣化将很
快进入加速期 , 必须 予 以 高度 重视 。
性 问题 是当前实施滨海开发战略过程 中急需解决 的、 紧迫 的 最 应 用基 础理 论与应用研究课题 , 有非常重 要的现实意义和深 远
的各个环节衔接往往脱节 , 而各个环节 的有效衔接是保 障工程
质 量 的 必要 措 施 。 为此 , 由 具 有 鉴 证 、 测 资 质 和 技 术 服 务 能 要 检 力 、 程 经 验 的科 研 单 位 进 行 全 程 质 量 监 控 与 指 导 。 工

图 4 运 营 3a的 桥 梁 墩 柱 根 部 病 害
维普资讯
7 厶 厅, 饪

滨 海 新 区 混 凝 土 桥 梁 耐 久 性 调 查 与 建 议
口 文 /夏 宝 驹 朱 建 国 闻 宝 联

要: 由于滨海新区地域环境和气候特点 , 桥梁结构腐蚀极端严 重。文中在对滨海新 区的桥梁腐蚀状 况进行 了广泛调 研 的基础上 , 出对该地 区的桥 梁工程必须进行专项 系统 的研 究 , 指 以确保满 足百年设计要求。
如何 进行高浓盐碱环 境下桥梁 的结构优化 设计、材料 防腐设
计、 结构 的寿命 预测都是 没有经验可 以借鉴 的, 必须要进 行专 项研 究 , 以解决滨海新区桥梁建设 中所面临的紧迫难题 。
中 国 建 筑 科 学 研 究 院 曾在 全 国 各 地 不 同 土 质 地 区埋 置 混 凝 土 试 块 , 天 津 市 大 港 区 埋 置 8a的 试 块 , 地 面 起 0—3 在 从 5

滨海重大基础设施混凝土长寿命保障关键技术及工程应用

滨海重大基础设施混凝土长寿命保障关键技术及工程应用

滨海重大基础设施混凝土长寿命保障关键技术及工程应用1.引言基础设施建设是国民经济发展的重要支撑,其中混凝土结构作为一种重要的基础材料,在公路、铁路、桥梁、港口等重要工程中大量使用。

然而,由于外界环境的影响及使用寿命的达到,混凝土结构的损伤和老化日趋严重,不仅加大了维护成本,更给公众的生命财产安全带来了巨大的风险。

因此,保障混凝土结构的长寿命对于公共安全和国家建设都具有重要的意义。

2.混凝土结构老化的原因混凝土结构的老化主要由于以下原因:2.1 受力损伤混凝土结构在使用过程中,由于荷载、温差等外力作用下,容易出现裂缝、变形和脱落等情况。

而受力损伤不仅影响混凝土结构的美观性和实用性,更会不断加剧混凝土结构老化的程度。

2.2 腐蚀损伤随着社会和经济的发展,大气污染和海洋环境等因素的不断恶化,会使得混凝土结构表面的保护层逐渐破坏,导致混凝土内部钢筋锈蚀和混凝土表面的片层剥落等情况,从而加速了混凝土结构的老化速度。

2.3 耐久性差混凝土结构因为材料性质和加工工艺等缘故,容易发生表面龟裂、起泡、蜂窝、翘曲等问题,而这些问题会对混凝土结构的耐久性造成很大的影响,使得混凝土结构出现老化失效的现象。

3.关键技术为了保障混凝土结构的长寿命,在建设过程中,应当采用适当的关键技术对混凝土结构进行加固和维护。

以下是一些关键技术:3.1钢筋防护措施钢筋锈蚀是混凝土结构老化的主要原因之一,因此采取合适的加固措施可以有效延长混凝土结构的使用寿命。

目前,常用的方法有喷涂、卷帘、吸塑等多种;同时根据不同区域防水要求,还可采用单一、二元或者多元水泥防水涂料等材料来达到不同疏松条件下的防水要求。

3.2 防腐措施在工程建设中,混凝土结构一般采用镀锌钢丝网、涂覆防腐漆、防腐剂包覆等方法来防止混凝土结构的锈蚀和老化现象,需要注意的是,应选用环境友好、效果显著的防腐剂。

3.3 环氧地坪涂装技术环氧地坪涂料是一种广泛应用于工业环境中的高强度涂料,可以有效地延长混凝土结构的使用寿命,降低维修成本,环保性好,同时具有抗化学腐蚀、耐磨损、防静电等特性。

混凝土桥梁设计中的耐久性研究

混凝土桥梁设计中的耐久性研究

混凝土桥梁设计中的耐久性研究混凝土桥梁设计中的耐久性研究1. 研究背景随着城市化进程的不断加快,公路、铁路等交通建设已经成为国家经济发展的重要支撑。

而作为交通基础设施的桥梁建设,在保证交通安全、畅通的同时,还需要考虑其使用寿命和维修成本等综合因素。

其中,混凝土桥梁是目前最常见的桥梁类型之一,其设计中的耐久性是影响其使用寿命和维修成本的重要因素之一。

2. 研究内容混凝土桥梁设计中的耐久性研究主要包括以下几个方面:2.1 混凝土材料的选择和配比混凝土是混凝土桥梁的主要材料,其质量和性能直接影响桥梁的使用寿命和维修成本。

因此,在混凝土桥梁设计中,需要选择合适的混凝土材料,并进行合理的配比。

一般来说,混凝土材料应该具有较高的强度、耐久性、抗渗性、抗冻性等性能,同时应该考虑材料的可得性和成本等因素。

2.2 混凝土结构的设计和施工混凝土桥梁的结构设计和施工也是影响其耐久性的重要因素之一。

在设计过程中,需要考虑桥梁的荷载特点和使用环境等因素,选择合适的结构形式和尺寸等参数。

在施工过程中,需要保证混凝土的质量和施工工艺等方面的稳定性,避免在施工过程中引入不良因素。

2.3 桥梁维修和保养混凝土桥梁在使用过程中,难免会出现各种问题,如裂缝、渗漏、腐蚀等。

因此,桥梁的维修和保养工作也是保证其耐久性的重要手段之一。

维修和保养工作包括定期巡查、清洗、防腐涂料涂刷、加固修补等方面,需要根据桥梁的实际情况和使用环境制定相应的维修和保养计划。

3. 研究方法混凝土桥梁设计中的耐久性研究需要采用多种方法进行。

其中,实验室试验是最基础的研究方法之一,可以通过对混凝土材料的物理和力学性能进行测试,为混凝土桥梁的设计提供基础数据。

此外,还可以采用现场监测、数值模拟等方法对混凝土桥梁的使用情况和结构性能进行分析,为其维修和保养提供科学依据。

4. 研究成果混凝土桥梁设计中的耐久性研究已经取得了一些重要的成果。

例如,在混凝土材料的选择和配比方面,研究人员发现掺入适量的矿渣粉等掺合料可以提高混凝土的耐久性和抗裂性能。

滨海地区混凝土结构耐久性设计规定.doc

滨海地区混凝土结构耐久性设计规定.doc

滨海地区混凝土结构耐久性设计规定根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010并参照《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T5074-2008和《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008的相关规定,对滨海地区的混凝土结构耐久性设计作如下规定:1.海岸环境:距海岸的距离为100m 以内,海平面15m高度以下的陆上室外环境;其环境类别为:三b。

