沿海混凝土耐久性研究综述
混凝土材料在海洋环境中的耐久性研究
混凝土材料在海洋环境中的耐久性研究一、前言混凝土是一种经济、耐久的建筑材料，但在海洋环境中，混凝土的耐久性会受到很大的影响，尤其是在海水中。
海水中含有大量的盐分和离子，这些物质会对混凝土的性能和寿命产生不利的影响。
因此，研究混凝土材料在海洋环境中的耐久性，对于保障海洋工程的安全和可靠性具有重要的意义。
二、混凝土在海洋环境中的耐久性影响因素1.海水中的盐分和离子海水中含有大量的氯离子、硫酸根离子、镁离子等，这些物质会渗透到混凝土内部，与混凝土中的水泥石产生反应，导致混凝土的膨胀和龟裂，进而影响混凝土的强度和耐久性。
2.海水中的微生物海水中存在大量的微生物，这些微生物会侵蚀混凝土表面，导致混凝土的表面产生裂纹和腐蚀，进而影响混凝土的耐久性。
3.海水中的波浪和风浪海水中的波浪和风浪会对混凝土结构产生冲击和摩擦，导致混凝土的表面磨损和腐蚀，进而影响混凝土的强度和耐久性。
三、混凝土在海洋环境中的耐久性研究现状1.混凝土材料的研究目前，研究人员对混凝土材料的抗盐性、抗硫酸盐侵蚀性、抗海水侵蚀性等进行了大量的研究。
研究表明，添加适量的硅酸盐、硅烷等添加剂可以提高混凝土的耐久性，减少混凝土的开裂和龟裂。
2.混凝土表面防护层的研究为了保护混凝土表面不受海水侵蚀，研究人员提出了多种混凝土表面防护层，如聚氨酯防水涂料、环氧树脂涂层、耐腐蚀涂料等。
这些防护层可以有效地防止混凝土表面受到海水侵蚀，延长混凝土的使用寿命。
3.混凝土结构设计的研究在混凝土结构设计中，研究人员提出了多种抗震和抗风的设计方法，如加强混凝土结构的连接、增加混凝土结构的刚度等。
这些方法可以有效地减少混凝土结构在海洋环境中受到的损伤，提高混凝土结构的耐久性。
四、混凝土在海洋环境中的耐久性改善措施1.选用抗盐、抗硫酸盐侵蚀、抗海水侵蚀的混凝土材料。
2.采用混凝土表面防护层，如聚氨酯防水涂料、环氧树脂涂层、耐腐蚀涂料等。
3.加强混凝土结构设计，采用抗震和抗风的设计方法，如加强混凝土结构的连接、增加混凝土结构的刚度等。
混凝土材料在海洋环境中的耐久性研究
混凝土材料在海洋环境中的耐久性研究一、引言随着海洋经济的快速发展，海洋建筑在我国的经济建设中扮演着越来越重要的角色。
而混凝土作为海洋建筑的主要材料，其耐久性问题越来越受到关注。
本文旨在研究混凝土材料在海洋环境中的耐久性，以期为海洋建筑的设计和施工提供参考。
二、海洋环境对混凝土耐久性的影响1. 盐雾环境海洋环境中的盐雾是混凝土耐久性的主要影响因素之一。
盐雾中的氯离子会通过混凝土表面的孔隙进入混凝土内部，导致混凝土钢筋腐蚀、混凝土表面剥落等问题。
因此，在海洋环境中使用的混凝土必须具有较好的防盐雾性能。
2. 海水侵蚀海水中的氯离子、硫酸根离子等会对混凝土的结构造成破坏。
其中，氯离子进入混凝土内部后与钢筋发生反应，使钢筋腐蚀，从而导致混凝土破坏。
因此，海洋环境下的混凝土必须具有良好的耐水性能。
3. 海洋温度变化海洋温度的变化会导致混凝土材料的膨胀和收缩，从而导致混凝土的开裂、剥落等问题。
因此，在海洋环境中使用的混凝土材料必须具有较好的热稳定性。
4. 海洋生物侵蚀海洋生物的侵蚀会对海洋建筑中的混凝土材料造成破坏。
例如，海藻、贝类等生物会附着在混凝土表面，从而导致混凝土表面的破坏。
因此，在海洋环境中使用的混凝土材料必须具有较好的抗生物侵蚀性能。
三、提高混凝土材料在海洋环境中的耐久性的方法1. 选用高性能混凝土材料高性能混凝土材料具有较好的密实性和耐久性，能够有效地抵御海洋环境的侵蚀。
例如，高性能混凝土材料中通常添加氯化物离子阻碍剂等添加剂，可以有效地提高混凝土的抗盐雾性能。
2. 采用防护措施在海洋环境中使用的混凝土建筑可以采用防护措施来提高其耐久性。
例如，可以在混凝土表面涂覆一层防水涂料来提高混凝土的耐水性能；可以在混凝土表面喷涂一层防腐涂料来提高混凝土的抗盐雾性能等。
3. 加强养护混凝土材料在海洋环境中的养护十分关键。
在混凝土施工后，应该加强对混凝土的养护，保持混凝土表面的湿润状态，避免混凝土表面的龟裂、开裂等问题。
耐久性混凝土研究报告
耐久性混凝土研究报告耐久性混凝土研究报告一、研究背景混凝土是一种常用的建筑材料，其耐久性对于建筑结构的长期稳定性至关重要。
然而，由于外界环境的影响，例如温度变化、湿度、化学物质的侵蚀等，混凝土结构容易发生损坏和腐蚀，降低了其使用寿命和安全性。
因此，耐久性混凝土的研究非常重要。
二、研究目的本报告旨在通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术，探讨如何提高混凝土结构的耐久性，延长其使用寿命。
三、研究方法1. 材料选取：选择常用的水泥、骨料和添加剂等作为研究对象。
2. 实验设计：通过对不同组合比例的混凝土进行试验，分析不同材料对混凝土耐久性的影响。
3. 实验数据分析：通过对试验数据的统计分析和对比，总结提高混凝土耐久性的关键因素。
四、研究结果1. 材料特性：通过实验发现，添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以显著提高混凝土的耐久性，减少裂缝和渗透问题。
2. 施工技术：采用适当的混凝土浇注技术和养护方法，可以改善混凝土的抗渗性和抗裂性。