2.海风环境:距海岸的距离为100m 以内,海平面15m高度以上的陆上室外环境;距海岸的距离为100~300m 以内的陆上室外环境;其环境类别为:三a。

3.地下水、土氯化物环境:(水土中的氯离子高低划分按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T5074-2008 P22,6.2.4附注规定)3.1.水中氯离子浓度低于100mg/L,土中氯离子浓度低于150mg/kg,其对混凝土中的钢筋腐蚀等级为微腐蚀,环境类别可参照:二b;3.2.水中氯离子浓度较低100~500mg/L,土中氯离子浓度较低150~750mg/kg,其对混凝土中的钢筋腐蚀等级为弱腐蚀,环境类别为:三a;3.3.水中氯离子浓度较高500~5000mg/L,土中氯离子浓度较高750~7500mg/kg,其对混凝土中的钢筋腐蚀等级为中腐蚀,环境类别为:三b。

3.4.水土中的氯离子对混凝土中的钢筋腐蚀等级还可按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009版)规定采用。

4.结构混凝土材料的耐久性基本要求:注:采用引气剂时,可采用括号内参数5.钢筋的混凝土保护层最小厚度(mm):注:三b类环境中混凝土中掺用钢筋阻锈剂、有可靠的防护措施时可按三a类环境取用6.混凝土结构及构件在三类环境中尚应采取防腐蚀附加措施:6.1措施A:混凝土中掺用内掺型钢筋阻锈剂(不得采用亚盐酸类的阻锈剂)(钢筋阻锈剂应用技术规程JGJT 192-2009);6.2措施B:采用矿物掺和料混凝土;6.3措施C:提高混凝土抗渗等级不低于P8,混凝土中掺用引气剂、抗渗剂等添加剂;6.4措施D:混凝土表面涂刷防腐面层或涂层,可选用做法详第11条款。

滨海环境混凝土结构耐久性控制

滨海环境混凝土结构耐久性控制

滨海环境混凝土结构耐久性控制摘要:随着临海建筑越来越多,滨海环境对建筑物尤其是混凝土的腐蚀也越来越引起人们的重视,只有提高了混凝土的耐久性方可确保建筑物的设计使用年限,本文主要从某一滨海实体项目分析,从而提出几种提高混凝土耐久性的控制方法。

关键词:氯离子;耐久性;配合比;扩散系数abstract:with the linhai building is increasing, especially in coastal environment on buildings of concrete corrosion has increasingly attracted people’s attention, only to improve the durability of concrete can ensure the design lifespan, this article mainly from a coastal entity project analysis, thus proposed several methods to improve the durability of concrete control method.key words:chloride ion; durability; mix ratio; diffusion coefficient本工程属于填海造地工程,地处滨海环境且地下水与海水有水力联系,因此混凝土结构会受到氯离子侵蚀而造成耐久性劣化。

为更好地说明耐久性控制方法,通过对项目详勘报告其中三个孔及海水试样分析,提出了滨海环境下高耐久性混凝土配合比及结构耐久性控制施工方法。

1、本工地下水质对建筑材料腐蚀性判定表:2、场地地下水情况根据本工程地质报告,场地地下水主要受大气降水渗入、海水补给,径流方向大体为东北向,水位变化因季节而异,与海水水力联系密切,受潮汐影响,最高潮位2.0~2.5m。

浅谈沿海地区桥梁的耐久性设计

浅谈沿海地区桥梁的耐久性设计

则, 从设 计基 本要 求、 混凝 土保 护层 、 防止和控 制 裂缝 、 强桥 面防水设计 等 方面对提 高沿海地 加
区桥 梁结构 耐久性措 施进 行 了介 绍 。 关键 词 沿 海地 区 桥梁 耐 久性 设 计
长期 以来 , 们 受 混凝 土 是 一种 耐 久 性 能 良好 人 的建筑材 料这一认 识 的影 响 , 视 了钢 筋 混凝 土结 忽 构耐久 性 问题 , 使 以往 的设 计 中普 遍 存 在重 视 强 致
缝, 并引起混凝土胀裂 ; 钢筋保护层剥落、 露筋、 箍筋 坑 蚀锈 断 , 梁更 为严重 ; 边 下部 结构盖 梁表 面承 重部
基于上述原则 , 针对导致桥梁混凝土结构腐蚀 的各种 因素 , 我们在 设计 中采取 了一系 列相应 措施 ,
维普资讯
气是造成沧州沿海地区桥梁结构混凝土腐蚀破损 的 主要因素 , 另外冻融交替亦促进了混凝土腐蚀的加 剧 ; 致钢筋 锈蚀 的 主要 原 因是 保 护层 太 薄 或 遭 破 导
坏 及混 凝土密 实性 不 足 , 此外 海 水 及 海洋 大 气 中 含 有 大量 的 C一 加快 了钢筋 的锈蚀 。 l 离子
冰冻 区 。通 过调 查 我们 发 现 : 州沿 海 6 、O年 代 沧 O7 及其 以后所建 钢 筋 混凝 土 桥 梁 , 大都 存 在 不 同程 度
混凝 土桥梁 结构 的耐久 性取决 于混凝 土材 料 的 自身 特性 和结构 的使用 环境 , 与结构设 计 、 施工及 养
护管理密切相关。综合 国内外研究 成果 和工程经
维普资讯

5 6・
北 方 交 通
浅谈 沿 海 地 区桥 梁 的 耐久 性 设 计
刘 文辉
( 河北省沧州交通 勘测设计 院 , 沧州 o 10 ) 60 1

浅谈滨海公路中桥梁的防腐耐久性设计

浅谈滨海公路中桥梁的防腐耐久性设计

露于海洋环境中的混凝土结构 , 混凝土表面 1 l 2i ml 深
度内的氯离子含量远远高于 2 5 深度范 围, 5 ̄ 0 m m 因 此对 氯盐 环境 下 的工 程结 构增加 混凝 土保护层 厚度
是提高耐久性 的一项有效措施。滨海公路设计中规 定处于海水环境( Ⅲ类 环境 ) 中的桥墩桩柱箍筋净 保护层厚度不小于 45m。 .c () 3 处于海水环境中的混凝土内适当加入引气 剂 。引气剂 是 一种 表 面 活性 剂 , 能在 混 凝 土搅 拌 过
省交通勘察设计院在沈大高速公路 与丹大高速公路
连 接线 的标志设 计 中都 大量 采用这 种矩形 钢梁 式 门 架标 志结构 。
车安全系数 , 这是门架标志的最大优势所在。另外 , 门架标 志通 常还有 一 种 矩形 钢梁 结 构 , 是 用 一 根 就 独立的矩形钢梁做立柱和横梁, 横梁上悬挂标志, 结 构构 造相 当简单 , 厂预 制 , 工 中进 行 组 装 , 装 工 施 安
中桥梁的防腐耐久性 问题近而突显 出来 , 若是桥 梁 的防腐耐久性较差 , 则会大大缩短桥梁的使用寿命 , 如果 能在设 计之 初加 强 必 要 的防腐 耐久 性 设计 , 恶 劣 自然环境对桥梁的腐蚀侵害是可以有效的减小或
驶者 从距 离标 志很 远 的 地 方就 注 意 到 , 就使 车辆 这 驾驶者 反应 时 间延 长 了 , 阅读 时间延 长 了 , 增加 了行
维普资讯
第 4期
北 方 交 通
・ 5・ 9
浅谈 滨海公 路 中桥 梁 的防腐 耐久 性设 计
马 俊
106 ) 1 16
( 辽宁省公路勘 测设计公 司行 防腐耐 久性 设计 的 重要性 和 必要 性 , 绍我 省 滨 海公 路 中 介

浅析滨海环境混凝土桥梁耐久性设计

浅析滨海环境混凝土桥梁耐久性设计

设计理念基础上 , 从材料 、 构造措施及表面防腐涂层
等 方 面着手 进行 结构 耐久 性设 计 。
2 . 1 材 料
开裂 。碱一 骨 料反 应 引 起 的混凝 土 结 构破 坏 程 度 , 比其他 耐 久 性破 坏 发 展 更 快 , 后 果 更 为 严 重 。碱一 骨料 反应 一 旦 发 生 , 很 难 加 以 控制 。碱一 骨 料 反 应
2 桥梁 结构 的 耐久性 设计 桥 梁结 构 的耐久 性设计 应 根据 不 同的设计 基 准
( 1 ) 钢筋锈蚀 : 混凝 土 中钢筋腐蚀首先是钝 化
膜破坏 , 混 凝 土 的碳 化 和 氯离 子 侵 蚀 都 会 造 成 钢 筋 表 面 碱性 钝化 膜 的破 坏 , 随后在 水 和氧作 用下 , 钢 筋 就 会腐 蚀 , 进 而引起 体 积膨胀 , 混凝 土产 生沿 钢筋 的 纵 向裂缝 , 造 成钢筋 与混 凝 土之 间 的黏结 力破 坏 , 钢
滨海环境相对于其他环境 , 空气湿度大 , 空气和 水 中氯离子含量大, 混凝土结构更容易产生钢筋锈
蚀、 混 凝土 腐蚀 、 冻融 、 碳 化 等病 害 。
以上所有 的病害基本上都离不开水 , 因此桥梁
病 害 中水 是 主要 媒 介 和诱 因 , 也是 耐 久 性 设 计 中需 重 点考 虑 的因素 。
筋截面积削减 , 使结构构件的承载力降低 , 随着时间 的推移 , 腐蚀会逐渐恶化 , 最终可能导致结构的完全
破坏。
( 2 ) 混凝 土 的 碱一 骨 料 反 应 : 碱一 骨 料 反 应 一 般 指水 泥 中 的碱 和骨 料 中 的活 性 硅 发 生 反应 , 生 成
碱 一硅 酸盐 凝 胶 , 并 吸水 产料、 涂层 等方面的耐久性设计要素 。

滨海地区桥梁混凝土耐久性

滨海地区桥梁混凝土耐久性

滨海地区桥梁混凝土耐久性研究摘要:通过优化混凝土配合比,掺加矿物掺和料和高效减水剂的“双掺”技术工艺,配制高性能混凝土,提高了滨海地区桥梁混凝土的耐久性。

关键词:滨海地区;“双掺”高性能混凝土;桥梁耐久性1、前言滨海地区建造公路桥梁,尤其是在入海口河流上的公路桥梁,受海水潮汐和风蚀作用,河水中和空气中存在氯离子对混凝土钢筋的腐蚀破坏现象;另一方面,周围盐碱地土壤及地下水中含有cl-、so42-、mg2+以及na+等对混凝土有害的物质,也对混凝土结构,尤其是钢筋混凝土结构产生腐蚀破坏现象。

由于受到上述环境因素的影响,在该地区修建的未进行耐久性设计的公路桥梁,其使用寿命一般在12-25年,远远低于设计寿命,有的使用不到15年就需要大修,需要投入大量的资金进行养护、维修和改造,并且养护、维修难度大,这既造成巨大的经济损失,又带来交通不便,造成不良的社会影响,同时,结构物的毁坏,还给环境带来不良的影响。

2、原因分析笔者对滨海地区桥梁进行了调研,发现桥梁的耐久性破坏特点为:氯离子渗入引发的钢筋、钢绞线锈蚀破坏是秦口河旧桥部分构件破裂的主要原因,其他有害介质影响和构件所处的内外特殊环境加剧了构件的破坏速度[1]。

2.1地理环境桥梁所处的主河道、河滩处地下水及土壤中含有大量的腐蚀介质(cl-、so42-等),以及近海地区的潮汐、盐雾和海风,为桥梁混凝土的腐蚀提供了外部条件。

2.2混凝土内部因素混凝土中氯离子含量测试结果表明:过高的的氯离子含量是混凝土内的钢筋、钢绞线锈蚀的主要原因。

墩台与基础的混凝土强度满足设计要求,箱梁的混凝土强度不满足设计要求,加之施工用水采用当地地下井水,波纹管内灌浆不密实,造成混凝土及波纹管灌浆中的氯离子含量过高,氯离子破坏金属表面的钝化膜引起并加速其锈蚀。

锈蚀的钢绞线及波纹管引起混凝土的胀裂,胀裂的混凝土使富含氯离子的潮气趁机侵入,又大大加速了钢绞线及波纹管的锈蚀,形成循环,难以控制。

北方滨海地区影响混凝土耐久性因素及其保障措施

北方滨海地区影响混凝土耐久性因素及其保障措施

北方滨海地区影响混凝土耐久性的因素及其保障措施摘要:由于北方滨海地区特殊的地理环境,近年来,混凝土耐久性问题越来越受到人们的关注。

本文对混凝土构件受腐蚀后耐久性的性能进行了分析,对钢筋混凝土的腐蚀因素进行了总结分析,同时提出了混凝土耐久性的保障措施。

关键词:北方滨海地区;混凝土;耐久性;保障措施中图分类号:tu37 文献标识码:a 文章编号:0 引言混凝土作为一种建筑材料,广泛应用于沿海地区的一些特殊结构中,如海港码头、海湾桥梁等,这些桥梁结构所处的环境中存在大量氯离子,对钢筋有腐蚀作用。