五、研究结论通过研究耐久性混凝土的材料特性和施工技术，可以得到以下结论：1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉是提高混凝土耐久性的有效方法，可以减少混凝土的渗透性和裂缝。
2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法，可以改善混凝土的工作性能和耐久性。
3. 对于长期处于潮湿环境的混凝土结构，应增加防水层和抗渗设施，以防止水分侵蚀。
六、研究建议基于以上研究结论，我们提出以下建议：1. 进一步研究和应用新型的混凝土材料和添加剂，以提高混凝土的耐久性和抗裂性。
2. 完善混凝土施工技术和养护措施，加强对混凝土的质量控制和监测。
3. 加强混凝土结构的维修和保养，及时处理损坏和裂缝问题，延长结构的使用寿命。
七、研究创新点本研究通过对耐久性混凝土的材料特性和施工技术的研究，提出了一些创新点：1. 添加适量的粉煤灰和矿渣粉可以有效改善混凝土的耐久性。
2. 采用合适的混凝土浇注技术和养护方法可以提高混凝土的工作性能。
海洋环境下混凝土结构耐久性研究共3篇
海洋环境下混凝土结构耐久性研究共3篇海洋环境下混凝土结构耐久性研究1海洋环境下混凝土结构耐久性研究混凝土结构在海洋环境中的使用受到海洋环境因素的影响，如盐雾腐蚀、潮汐、海水侵蚀等，这些环境因素会对混凝土结构的耐久性造成严重的影响。
因此，在混凝土结构的设计、制造和维护过程中，需要充分考虑海洋环境因素的影响，以提高混凝土结构在海洋环境下的耐久性。
盐雾腐蚀是海洋环境中最常见的混凝土结构腐蚀问题之一。
盐雾腐蚀的原因是海水中的氯离子会渗透到混凝土中，与其内部的钢筋发生化学反应，从而引起混凝土结构的水化反应和锈蚀。
为了减少盐雾腐蚀带来的影响，可以采用以下措施： 1）采用高强度、高耐久性的混凝土材料；2）在混凝土中添加氯离子抑制剂；3）通过镀锌等表面处理方式来保护钢筋，以减少盐雾腐蚀的影响。
潮汐是另一个影响混凝土结构耐久性的海洋环境因素。
潮汐的循环变化会导致混凝土结构的膨胀和收缩，从而引起裂缝的产生。
为减少潮汐对混凝土结构的破坏，需要采用以下措施：1）采用高强度、高韧性的混凝土材料；2）增强混凝土结构的抗震和抗裂性能；3）合理设计混凝土结构以适应潮汐的变化。
海水侵蚀是另一个造成混凝土结构耐久性问题的因素。
海水中的钠离子易被吸附到混凝土表面，与其内部的混凝土结构发生化学反应，从而引起混凝土结构的腐蚀和破坏。
为了减少海水侵蚀对混凝土结构的影响，可以采用以下措施：1）对于受到海水影响比较严重的部位，可以采用海洋环境专用的混凝土材料；2）进行有效的防水处理，使海水难以渗透到混凝土结构内部； 3）合理的构建混凝土结构以减少其在海洋环境中的暴露面积。
综合来看，在海洋环境中使用混凝土结构需要充分考虑其中的环境因素，采用高耐久性、高韧性的混凝土材料、有效的防腐防蚀措施、合理的构建混凝土结构等措施，以提高混凝土结构在海洋环境中的耐久性。
海洋环境下混凝土结构耐久性研究2混凝土结构在海洋环境下使用需要考虑到其耐久性。
海洋环境下混凝土结构所面临的主要问题是腐蚀和侵蚀。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》范文
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展，基础设施建设日益增多，混凝土作为主要的建筑材料之一，其耐久性问题是影响工程质量和寿命的重要因素。
尤其是在盐渍土环境下，混凝土材料易受腐蚀，耐久性问题更加突出。
因此，研究盐渍土环境下混凝土的耐久性，对于保障工程安全和延长使用寿命具有重要意义。
二、盐渍土环境对混凝土的影响盐渍土环境中，混凝土所面临的耐久性问题主要源于土壤中的盐分。
盐分可以渗透到混凝土内部，与混凝土中的物质发生化学反应，导致混凝土的性能下降。
具体影响表现在以下几个方面：1. 钢筋锈蚀：混凝土中的钢筋在盐渍土环境下易发生锈蚀，锈蚀产物体积膨胀，导致混凝土开裂，进一步影响混凝土的耐久性。
2. 混凝土碳化：盐分与空气中的二氧化碳反应，加速混凝土的碳化过程，使混凝土碱度降低，导致混凝土结构的性能降低。
3. 盐结晶压力：盐分在混凝土内部结晶时，会产生产物体积变化，形成结晶压力，导致混凝土开裂。
三、混凝土耐久性研究现状针对盐渍土环境下混凝土的耐久性问题，国内外学者进行了大量研究。
目前，提高混凝土耐久性的方法主要包括优化混凝土配合比、使用添加剂、改善施工工艺等。
其中，优化配合比是提高混凝土耐久性的重要手段之一。
通过调整骨料、水泥、掺合料等材料的配比，可以改善混凝土的抗渗性、抗裂性等性能。
此外，使用添加剂如阻锈剂、引气剂等也可以提高混凝土的耐久性。
四、盐渍土环境下混凝土耐久性研究方法针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究，主要采用以下方法：1. 实验室模拟法：通过模拟盐渍土环境，对混凝土进行长期浸泡、干湿循环等试验，观察混凝土的耐久性变化。
2. 现场观测法：在盐渍土地区的实际工程中进行长期观测，记录混凝土的性能变化，分析其耐久性。
3. 理论分析法：通过建立数学模型、运用计算机模拟等方法，对混凝土在盐渍土环境下的耐久性进行理论分析。
五、研究展望未来，针对盐渍土环境下混凝土的耐久性研究，可以从以下几个方面进行深入探讨：1. 进一步研究盐渍土环境中混凝土耐久性的影响因素及作用机制，为提高混凝土耐久性提供理论依据。
混凝土在海水环境下的性能研究
混凝土在海水环境下的性能研究一、引言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其性能的研究一直备受关注。
然而，在海水环境下，混凝土的性能受到了更加严峻的考验。
海水中含有多种盐类等物质，会对混凝土的性能产生较大的影响，如混凝土的强度、耐久性等。
因此，对混凝土在海水环境下的性能进行研究，对于提高混凝土的使用寿命和保证工程质量具有重要的意义。
二、混凝土在海水环境下的影响因素1.海水中的盐分海水中含有多种盐类物质，如氯离子、硫酸盐等。
这些盐类会渗透到混凝土内部，引起混凝土内部的化学反应，进而使混凝土的强度降低、开裂、腐蚀等。
2.海水中的微生物海水中存在大量的微生物，这些微生物会附着在混凝土表面，形成生物膜。
生物膜会吸附海水中的盐分等有害物质，进一步加剧混凝土的腐蚀和破坏。
3.海水中的温度海水中的温度会对混凝土的性能产生影响。
当海水温度变化较大时，混凝土会因温度变化而产生应力，从而引起混凝土的开裂。
4.海水中的波浪和水流海水中的波浪和水流会对混凝土表面产生冲刷和撞击，从而加剧混凝土的破坏。
三、混凝土在海水环境下的性能研究1.混凝土的强度混凝土在海水环境下的强度会受到海水中的盐分和温度的影响。
研究表明，随着海水中盐分浓度的增加，混凝土的强度会逐渐降低。
此外，当海水温度变化较大时，混凝土会因温度变化而产生应力，从而引起混凝土的开裂，从而降低混凝土的强度。
2.混凝土的耐久性混凝土在海水环境下的耐久性主要受到海水中的盐分和微生物的影响。
研究表明，海水中的氯离子会渗透到混凝土内部，引起混凝土内部的化学反应，进而使混凝土的强度降低、开裂、腐蚀等。
此外，海水中的微生物会附着在混凝土表面，形成生物膜，进一步加剧混凝土的腐蚀和破坏。
3.混凝土的抗渗性混凝土在海水环境下的抗渗性主要受到海水中的盐分和水流的影响。
研究表明，海水中的盐分会渗透到混凝土内部，进而使混凝土的孔隙度增大，从而降低混凝土的抗渗性。
此外，海水中的波浪和水流会对混凝土表面产生冲刷和撞击，从而进一步降低混凝土的抗渗性。
海洋环境混凝土结构耐久性措施研究
（） ２ 采用海工耐久性混凝土 采用 ４ ． ． 型硅酸盐水泥 ， ２ ＰⅡ ５ 粉煤灰和磨细高炉矿渣粉配制海工混 凝土 ， 控制混凝土的最大水胶 比和胶凝材料最少用量 ， 见表 ３ 。 表 ３最大水胶 比和胶凝材料最低用量
工程部位
最大水胶 比 胶凝材料最低用量
钻 孔 灌 注 桩 承 台 墩 身 箱 梁 桥 塔 （ ） 束 防腐 ４钢
基本 增加 保护层厚度 成本 低 效果好
措 施
、
保护 层 厚度 过 大 ， 导 会
致 保 护 层 收缩 裂 缝
混凝土氯离子扩散系数 （０ ） １ ｍ／ ｓ
≤３ ． Ｏ ≤２５ ． ≤１ ． ５ ≤１５ ． ≤１ ． ５
保护层厚度 （ ｎ ｍｉ）
７ ５
９ ０
承 台 陆上 ７ ５
桥墩 箱梁
６ ０ ４ ０
２ 耐久 性 设 计 研 究 现 状 ．
普通 混凝土并 不如人们预 料的那般安 全 ， 耐久性 不足而导致 结构 破坏 的现 象 日益增多 ， 由此造成的经济损失不容忽视 。因此 ， 加强混凝 土结 构质量控制 ， 使其满 足安全性 和耐 久性的要求是 工程建设 的当务 之 急。随着混凝 土材料科学的不断进步 ， 人们开始研究 高工作 性 、 高耐 久性 、 积稳定性好 的 凝 土 ， 体 昆 即高性能混凝 ｉ（ Ｐ ） Ｈ Ｃ。 我国正处于经济高速发展 的时期 ， 许多耗资 巨大的跨 海大桥 、 海洋 钻井平 台已经或即将兴建 ， 这些构筑物处于恶劣 的海洋环境下 ， 长期 其 安全 的正 常使用 成为工程界关注 的重点 。高性能混凝 土中的海工混凝 土凭借其性 能的优点 ， 很强的抗氯离子渗透能力 和耐冻性 ， 过采用不 通 同的掺合料及一 些必要 的附加措施 ， 以有效克服使 用环境给建 筑结 可 构带来 的危 害， 达到延长使用 寿命 和提高结构耐久性 的 目的。 表 １常见耐久性措施 的优 缺点 比较 耐久性措施 优点 缺点
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。
海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性 技术措施分析
海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性技术措施分析随着社会发展的需求与技术的进步，使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境，在新环境的要求下，钢筋混凝土桥梁的防腐耐久性技术日趋重要。
然而处于海水环境中的钢筋混凝土桥梁结构,由于氯盐环境的影响导致结构内的钢筋极易锈蚀,进而大幅度降低了桥梁的使用寿命,对结构的安全也带来了危害。
据工业发达国家报道，钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内，使用寿命大幅缩短，结构大量返修，造成的损失往往能达到总投资的40％。