因此与这些桥梁结构耐久性直接相关的钢筋混凝土的腐蚀及腐蚀控制的研究越来越引起人们的注意。

同时,海上作业与水下基础,受自然条件的制约,一旦受到腐蚀破坏其修复极为困难,成本也是十分昂贵的。

因此,滨海混凝土工程耐久性的重要意义要比陆上建筑更重要。

1 滨海地区钢筋混凝土结构耐久性的性能分析钢筋混凝土结构受到腐蚀后,其抗弯性能、抗剪性能都会受到影响,同时,混凝土与钢筋的粘结性能也会降低。

(1)钢筋受腐蚀后混凝土抗弯性能下降原因分析抗弯强度下降主要有以下原因:钢筋腐蚀引起钢筋截面积减小,钢筋名义屈服强度减小,钢筋和混凝土间的粘结力下降。

这使破坏区段内混凝土和钢筋的平均应变大于正常构件,应力应变不能充分地进行重分布,导致钢筋与混凝土协同工作系数降低。

(2)钢筋受腐蚀后混凝土抗剪性能下降原因分析钢筋混凝土构件中箍筋一般首先腐蚀,其腐蚀程度往往比纵筋严重,特别是箍筋与纵筋交接处,其锈蚀程度最为严重。

箍筋的锈蚀直接降低了钢筋混凝土构件的抗剪性能,而抗剪性能的降低使得钢筋混凝土结构的脆性增加,结构的破坏也将变得更加的无预兆性。

另外锈蚀箍筋对混凝土的约束力降低也对构件的承载力有间接影响。

(3)钢筋受腐蚀后钢筋和混凝土粘结性能下降原因分析粘结性能的退化是钢筋混凝土构件性能退化的主要原因之一。

粘结性能退化的原因主要有:1)钢筋腐蚀后生成的氧化产物在钢筋与混凝土之间形成一层疏松隔离层,明显地改变了钢筋与混凝土的接触表面,降低了钢筋与混凝土之间的粘接作用。

试析跨海桥梁混凝土结构耐久性的质量控制

试析跨海桥梁混凝土结构耐久性的质量控制

试析跨海桥梁混凝土结构耐久性的质量控制随着我国的桥梁建设事业飞速的发展,也随之出现了一大批跨海桥梁工程,而大部分的跨海桥梁工程都是以混凝土为主体结构的,这些混凝土结构所面临的自然条件也是更为复杂和恶劣的。

因此,要想最大限度的保证跨海桥梁工程项目的使用寿命,那么就需要多个部门和多个方面的共同配合,如设计、材料、施工以及监理等,采取更为科学合理的耐久性控制措施,做好跨海桥梁混凝土结构耐久性的质量控制工作。

文章便对影响跨海桥梁混凝土结构耐久性的主要因素以及跨海桥梁混凝土结构耐久性的质量控制两个方面的内容进行了详细的分析和探析,从而详细的论述了如何做好跨海桥梁混凝土结构耐久性的质量控制工作。

标签:跨海桥梁;混凝土结构耐久性;影响因素及质量控制1 影响跨海桥梁混凝土结构耐久性的主要因素1.1 海水中的氯盐氯盐是一种较强的电解质,而混凝土内部又肯定是会存在空隙的,那么氯盐就会进入到混凝土中,加大了对混凝土的溶解和侵蚀,还会导致混凝土出现冻融破坏和结晶腐蚀的现象。

混凝土的外部往往都会包裹上钢筋,而氯盐最主要的破坏作用就是腐蚀这层钢筋,两者发生了化学反应后,钢筋就会发生锈蚀现象,可见,在跨海桥梁的混凝土结构中,氯盐是一种十分危险的破坏因素。

1.2 硫酸镁的侵蚀性在我国的海洋环境中,硫酸盐和镁盐的分布也是十分广泛的,而侵蚀性最为强烈的物质就是硫酸镁了。

在海洋环境中硫酸根离子和镁离子都属于侵蚀源,两者发生了化学反应后会产生镁侵蚀和硫酸镁侵蚀,并且石膏也是一种反应产物,这就会加剧内部的内应力,混凝土结构也就更易出现膨胀和开裂等问题。

在此过程中会将氢氧化钙转化成氢氧化镁,水泥石系统的碱度被大大降低,分解了水化产物,影响了混凝土黏结性和强度。

同时还会生成钙矾石,这是一种膨胀性产物,其会结合大量的水并导致混凝土出现膨胀、开裂和解体的问题。

1.3 碱集料反应大量的研究已经证实了碱含量的水分以及碱活性集料的存在对于混凝土能否发生AAR是有着直接的影响的,桥梁内部结构长期处于海洋环境中,其自身的湿度非常高,并且海水渗入到混凝土结构中就会带有钠离子和钾离子,当氢氧离子的浓度是大于300mmol/L时,就会发生AAR,氯离子就会起到催化剂的作用。