本文主要分析了海水环境下桥梁结构腐蚀的原因,并就海水环境下的桥梁结构防腐耐久性技术措施从结构形式、构造及材料选择等几个方面进行分析论述。
最后,针对北方海洋环境下桥梁的设计和施工,提出具体的提高桥梁抗腐蚀性的技术措施。
一、海水环境下的桥梁结构腐蚀原因分析一般来讲,砼内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜,保护钢筋免受锈蚀。
而钢筋锈蚀往往也就开始于其表面钝化膜的破坏。
在海水环境下,它的破坏主要有以下原因导致:首先是供氧不足。
一般来讲,钢筋表面钝化膜要保持良好需要一定浓度的氧流量(一般为0. 2~0. 3mA/m2),而水下环境的氧流量一般很低,进而导致钝化膜的厚度逐渐减小直至完全消失,导致钢筋非常缓慢的腐蚀。
再有,海水环境下的桥梁结构由于经常与海水接触并处于潮湿环境中,因各种原材料挟进砼中的氯离子以及海水中的大量氯离子不断渗入到钢筋周围,当此氯离子含量达到某一临界值时,钢筋的钝化膜开始破坏,丧失对钢筋的保护作用,从而引起钢筋锈蚀,削弱其有效断面,并引起膨胀,进而破坏砼保护层,形成恶性循环,加速砼结构破坏,使桥梁使用寿命受到严重威胁。
因此,必须进行防腐蚀耐久性设计,保证砼结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。
二、桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计,应针对结构预定功能和所处的环境条件,选择合理的结构形式、构造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质砼;对处于浪溅区和水位变动区的桥梁下部结构,宜采用高性能砼,或同时采用特殊的防腐措施,同时宜采用焊接性能好的钢筋。
海洋环境中钢筋混凝土耐久性设计综述
ｄｆ ｒｎ ｏｒｓｏ ｒｖ ｎｉｎ ｍｅ ｓ ｒｓｕ ｄ ｒｖｒｏ ｓｅ ｖｒｎ ｎｓ Ｔ ｅｓ ｉ ｌ ｕ ａ ｉｔ ｅｉ ｔｏ ａ ｅｃ ｏ ｅ ｎ ｉｅｅ ｔｃｒｏ ｉｎ ｐｅ ｅ ｔ ａ ｕｅ ｎ ｅ ａｉｕ ｎ ｉ ｍｅ ｔ． ｏ ｏ ｈ ｕｔ ｅ ｄ ｒ ｌ ｄ ｓｇ ｍｅｈ ｃ ｎ ｂ ｈ ｓｎ ｉ ｂ ａ ｂ ｉ ｙ ｎ ｄ
２ １ 年 ４月 ０１
【 国疆湾建设 ｌ 】
Ｃ ｉ ａ ｒ ｏ ｒ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｈｎ ｂ ｕ ｇｎ ｅｉ Ｈａ Ｅ ｎ
Ａｐ ． ２ １ ｒ，０ １ ｒｔｌ１ ３ Ｎ ． ０ａ ７ ． ｏ ２
第２ 期 总第 １３期 ７
海洋环境中钢筋混凝土耐久性设计综述
Ａｔ ｆ Ｃｈ ａｔｎ ， 周欲 晓 。 ｅ ｅｉ ｉ ａ
Ｒｅ ｉｗ ｎ ｔ ｅ Ｄｕ ａ ｉ ｔ ｓｇ ｆＲｅｎ ｏ ｃ ｄ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｎ ｖ ｅ ｏ ｈ ｒ ｂ ｌ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｉ ｆ ｒ ｅ ｎ ｒ ｔ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓｉ ｉ
Ｍ ａ ｉ ｖｒ ｎ ｅ ｓ ｒｎｅＥｎ ｉ ｏ ｍ ｎｔ
１ 配 合 比 、 混凝 土保 护层 以及 涂 层
是 由于表面氧化保 护层 被破坏 ，最终导 致钢筋混凝土 的劣 化。当钢筋表 面的钝化层受 到碳化或者 氯化物侵蚀 ，发生 部分或完全破坏 ，腐蚀 就开始发生 了。这意味着钢筋 的 电
ｖ ｒｏ ｓｓｔ ｔ ｎｓ ａ ｌｕ ｉ ｕａｉ ｏ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｒｏ ｉ ｎｐ ｖ ｎ ｉｎ ｍｅ ｈ ｄ；ｃ ｒｏ ｉｎ ｉｈ ｂ ｔｒ ｅ ｏ ｙ ｃ ａｉ ｇｒ ｉ ｆｒ ｅ ｎ ； ｃ ｔ ｏ ｉ ｒ ｔｃｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｒ ｓ ｒ ｅ ｔ ｔ ｏ ｏ ｅ ｏ ｏ ｒ ｓｏ ｉ ｉ ； ｐ ｘ ｏ ｔ ｎｏ ｃ ｍｅ ｔ ａｈ ｄｃｐ ｏｅ ｔ ｎ ｏ ｎ ｅ ｏ
海水浸泡对混凝土耐久性的影响研究
海水浸泡对混凝土耐久性的影响研究一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料，其耐久性一直是人们关注的焦点。
海水浸泡是混凝土常见的外部环境之一，在海洋工程、海岸防护等领域得到广泛应用。
本文旨在对海水浸泡对混凝土耐久性的影响进行研究。
二、海水浸泡对混凝土的影响1. 海水中的化学成分海水中含有大量的氯离子、硫酸盐离子、镁离子等化学成分，这些成分会对混凝土产生不同程度的影响。
（1）氯离子的影响氯离子是海水中含量最高的离子之一，它会通过渗透作用进入混凝土内部，与水泥中的氢氧化钙反应生成氯化钙，导致钢筋锈蚀、混凝土开裂、强度降低等问题。
（2）硫酸盐离子的影响硫酸盐离子会与混凝土中的水泥反应生成硫酸钙，导致混凝土的体积膨胀，引起开裂、强度降低等问题。
（3）镁离子的影响镁离子会与混凝土中的水泥反应生成镁水泥石，导致混凝土的强度降低。
2. 海水中的生物作用海水中含有各种微生物、海藻、贝类等生物，它们会在混凝土表面和内部形成生物膜、海藻、贝壳等附着物，导致混凝土表面粗糙、表面和内部孔隙增加、强度降低等问题。
3. 海水中的物理作用海水中的潮汐、波浪、冲刷等物理作用会对混凝土产生不同程度的影响，如引起表面剥落、开裂、强度降低等问题。
三、混凝土耐久性评价方法1. 混凝土压缩强度混凝土的压缩强度是评价其耐久性的重要指标之一，可以通过试验方法进行测量。
2. 混凝土渗透性混凝土的渗透性是其耐久性的重要指标之一，可以通过试验方法进行测量。
3. 混凝土抗渗性混凝土的抗渗性是其耐久性的重要指标之一，可以通过试验方法进行测量。
4. 混凝土表面硬度混凝土表面硬度是评价其耐久性的重要指标之一，可以通过试验方法进行测量。
四、混凝土耐久性改善方法1. 混凝土配合设计通过优化混凝土的配合设计，减少水灰比、增加掺合料含量等方法，可以提高混凝土的耐久性。
2. 防护措施在混凝土表面施加防水材料、防腐涂层等措施，可以有效提高混凝土的耐久性。
3. 混凝土维修加固对受损的混凝土进行维修加固，可以恢复其耐久性。
沿海地区混凝土耐久性浅析
检测依据 检测设 备
ＪＪ２１９ ￣Ｓ－９２ ＂
（ ￣ Ｉ ｓ 型电热鼓风干燥箱 、（４ ６ Ｓ － ｏ 》ｌ ｓ—７ 电光分析天平 ｛ ４￣ ５ 出 ｓ － ３ ）ｓ 箱型电阻炉 － ，
、
￥ 熟． ２ 型
表３
项 缀 配 目 碎 石 缀配 ２区
石料压 碎值 （ ） ％ 针片状 含量 （ ） ％
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化擎成努 （ ％
组 分 Ｓ 含 量 ｉ： Ｏ 蛆： （ ％
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盹Ｏ Ｔ０ 烧失黄 Ｓ， 碱营盛 ｉ Ｏ
检谶鳢 符 辔 低 碱 ＾ ０ 承淀标 ． § 准
近 年 来 ，沿 海 地 区 已建 成 而 未进 行 耐 久 性设 计的桥 梁 ，建 成使用 不 到１ 年 ，桥梁 ０ 就 发生 了不 同程度 的破坏 ，如混 凝土 发生剥 落 ，钢 筋锈蚀 、外 露 ，严 重者 发生塌 陷 ，断
６ ２ ３９ ５．４ 乱３ ０３ 如９ ，４ ． ４ ８２ ．６ ４
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颗粒 细 度 模 舍泥量 有 害物质 （ 》 抟 硫 化物或 氯化物
检测结论
级配 数 Ｍ ｘ
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Hale Waihona Puke ％ ）ｉ２ ．２硫酸盐含量 含量
０２ ．８ ０ Ｏ ．０
有机物
合格
样品经检验 所检 项目
符合 Ｇ ，“６ ９ 规 ＢＴ ８ ３
海洋环境下混凝土结构的耐久性研究综述
数法 （ 或称 Ｒ Ｃ Ｍ法） 是 目前科 研 和工 程应 用 中最 广
泛 采 用 的试 验 方 法 ， 《 普 通 混 凝 土 长 期 性 能 和 耐 久
为氯 离子 表 观扩 散 系数 ； Ｇ 为混 凝 土表 面 氯离 子 浓 度； Ｃ ｏ 为 钢 筋锈 蚀 临 界 氯离 子 浓 度 ； ｃ ０ 为 混 凝 土初 始 氯离 子浓 度 。 由此可 知： 在钢 筋保 护层 厚度 一定 的条 件下 ． 只 要 知 道 腐 蚀 介质 在 混 凝 土 中的浓 度 及 钢 筋 混 凝 土 表 面允 许 的临界 浓 度 ， 就可 以计 算 出腐蚀 介 质 由外 界 扩散 至钢 筋表 面并 达 到 临界 浓度 所 需 的时 间 ， 即 ｔ ， 也 即混凝 土寿命 预测 的 时间 。利用 已经测 得 的氯 离子 扩散 系数 ， 考 虑钢 筋混凝 土在严 重侵 蚀环 境 下 ， 根据 钢筋 保 护层 厚度 ， 利 用 上述 公式 计 算 出混 凝 土 中钠 筋锈蚀 的时 间（ 即ｔ ） 。
锈
蚀
程
度
材料 最重要 的 考核指 标 。 耐久 性 的含义 是有 长久 的
ｌ
Ｊ
冰 ｝ 汹 ｒ
安全 使 用 寿命 ， 可 定 义 为其 在 使 用 过 程 中经 受 （ 抵
抗） 各种 破坏 因素 的作 用 （ 破坏 力 ） 而能 保持 其 使用 功能 的能 力 。 海洋 环境 中 的钢筋混 凝 土结构 极易 因
海洋 条件 是严重 的氯 盐腐 蚀环 境 。 根据 热力 学
原理 ， 在环境 与混 凝土 内部 氯离子 浓度 差 的作 用下 ． 氯 离子 会 向混凝 土 内渗透 和扩 散 ， 并 不断 积 聚 。在
化 能力 。混 凝土孑 Ｌ 溶液 中 Ｃ ｌ 一 导致 孔溶液 ｐ Ｈ下 降 ． 使 钢 筋脱 钝锈 蚀 。据 Ｈａ ｕ ｓ ｍａ ｎ ｎ ［ ４ ￣ 介绍 ， 在模 拟 混 凝 土 孔 溶 液 的石灰 饱 和溶 液 （ ｐ Ｈ值为 １ １ ． ６ ） 中， 只要 ［ Ｃ １ 一 ］ ／ Ｅ Ｏ Ｈ 一 ］ 值 不大 于 ０ ． ６ ， 钢筋 就不会 活化 。 渗透 性 被 认 为是衡 量 混凝 土耐 久 性 的最重 要 的综 合 指标 。
混凝土结构在海洋环境中的耐久性研究
混凝土结构在海洋环境中的耐久性研究混凝土作为目前建筑业中最常用的建筑材料之一，已经广泛应用于各个领域，尤其是在海洋工程中。