滨海环境下桥梁结构耐久性设计探讨

滨海环境下桥梁结构耐久性设计探讨

在 辽 宁省 滨 海 公路 桥 梁设 计 中的 实 际 应 用
关 键 词 : 海 环 境; 梁; 构 耐 久性 滨 桥 结
滨 路是辽宁省实施沿海开发, 打造“ 五点一线” 沿海重点发展区 域的一项重要基础工程, 也是省、 十一五” 市“ 期间公路建设的重点项 目。 久性设计 方案 魑 堑 由其亲海、 、 近海 临海的指导思想决定了其 中大部分的桥梁均处在滨海 明确 了提 高混凝 上部结掏 犬 C5 0 受力主筋:5 0 不允许 盖粱 大气区 C0 4 受力主筋.4 5 02 0 环 境 中。 结 构 耐 久 性 方 法 的理 台身 土 中区 C0 4 受力主筋:4 5 01 . 5 桥梁结构主要由钢及混凝土等材料构成,这些材料在恶劣的 自 然 论基础之后 , 为保证桥 墩柱 水位变动区/ C0 4 受力主筋 :5 3 01 . 5 浪龌 环境下, 必然会发生腐蚀和老化反应, 这种反应随着使用时间的延长而 梁结构在设计使用年 承台 ( 非受 水位变动区/ C 0 4 受力主筋 :5 0 逐渐加剧, 最终导致材料老化、 结构报废, 甚至严重威胁到人身安全。 从 限 内 的安 全 和 正 常 使 力) 浪溅区 、矗粱、 国内外腐蚀情况来看建筑腐蚀损失占社会总腐蚀损失的比例 日趋上升, 用 功能 , 海公 路桥 防冰撞匿韬 对滨 桩基础 水 ̄ N/ o C 5 p +e 3 受力主筋 - 01 5 有资料表明 国与钢筋锈蚀有关的损失可占总腐蚀损失的 4 0% , 仅桥 梁 结 构 进 行 结 构 耐 久 区 梁腐蚀破坏约占腐蚀损失的2 0% 技 术先进国家 每年总腐蚀损失可 占 性设计 , 要求严格控制 表 2粉 煤 灰 的质 量 指 标 国民经济总产值的 3%~ 5%。 如何保证桥梁在设计使用有效期内的安 混 凝土结 构施 工 质量 , 全 性 、 用性 与耐久性 日益成为— 个迫切 需要解决 的课 题。 适 同时对工程运营管理 1 响桥梁 结构耐久性 的关键 因素 影 单位提 出使用过程 中 所谓结构耐久性即指结构及其部件在各种可能导致材料性能劣化 需要进行正常养护和 的环境因素长期作用下维持其应有功能的能力。一般来i 桥梁结构耐 维修 的建 议。 兑 表 3硅 灰 的 质量 指 标 久性不足的后果主要体现在以下几个方面: 2 桥梁结构设计 l & 混凝 土方 面, 开裂 、 渗漏 、 侵蚀 、 碳化 、 破碎 、 酥裂 、 损 、 蚀 、 一 中上部 结构 、 梁按 I 磨 溶 碱 盖 I 懂蕾 骨料反应、 冻融循环破坏等。 类环境有关要求考虑 , h 钢筋、 钢束方面 锈蚀、 脆化、 、 疲劳 应力损失等。 台 身 、 柱 、 基础 、 墩 桩 受 c粘 接方面, 钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱、 锚具的失效 、 力 承 台按 I 类 环境 有 I I 注浆不密实等 。 关要 求执行 。( 见表 1 ) 其中钢筋锈蚀是造成结构耐久性损伤的主要原因, 而滨海环境中 其 他 结 构 混 凝 土 葡 ∞孙 积 氯离子的侵蚀是引发钢筋腐蚀的关键因素。 构件的普通钢筋及预 表 4添 加掺 合 料 后 混 凝 土 的性 能 要 求 率 ㈤岛 氯离子造成混凝土内部钢筋锈蚀的原因可以归纳为 4- ;面: tb '- 应 力 钢 筋 最 小 保 护 层 I 靴 砒 黜 锻娴性 公路钢筋 岛 a 破坏钢筋钝化膜。水泥水化物的高碱陛使混凝土内的钢筋产生一 厚度应满足《 拱 系 嚣 臃 椭瞰 层致 密的氧 化膜。 以往 的研 究认 为, 该钝化膜是 由铁 的氧化物构成 的, 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 但 锨蝴性 ㈤岛 最 近的研究表 明, 钝化膜 中含有 S 该 i 键, 一0 它对 钢筋有很 强 的保 护能 土桥 涵设 计规 范 》J G (T 6 — 04 表 9 . .1中 1 力。 然而, 该钝化膜只有在高碱『环境中才是稳定的, H值 <1 1 D 2 2 0 ) 嫌量 ∞ 生 当p 5 1 时就开始 不稳定 当 p 值 <9 8 H 18时该 钝化膜 生成 困难或 已经生成 的 Ⅱ 环境 的规定 。 类 镭 2 水 泥 宜 采用 普 . 2 钝 化膜逐渐 破坏 。氯离子 是很强 的去钝剂, 氯离子 进 入 混凝 土到达钢 筋 献 ㈨岛 量 表面并吸附于局部的钝化膜处时, 可以使该处的 p 值迅速降低到 4 通 硅酸 盐水 泥 , 得采 H 不 灿酸盐 水 艏 数㈤ 用 火 山灰 质 硅 以下, 从而破坏钢筋表面的钝化膜。 量 ㈨≤ b 形成腐蚀电池。如果在大面积的混凝土表面上有高浓度的氯化 泥 , . 避免使用早强水泥 物, 则氯化物所引起的腐蚀可能是均匀腐蚀, 但是在不均匀的混凝土中 和 铝酸 三钙 含 量 偏 高 徘舭 ∞ 常见的是局部的腐蚀。 氯离子对钢筋表面钝化膜的破坏发生在局部, 使 的水泥, 严禁不同品种 数 宜 这些部位露出铁基 与尚完好的钝化膜区域形成 电位差; 铁基体作为 水 泥 混用 ; 选用 质地 级 阳极而受腐蚀, 大面积的钝化膜 区域作为阴极。腐蚀电池作用的结果 坚 固耐久 、 配 良好 的 洁净骨料 , 细骨料不宜采用海砂 , 粗骨料最大粒径应小于保护层厚度并 是: 在钢筋表面产生蚀坑,由于大阴极对应于小阳极, 蚀坑发展十分迅 按照构件尺寸 、 钢筋直径和结构部位合理确定 ; 严格控制混凝土拌和水 速。 0mg L c 去 极化作用。氯离子不仅促成了钢筋表面的腐蚀电池, 而且加速 中氯 离子含量不 大于 2 0 /。 同时应在混凝土 中 添加掺合料 ( 粉煤灰、 ) 硅灰 。外加剂的指标应满 了电池的作用。氯离子与阳极反应产物 F 结合生成 FC 将阳极产 e e1 ,要求。 物 及时地搬运走 , 阳极氧化 过 愤 甚至加速 进行 。通常把 阳极氧化 足表 23 使 利 混凝土掺合料的掺量应根据现场试验确定 , 添加掺合料后的混凝土 过程受阻称为阳极极化作用, 而把加速阳极极化作用称为去极化作用, 应满足表 4 所示技术 能的要求。 . 氯离子正是发挥了阳极去极化作用。 2 墩台身 、 3 系梁系水位变动区及浪溅区内故混凝土标号采用 C 5 3, d 导电作用。混凝土是—个多孔介质体系, 其内音 隙分为独立孔 阿L 3, 承 桩 隙和连通孔 隙。混 凝土在表 面接触 氯离子溶 液时, 内部通 过连通孔 隙 桩 基处 于海水 中故 混凝 土标 号采 用 C 5并在 墩 台身 、 台 、 间系梁 、 其 提高混凝土内部结构致密性 , 降低 与外界环境取得联系, 外界氯离子在浓度梯度的作用下向混凝土 内部 防冰撞围裙及桩基础 中掺加微硅粉 , 生, 其它处于大气 区内故混凝土采用大于等 迁移。当混凝土内部钢筋周围氯离子的含量达到一定数值时, 钢筋的钝 混凝土渗透『 增加耐久陛能,

《滨海化学腐蚀环境下桥梁混凝土服役寿命保障与提升关键技术》研

《滨海化学腐蚀环境下桥梁混凝土服役寿命保障与提升关键技术》研
表 5 冻 融 条 件 下模 拟 室 内外 光 老化 时 间对 照表
由结 果 可知 , 在 增 加 冻融 条 件后 随着 光 老化 时
间 的延 长 , 小 梁试 件 的力 学性 能 出现 明显 的下 降趋 势, 而劲 度 模 量 随着 老 化 时 间 的延 长也 出现 大 幅 的
时 间 , 月化 ; 时 间 / d
( 摘 编 自江苏省 交通 运输厅 网站 )
( 收稿 日期 : 2 0 t 5 — 1 1 - 1 6 )
标的前提下可以有效降低施工温度, 其拌和温度 比 常规 热拌 沥青 混合料 降低 约 2 0℃ 。 相对 于热拌 沥青
《 滨海化学 腐蚀 环境下桥梁混凝土服役寿命保 障与提 升关键 技术 》 研 究成果达 国际领先 水平
2 0 1 6 — 0 6 — 1 4 , 《滨海 化 学腐蚀 环境 下桥 梁混凝 土服 役 寿命 保 障 与提 升 关键 技 术 》 通过 鉴 定 , 研 究成 果达
上 海 公路 , 2 0 0 8 ( 3 ) : 1 — 4 .
[ 2 ] 秦永春 . 基 于表 面活性剂的温拌沥青混合料的设计及相 关
性能研究 [ D] . 上 海: 同济 大 学 , 2 0 0 9 .
综 合来 看 , 加 人温 拌剂 后 , 在 保证 混合 料体 积指
[ 3 ] 杨通 明. 掺加新型 国产温拌剂的沥青混合料路 用性 能评价 [ J ] . 公路 交通技术 , 2 0 1 5 ( 2 ) : 4 9 — 5 2 .
试验 结果如 表 6 P g示 。
表 6 光老 化 + 冻 融 后 小 梁 弯 曲试 验 结 果
对 比3 年周 期 内单 纯 光 老化 和 光 老化 +冻 融后 沥 青 混合 料 的低 温性 能 衰减 趋 势 结果 可 知 , 冻 融条 件 加剧 了混 合 料低 温 性 能 衰减 的趋 势 , 导 致 低 温性 能 出现 的大 幅衰 减 , 第2 年 的衰 减 幅度增 加 最 大 , 之 后趋 于平缓 。 因此 , 高寒地 区光 老化 和冻融条 件对沥 青 混合 料 低 温 性能 影 响 巨 大 , 而温 拌 沥青 混 合 料相 对于 热拌沥 青混合 料具有 良好 的耐久性 。

沿海桥梁结构耐久性和抗腐蚀浅论

沿海桥梁结构耐久性和抗腐蚀浅论

沿海桥梁结构耐久性和抗腐蚀浅论引言:传统的桥梁结构设计主要考虑的是结构安全性,即桥梁承载能力的验算,而对耐久性的关注较少,导致对桥梁结构耐久性相关课题的研究较为滞后。

与此同时,桥梁结构长期性能在不同工作环境下会产生一定程度的变化,有的环境对此影响较小,但某些环境作用突出,甚至会严重缩短桥梁结构使用寿命。

1.沿海氯离子侵蚀环境引起钢筋锈蚀机理简述氯离子对桥梁结构钢筋锈蚀的主要机理是去钝化以及电化学腐蚀。

1.1 氯离子的去钝化作用机理在桥梁结构中,钢筋所处的是高碱性环境。

这是由于硅酸盐水泥是混凝土结构最常见的胶凝材料,通常会产生Ca(OH)2饱和溶液,使得混凝土孔隙液具有高碱性。

在这种高碱性孔隙液环境下,初始的电化学反应会使钢筋表面生成一层致密的钝化膜,阻止了钢筋电化学反应的进一步进行。

在钢筋处于钝化状态时,钝化膜一方面会由于化学溶解而减薄,另一方面会由于电化学反应生成而加厚,这两个过程是同步进行并动态平衡的。

但在沿海氯离子侵蚀环境下,氯离子的侵入导致了混凝土孔隙液阴离子浓度升高,pH值降低,从而使得钝化膜的生成速度小于溶解速度,最终破坏钝化膜,钢筋进入活化状态,使得电化学腐蚀得以进行。

1.2 氯离子的电化学腐蚀机理当氯离子达到一定浓度后,钝化膜破坏,钢筋进入活化状态。

如果高浓度的氯离子普遍存在,将会引起钢筋的均匀腐蚀,但是局部腐蚀是最常见的钢筋锈蚀形态。

局部锈蚀的机理是:钝化膜破坏的钢筋位置作为阳极,依然处于钝化状态的钢筋位置作为阴极,产生电化学反应。

在这种电化学反应过程中,阴极区的Cl-向阳极区不断集中,阳极区酸化程度不断增加,同时阴极区Cl-浓度减少、产生OH-,阴极区碱性增强,上述过程持续进行,钢筋锈蚀程度不断增加。

在这个过程中腐蚀产物中不含氯离子,氯离子的存在起到了催化的作用,它参与反应的中间产物促进了腐蚀反应。

因此只要少量氯离子存在,电化学反应将持续进行下去,导致钢筋的锈蚀状况不断加重。

沿海地区桥涵混凝土结构耐久性之我见

沿海地区桥涵混凝土结构耐久性之我见

沿海地区桥涵混凝土结构耐久性之我见摘要:现代工程中对混凝土耐久性的要求愈来愈高,提出耐久性指标的工程设计也愈来愈多。

未来的工程设计中将用耐久性设计取代目前按强度进行的设计。

混凝土耐久性已经成为现代混凝土结构施工项目的重点研究对象,如何提高沿海腐蚀环境下混凝土结构的耐久性更是工程界研究的焦点。

本文对沿海地区桥涵混凝土结构耐久性的分析及施工、监理控制措施的探讨,希望同行们在沿海混凝土结构的耐久性问题上进行深入的研究。

关键词:桥梁;混凝土结构;耐久性一、工程概况江苏临海高等级公路是贯穿江苏南北、贴近海岸的骨干公路,是贯彻国家«江苏沿海地区发展规划»和省委、省政府实施意见的重大举措,对于促进江苏沿海滩涂开发、再海上苏东具有十分重要的意义。

临海高等级公路启东段位于江苏省启东市,路线沿着一道海堤内侧总体呈南北走向,按一级公路设计,全长62公里。

其中南段28公里建安费近4亿;北段34公里,包含大桥4座(其中大洋港大桥桥跨布置7*30*2+50+80+50+7*30全长810米;蒿枝港大桥桥跨布置6*30+51+85+51+7*35+6*30全长792米)、中桥3座、小型结构物57座,建安费10.5亿。

本人担任北段监理项目负责人。

二、提高桥梁结构耐久性的设计、施工及监理措施北段桥位于浅海滩涂地带,桥梁所处环境恶劣,受海水、盐雾、海风及涨落潮干湿环境等因素侵入钢筋砼,影响结构耐久性,因此必须在设计、施工、现场管理等方面采取有效措施,提高钢筋砼防腐、抗侵蚀能力。

兹归略如下:1.混凝土耐久性设计采取措施(1)根据«公路工程混凝土结构防腐技术规范»(JTG/T B07-01-2006)规定,经图纸会审,监理提出北段大桥混凝土结构耐久性应按不同部位采取不同措施,如下表:本桥结构混凝土耐久性基本要求注:表中氯离子含量系指其与水泥用量的百分率。