然而，海洋环境下的海水、潮汐、氯离子、海洋生物和海洋沉淀物等因素会对混凝土结构产生严重的损害，导致其滞后的性能，减少耐用性。
因此，研究混凝土结构在海洋环境中的耐久性对于维护海洋工程的安全和稳定具有重要意义。
1. 海洋环境对混凝土结构的影响海水是混凝土结构在海洋环境中所受到的主要影响因素。
其高咸度、高湿度和高碳化程度导致长期的化学反应和腐蚀，渗透进混凝土结构中，影响其力学性能和使用寿命。
另外，海水中的氯离子会促使钢筋锈蚀，进而引起混凝土剥落，长期的风蚀和水蚀也会导致混凝土表面的粗糙度增加，从而降低整体美观程度。
除了海水，海洋环境中的潮汐、海洋生物和海洋沉淀物等因素也对混凝土结构的耐久性带来了一定的压力。
长期的潮汐振动，有可能使结构物的基础出现裂缝或损坏，进一步引发其他问题。
海洋生物（如藤壶、海蟹、贻贝等）会黏附在混凝土表面，同时在表面上喝水打洞，这对混凝土表面造成极大的破坏。
海洋沉积物会在混凝土表面积累，增加混凝土的表面质量，同时也会储存和释放化学物质，进一步影响混凝土结构的力学性能。
综上所述，海洋环境对混凝土结构具有一定的持久性反应，使混凝土表面质量逐步下降，减少其使用寿命。
2. 建筑混凝土的种类建筑混凝土是由水泥、沙子、水和粗骨料制成。
它一般有三种种类：普通混凝土、高强混凝土和特种混凝土。
这三种混凝土之间的区别在于它们的配比、原材料和强度。
普通混凝土（包括基本混凝土和普通标准混凝土）的强度在15-40MPa之间。
它常常用于简单的住宅和商业场所，如房间地板、墙壁和平台等。
高强混凝土是用特殊的原材料和配比制成，其抗压强度在40-100MPa之间。
它常常用于需要高强度、高稳定和耐久性的建筑结构和道路，如高速公路的桥梁和地下交通。
特种混凝土是用特定的材料和技术制成的混凝土。
它可以满足特殊要求，如高温抗冻、耐酸碱等。
海水侵蚀下混凝土结构耐久性研究
海水侵蚀下混凝土结构耐久性研究一、引言海洋是地球上最广阔的环境之一，海水侵蚀是海洋环境对于混凝土结构的主要威胁之一。
在海洋环境下，混凝土结构容易受到海水侵蚀的影响，导致其耐久性降低，甚至出现失效。
因此，研究海水侵蚀下混凝土结构的耐久性，对于保障混凝土结构的安全、延长其使用寿命具有重要意义。
二、海水侵蚀对混凝土结构的影响1.海水中的化学物质对混凝土的腐蚀海水中含有的氯离子、硫酸根离子、碳酸根离子等化学物质会侵蚀混凝土结构中的钢筋，导致钢筋锈蚀，从而破坏混凝土结构的力学性能，严重影响其耐久性。
2.海水侵蚀对混凝土的物理影响海水中的波浪、潮汐等力学作用会对混凝土结构产生冲击和振动，导致混凝土结构的疲劳破坏，加速其老化和失效。
三、海水侵蚀下混凝土结构的耐久性研究方法1.现场实验法采用现场实验的方法，可以直接观察混凝土结构在海水侵蚀下的耐久性变化，研究其受海水侵蚀的机理和规律。
2.模拟实验法采用模拟实验的方法，可以在实验室中控制环境条件，模拟海水侵蚀的情况，研究混凝土结构在不同海水侵蚀条件下的耐久性变化，探究其受海水侵蚀影响的机理和规律。
四、海水侵蚀下混凝土结构耐久性的影响因素1.混凝土材料的密实性和抗渗性混凝土结构的密实性和抗渗性是影响其耐久性的关键因素，密实性和抗渗性差的混凝土结构更容易受到海水侵蚀的影响。
2.混凝土结构的钢筋保护层混凝土结构的钢筋保护层越厚，对钢筋的保护作用就越好，其耐久性也就越强。
3.海水侵蚀环境条件海水侵蚀环境的温度、盐度、PH值等因素，也会对混凝土结构的耐久性产生影响。
五、海水侵蚀下混凝土结构耐久性改善措施1.使用高性能混凝土高性能混凝土密实性和抗渗性更好，可以有效提高混凝土结构的耐久性，减缓其受海水侵蚀影响的程度。
2.提高混凝土结构的钢筋保护层厚度加强混凝土结构的钢筋保护层，可以有效降低钢筋锈蚀的风险，从而提高混凝土结构的耐久性。
3.采用防腐涂料等防护措施在混凝土结构表面涂覆防腐涂料等防护措施，可以减轻海水侵蚀对混凝土结构的影响，保护其耐久性。
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》范文
《盐渍土环境下混凝土耐久性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展，基础设施建设日益增多，混凝土作为主要的建筑材料之一，其耐久性问题显得尤为重要。
特别是在盐渍土环境下，混凝土结构面临着严重的耐久性挑战。
因此，研究盐渍土环境下混凝土的耐久性，对于保障工程结构的安全、稳定和长期使用具有重要意义。
二、盐渍土环境对混凝土的影响盐渍土环境中，混凝土所面临的耐久性问题主要来自于土壤中的盐分。
这些盐分可以渗透到混凝土内部，对混凝土的结构造成破坏。
具体影响表现在以下几个方面：1. 钢筋锈蚀：盐分渗透到混凝土中，会与混凝土中的钢筋发生电化学反应，导致钢筋锈蚀。
锈蚀的钢筋体积膨胀，会对周围混凝土产生压力，导致混凝土开裂、剥落。
2. 混凝土腐蚀：盐分中的氯离子、硫酸根离子等对混凝土具有腐蚀性，会降低混凝土的力学性能和耐久性。
3. 渗透性增加：盐分的渗透会降低混凝土的密实性，使混凝土内部的孔隙率增加，进一步加速了混凝土的破坏。
三、混凝土耐久性研究为了提高混凝土在盐渍土环境下的耐久性，学者们进行了大量的研究。
主要的研究方向包括：1. 优化混凝土配合比：通过调整水灰比、掺加矿物掺合料、使用引气剂等措施，提高混凝土的密实性和抗渗性。