潮汐区构造物附加防腐措施表注:潮汐区指主墩浪溅区下部位不同部位具体的耐久性(监理建议)措施表(2)提高混凝土等级,如桩基础混凝土等级由C25提高到C30(3)提高结构物保护层厚度,如桩基础为8.5厘米,主桥变截面连续箱梁提高至6厘米。

桥梁混凝土结构耐久性研究何威潼

桥梁混凝土结构耐久性研究何威潼

桥梁混凝土结构耐久性研究何威潼发布时间:2021-07-31T03:25:38.435Z 来源:《基层建设》2021年第14期作者:何威潼[导读] 目前我国经济快速发展,许多大型,特大型桥梁涌现,随着桥梁服役年限增加,桥梁耐久性问题也越来越突出重庆交通大学土木工程学院重庆 400041摘要:目前我国经济快速发展,许多大型,特大型桥梁涌现,随着桥梁服役年限增加,桥梁耐久性问题也越来越突出。

因此,我们有必要去对桥梁混凝土结构耐久性进行研究。

不同桥梁服役环境,桥梁混凝土结构耐久性降低的原因也不同,本文浅述了不同侵蚀机理以及针对不同情况的有效办法。

关键词:氯盐侵蚀;硫酸盐侵蚀;桥梁耐久性;双向电渗1 引言氯盐侵蚀环境下的钢筋混凝土桥梁随着桥梁服役年限的增长,耐久性问题会越来越突出。

硫酸盐腐蚀是桥梁混凝土耐久性降低的主要原因之一,在我国沿海地区、西北地区的桥梁均存在硫酸盐侵蚀而引起破坏的工程实例。

本文针对不同环境下的桥梁混凝土结构,分析了不同因素导致桥梁耐久性降低的原因,并针对不同原因浅谈了一些阻止桥梁耐久性降低的方法。

2 氯盐侵蚀桥梁混凝土结构2.1 氯盐侵蚀原理氯离子在混凝土中输运实质上是带电粒子在多孔介质的孔隙液中传质的过程,其中所发生的一系列基础物理化学过程包括:扩散、对流、绑定和电迁移。

在濒海地区的桥墩水下区氯离子的扩散过程占主导,其上的干湿交替区域则往往发生对流和扩散。

氯离子进入混凝土到达钢筋表面,并且吸附于局部钝化膜上,使得该处pH值迅速降低至4以下,钢筋钝化膜失去碱性环境被破坏,露出铁基体,与尚完好的钝化膜区形成了电位差;铁基体作为阳极而受腐蚀,大面积的钝化膜区域作为阴极。

氯离子催化钢筋锈蚀示意图如下所示:图1 氯离子侵蚀示意图Fig.1 Schematic diagram of Chloride Erosion2.2 氯盐侵蚀影响因素影响钢筋镑蚀的不仅仅是氯离子浓度还受供氧量湿度条件以及混凝土自身因素的影响国内外标准中多是采用氯离子含量作为钢筋锈蚀的临界值引起钢筋锈蚀临界氯离子浓度与不同测试方法所提出的氯离子临界浓度有所差别,下表给出不同测试方法下的氯离子临界浓度。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

滨海地区桥梁混凝土耐久性研究摘要:通过优化混凝土配合比,掺加矿物掺和料和高效减水剂的“双掺”技术工艺,配制高性能混凝土,提高了滨海地区桥梁混凝土的耐久性。

关键词:滨海地区;“双掺” 高性能混凝土;桥梁耐久性1、前言滨海地区建造公路桥梁,尤其是在入海口河流上的公路桥梁,受海水潮汐和风蚀作用,河水中和空气中存在氯离子对混凝土钢筋的腐蚀破坏现象;另一方面,周围盐碱地土壤及地下水中含有CL-、SO42-、Mg2+以及Na+等对混凝土有害的物质,也对混凝土结构,尤其是钢筋混凝土结构产生腐蚀破坏现象。

由于受到上述环境因素的影响,在该地区修建的未进行耐久性设计的公路桥梁,其使用寿命一般在12-25年,远远低于设计寿命,有的使用不到15年就需要大修,需要投入大量的资金进行养护、维修和改造,并且养护、维修难度大,这既造成巨大的经济损失,又带来交通不便,造成不良的社会影响,同时,结构物的毁坏,还给环境带来不良的影响。

2、原因分析笔者对滨海地区桥梁进行了调研,发现桥梁的耐久性破坏特点为:氯离子渗入引发的钢筋、钢绞线锈蚀破坏是秦口河旧桥部分构件破裂的主要原因,其他有害介质影响和构件所处的内外特殊环境加剧了构件的破坏速度[1]。

2.1地理环境桥梁所处的主河道、河滩处地下水及土壤中含有大量的腐蚀介质(Cl-、SO42-等),以及近海地区的潮汐、盐雾和海风,为桥梁混凝土的腐蚀提供了外部条件。

2.2混凝土内部因素混凝土中氯离子含量测试结果表明:过高的的氯离子含量是混凝土内的钢筋、钢绞线锈蚀的主要原因。

墩台与基础的混凝土强度满足设计要求,箱梁的混凝土强度不满足设计要求,加之施工用水采用当地地下井水,波纹管内灌浆不密实,造成混凝土及波纹管灌浆中的氯离子含量过高,氯离子破坏金属表面的钝化膜引起并加速其锈蚀。

锈蚀的钢绞线及波纹管引起混凝土的胀裂,胀裂的混凝土使富含氯离子的潮气趁机侵入,又大大加速了钢绞线及波纹管的锈蚀,形成循环,难以控制。

2.3耐久性设计从检测结果和原始设计施工资料看出,当时设计和施工没有针对防止氯离子渗入引起的钢筋钢绞线锈蚀制订有效防护措施。

设计强度偏低,水灰比较大,原材料的使用上,对外加剂和掺和料的作用没有足够的重视,这种情况下混凝土肯定是不耐久的。

3、“双掺”高性能砼配合比设计滨海地区的桥梁处于苛刻自然、地理环境中,其使用周期内的耐久性问题相当突出。

因此在优选原材料的基础上,通过优化混凝土配合比,掺加矿物掺和料和高效减水剂“双掺”技术,配制高性能混凝土,提高硬化后混凝土的密实性,降低有害介质在混凝土中的扩散能力,达到提高桥梁耐久性目的[2]。