2. 研发耐蚀钢筋：通过在钢筋表面添加防护层或使用耐蚀性能更好的材料，防止钢筋锈蚀。
3. 混凝土表面涂层：在混凝土表面涂覆一层防护材料，以隔绝外界盐分对混凝土的侵蚀。
4. 混凝土修复技术：对于已经出现破坏的混凝土结构，采用修复技术进行修补，恢复其使用功能。
四、研究方法及实验结果本研究采用室内模拟盐渍土环境，对不同配合比的混凝土进行长期浸泡实验。
通过观察混凝土的外观变化、测量其力学性能、分析其内部微观结构等方法，研究混凝土的耐久性。
实验结果表明，在盐渍土环境下，优化配合比的混凝土具有更好的耐久性。
其中，掺加矿物掺合料和引气剂的混凝土在抵抗盐分侵蚀方面表现出较好的性能。
此外，使用耐蚀钢筋和混凝土表面涂层技术也可以有效提高混凝土的耐久性。
混凝土材料在海洋环境下的耐久性研究
混凝土材料在海洋环境下的耐久性研究混凝土材料在海洋环境下的耐久性研究一、背景介绍混凝土是一种常见的建筑材料，广泛应用于各种建筑结构中。
然而，在海洋环境下，混凝土材料的耐久性可能会受到很大挑战。
海洋环境中，混凝土材料会受到海水侵蚀、潮湿环境和氯离子的腐蚀等影响，导致混凝土结构的耐久性受到损害。
因此，研究混凝土材料在海洋环境下的耐久性，对保证海洋建筑结构的安全和稳定具有重要意义。
二、混凝土材料在海洋环境下的耐久性问题1. 海水侵蚀海水中含有大量的盐分，这些盐分会在混凝土表面形成结晶，进一步导致混凝土表面的腐蚀和龟裂。
海水的侵蚀会导致混凝土表面的颜色变浅，表面质地变得不平整，从而影响混凝土结构的外观和美观度。
2. 潮湿环境在海洋环境下，混凝土结构常常处于潮湿的环境中，这种潮湿环境会导致混凝土中的水分逐渐渗透到混凝土内部，从而导致混凝土内部的龟裂和腐蚀。
此外，潮湿环境还会导致混凝土中的氧气和二氧化碳逐渐渗入混凝土内部，从而加速混凝土的老化速度。
3. 氯离子的腐蚀海洋环境中的海水中含有大量的氯离子，这些氯离子会在混凝土表面形成结晶，进一步导致混凝土表面的腐蚀和龟裂。
氯离子的腐蚀会导致混凝土内部的钢筋锈蚀，从而影响混凝土结构的稳定性和安全性。
三、混凝土材料在海洋环境下的耐久性研究方法1. 实地观察法实地观察法是一种比较简单和直接的方法，可以通过在海洋环境下对混凝土结构进行实地观察和测试，来研究混凝土材料在海洋环境下的耐久性。
这种方法的优点是能够直接观察到混凝土结构的老化和腐蚀情况，但缺点是需要长时间的观察和测试，且测试结果的可靠性和准确性有待考证。
2. 室内试验法室内试验法是一种通过模拟海洋环境，在室内对混凝土材料进行试验和测试的方法。
这种方法的优点是能够控制实验条件，提高测试结果的可靠性和准确性，但缺点是无法完全模拟真实的海洋环境，测试结果的实际应用价值需要进一步验证。
3. 数值模拟法数值模拟法是一种通过计算机模拟混凝土材料在海洋环境下的耐久性的方法。
海洋环境下混凝土结构的耐久性
海洋环境下混凝土结构的耐久性[摘要]混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。
处于海洋环境下的混凝土由于受海洋生物，无机盐，大气，水，温度等的影响造成的耐久性的降低。
文章首先分析了混凝土耐久性破坏机理，然后总结了提高混凝土耐久性的措施。
1. 前言：混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土的结构在规定的使用年限以内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、能够正常使用和有可接受的外观的能力。
现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。
但现行的设计规范只划分成两个极限状态，为承载能力极限状态和正常使用极限状态，而将耐久性能的要求列入正常使用极限状态之中，且以构造要求为主。
混凝土的耐久性与工程的使用寿命相联系，是使用期内结构保持正常功能的能力，这一正常功能不仅包括混凝土结构的安全性，而且更多地体现在适用性上。
2. 背景影响混凝土结构耐久性的因素很多，随着近些年工程应用中出现的问题和形式的发展，人们认识到混凝土材料的耐久性应受到高度重视。
比如在海洋环境中混凝土结构的耐久性，国内外也有很多由于混凝土破坏问题发生事故而造成人力和财力的损耗。
随着经济的发展，社会的进步，许多投资大、施工长的大型工程（如大跨度桥梁）日益增多，人们对海洋混凝土使用寿命的期待日益提高。
而这些混凝土的使用环境却十分苛刻，客观上要求混凝土有优异的耐久性。
中国目前处于大规模建设基础设施时期。
临海城市深水港的建设已为世人瞩目，对沿海城市经济持续高速发展将起到十分重要的拉动作用。
作为深水港重要组成之一的跨海通道（大桥、隧道等），无论是从跨度、连接功能，还是交通纽带，其建设和服役环境（海洋环境）是建筑物面临的新挑战，主要通过提高混凝土的耐久性来实现。
本文就海洋环境中混凝土耐久性的主要影响因素进行总结并提出合理的技术措施。
海水侵蚀对混凝土结构耐久性的影响研究
海水侵蚀对混凝土结构耐久性的影响研究一、引言混凝土结构广泛应用于海岸线、港口、码头、桥梁等海洋工程中，但长期受海水侵蚀的影响，其耐久性会逐渐降低，甚至导致结构破坏。
因此，研究海水侵蚀对混凝土结构耐久性的影响，对于提高海洋工程的可靠性和耐久性具有重要意义。