3.1原材料的选择要在近海环境下建造高耐久性桥梁,仅有好的结构型式和耐久性设计是不够的,最主要的是混凝土本身质量的保证。

因此首先从材料层次出发,对混凝土原材料加以研究与优选。

3.1.1水泥一般地,对普通混凝土来说,只需考虑水泥的强度。

高性能混凝土所用水胶比很低,如要满足施工工作性要求,水泥用量就要大。

但为了尽量降低混凝土的内部温升和减小收缩,又应当尽量减少水泥用量。

同时,为了使混凝土有足够的弹性模量和体积稳定性,对胶凝材料总量也要加以控制。

因此,用于高性能混凝土最好是强度高且同时具有良好的流变性能、并与目前大宗使用的高效减水剂有很好的相容性的水泥。

我们选择了山东铝厂生产的32.5R和42.5R早强型水泥进行试验研究。

3.1.2 骨料(1)粗骨料——碎石试验由单粒级10~30mm 和5~10mm按比例掺配成连续级配5~31.5mm。

(2)细骨料——砂砂为潍坊中砂,Mx=2.72,符合高性能混凝土对细骨料细度模数在2.6~3.2的要求。

其堆积密度1584.1kg/m3,级配合格。

细骨料带入浪溅区或水位变动区混凝土氯离子量, 在规范要求范围以内。

3.1.3 高效减水剂选用的减水剂类型为山东大元牌氨基磺酸盐(FDN)减水剂,具有减水率高,保坍性好特点。

3.1.4活性掺和料试验选用的矿物掺和料为山东大元牌复合超细粉,是磨细矿渣和粉煤灰混合而成,其中磨细矿渣占主要成分。

掺入粉煤灰以后,可以增加混凝土的流动性,同时可增加拌和物内部粘聚性而大大改善混凝土泌水、离析的性能,可减小拌和物与泵管之间的粘附力,增加可泵性。

制备高性能混凝土通常采用矿物细掺料和减水剂“双掺”技术,二者的复合效应十分明显,提高了混凝土的流动性和硬化混凝土的密实性。

结合现场实际环境,提出以下原材料要求:表1 原材料性能与要求备注折合的Cl—最高含量0.3kg/m33.2 高性能混凝土配合比设计[3]混凝土是在一定的环境条件下工作的。

在配合比设计时,针对工程不同部位在工作性、强度和耐久性方面的要求,综合考虑,才能正确地对混凝土进行配合比设计。

滨海地区工程混凝土及其制品的耐久性问题,主要是由于氯离子的扩散渗透,造成钢筋锈蚀以及由此引起的保护层混凝土开裂、剥落的结果。

因此抗氯离子渗透是近海地区工程混凝土配合比设计要考虑的主要问题。

配合比设计的思路与过程:(1)按设计强度和使用寿命要求,以及提供的原材料进行配合比设计;(2)确定水胶比和每方胶凝材料用量,低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一。

为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性,无论设计强度是多少,配制高性能混凝土的水胶比都不能大于0.4,以保证混凝土的密实性。

(3)确定粗细骨料用量,砂率在0.38~0.42为宜;(4)初步得出单方混凝土的各种材料用量,矿物超细粉的掺量应根据品种、质量初步确定;(5)试配调整,坍落度通过高效减水剂调节,强度通过水胶比调节,耐久性通过矿物超细粉的掺量和质量得到满足。

针对恶劣的海洋环境,为确保工程在设计使用寿命50年内不发生锈蚀,要求混凝土通过的总电量要小于1000库仑。

表2“双掺”高性能混凝土配合比试验编号说明:1.第一个字母表示试配部位,C¬——承台,X——箱梁;2.第二个字母掺和料,C——复合超细粉,F——粉煤灰;3.数字表示试验编号。

4、高性能混凝土施工控制4.1混凝土拌和程序[4]为保证拌和质量,必须用强制式搅拌机搅拌。

为使高性能混凝土在低水胶比条件下获得高的流动性,必须掺加高效减水剂,高效减水剂采用后掺法,应稍稍延长减水剂加入时的滞水时间,但滞水时间不能过长,5分钟左右对混凝土流动性和强度最为有利。

混凝土的投料顺序如图所示,一般高效减水剂是与水泥反应的,最后加入石子可使水泥和高效减水剂充分混匀,有利于发挥高效减水剂的利用率。

搅拌过程中适当延长混凝土拌合物的搅拌时间。

图1 混凝土投料-搅拌流程图4.2质量控制实际应用中可以从砂石的含水量、拌和物坍落度、表观密度方面入手,评价混凝土的工作性;利用强度等因素评价硬化混凝土其它的物理性质。

具体来说应从以下几个方面着手:4.2.1严格原材料质量。

施工中要首先从原材料严格把关,如水泥、骨料、拌和用水、外加剂、混合材料等应严格遵照《水工混凝土施工规范》。

4.2.2混凝土保护层施工。

它是遭受冻融、冰凌撞击、水流冲刷及化学浸蚀等外界腐蚀首当其冲的部位,施工中必须严格控制其厚度和密实性,使之真正起到最大的“保护”作用。

4.2.3严格振捣工序,并时刻注意,勿使钢筋、预埋件移位及模板变形。

由于高性能混凝土水胶比低,混凝土组份多,因此合理的加料顺序,适当延长搅拌时间对混凝土拌和物的流动性、均匀性异常重要。

现场可以采用砂+石与水泥+细掺料搅拌30s后加入拌和水,最后加入外加剂搅拌120~150s后卸料。

4.3.4混凝土养护工序。

这是混凝土施工中最后的一道工序,应切实做好前期的湿养护和后期的干养护,切勿功亏一篑。

混凝土早期养护非常重要,它的作用是使水泥充分地水化,发挥水泥的最大潜力。

混凝土的抗压、抗磨损、抗空蚀、抗海水浸蚀、抗冰凌撞击以及推迟碳化速度等性能都随养护期的延迟而增加。

总体来说,养护温度高对混凝土早期强度发展有利,但湿度过低,对掺加掺和料的高性能混凝土强度发展不利。

总之,在混凝土施工中,从配料、拌和、运输、浇筑、振捣、压面和养护等工序必须按照操作规程进行,否则就达不到耐久性的要求。

4.3验收控制通常,混凝土质量的评定主要以标准养护28d的立方体标准试件的抗压强度为依据,但是这种方法不能满足及时评定和控制混凝土质量的要求。

因此,在28d强度评定之外,可用3d或7d强度大体上推定。

混凝土强度越高,其早期强度与28d强度的比值越大。

检测混凝土强度的同时,还应量测混凝土的单位体积质量,以便了解其密实程度和匀质性。

而对于最终的验收评定,考虑超细粉效应发挥的“滞后性”,应以56d龄期或更长时间来评定。

总之,为了保证建设工程的质量,加强混凝土结构的质量控制,应该建立和完善质量管理保证体系,坚决执行国家强制性标准,在各工序间应实行交接质量验收。

在结构的关键部位应进行系统检查,组织主体结构的中间验收,运用无损检测和可靠性分析理论,评估结构的可靠性。

5、结论通过掺加高效减水剂、活性矿物材料和防腐剂来改善混凝土性能,解决了在滨海地区入海口河流区域和盐渍土地带防止CL-、SO42-、Mg2+以及Na+等劣化因子对钢筋混凝土桥梁结构物的腐蚀破坏问题,从而大大提高公路桥梁混凝土的耐久性能和使用寿命,保证公路桥梁处于良好的使用状态,保证交通畅通,推动地域经济和国民经济的持续发展;同时减少养护费用投入,减少由于桥梁结构物早期破坏所造成的环境污染。

注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

相关文档
最新文档