二、海水对混凝土的侵蚀机理1.海水中的化学物质海水中含有大量氯离子、硫酸根离子等化学物质，它们与混凝土中的钙化合物反应，形成水化学反应产物，导致混凝土的体积膨胀，从而破坏混凝土的内部结构。
2.海水的机械作用海水的冲击力、波浪作用等机械作用也会导致混凝土表面磨损、剥落等现象，加快混凝土结构的老化速度。
三、海水侵蚀对混凝土结构耐久性的影响1.混凝土的力学性能海水侵蚀会导致混凝土中的钙化合物溶解，破坏混凝土的内部结构，从而影响混凝土的力学性能。
研究表明，海水侵蚀后的混凝土的抗压强度、抗拉强度等力学性能都会下降。
2.混凝土的耐久性海水侵蚀会导致混凝土中的氯离子浓度升高，从而影响混凝土的耐久性。
当氯离子浓度达到一定程度时，会引起混凝土内部钢筋锈蚀，从而导致混凝土的脱落、开裂等现象，降低混凝土结构的耐久性。
3.混凝土的渗透性海水侵蚀会引起混凝土中毛细孔的扩大，使得混凝土的渗透性增加，从而导致混凝土中的氯离子等化学物质向内部渗透，加剧混凝土结构老化速度。
四、减少海水侵蚀的措施1.选用适当的混凝土材料选用高强度、高耐久性的混凝土材料，可以有效减少海水侵蚀对混凝土结构的影响。
2.表面涂层处理对混凝土表面进行涂层处理，可以减少海水的侵蚀，延长混凝土结构的使用寿命。
3.防水处理对混凝土结构进行防水处理，可以减少海水的渗透，从而减少海水侵蚀的影响。
五、结论海水侵蚀对混凝土结构的耐久性有着显著的影响，通过选用适当的混凝土材料、表面涂层处理和防水处理等措施，可以有效减少海水侵蚀对混凝土结构的影响，提高混凝土结构的耐久性和可靠性。
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沿海混凝土耐久性研究综述四川建筑科学研究SichuanBuildingScience第33卷第1期2007年2月沿海混凝土耐久性研究综述钟亚伟,李固华(1.西南交通大学土木工程学院,四川成都610031:2.铁道第二勘察设计院,四川成都610081)摘要:处于海洋环境中的混凝士结构普遍存在腐蚀问题.氯盐的侵蚀引起钢筋锈蚀是导致沿海工程混凝士结构破坏的主要原因.本文作者概述了氯离子侵蚀的破坏机理,混凝士耐久性测试与评定方法以及寿命评估,并提出有关防腐措施.对设计,施工及维护方面具有较好的参考意义.关键词:沿海混凝土;氯离子;耐久性中图分类号,TU528.33文献标识码:A文章编号:1008—1933(2007)O1.0090—06 ReviewofresearchonconcreteformarineworksdurabilityZH0NGYawei.LIGuhua'(1.SchoolofCivilEngineeringSouthwestJiaotongUniversity,ChengdOU610031,China;2.TheSeeendRailwaysSurveyandDesigninstitute,Chengdu610081.China) Abstract:Concretestructuresunderoceanenvironmentsgenerallyfacethecorrosionproble ms.Corrosionofsteelreinforcementbychlorineionisthemostsignificantcause$ofdeteriorationofreinforceconcretestructuresinm arineenvironment.Thedestructive mechanismofcorrosionunderchlorineenvironment,thedurabilitytestandassessmentmeth odsofconcreteformarineworksweresummarized.Corrosion—protectionmeasurestoeffectivelyextendtheservicelifeofconcretestructureundermarineen vironment.Ithasagoodreferencetoconcretedesign,constructionandmaintance.Keywords:concreteformarineworks;chlorineion;durability0引言现行的混凝土结构设计与施工规范,主要考虑荷载作用下结构承载力(强度)安全性与适用性的需要,较少顾及结构长期使用过程中由于环境作用引起材料性能劣化对结构安全性与适用性的影响.由于耐久性不足,不仅会增加使用过程中的修理维修费用,影响工程的正常使用,而且,会过早结束结构的使用年限,严重浪费资源….在混凝土耐久性问题中,钢筋锈蚀是首当其冲的核心问题,而在引起钢筋锈蚀的因素之中,混凝土碳化与氯离子侵蚀作用最为显着.在沿海混凝土结构中,由于氯盐的侵蚀引起钢筋锈蚀,最终引起混凝土结构破坏,被公认为是导致沿海工程混凝土结构收稿日期:2005-08-29作者简介:钟亚伟(1981一).男.江苏江阴人,硕士研究生.主要从事混凝土耐久性研究.E—mail:yaweizhong一1981@163.con破坏的主要原因J.20世纪30年代建造的美国俄勒冈州Alsea海湾上的多拱大桥,施工质量很好,但因混凝土的水灰比太大,在较短时间内使得大量氯离子侵入混凝土,导致钢筋严重锈蚀,引起结构破坏.20世纪60年代建造的美国旧金山海湾的第2座SanMateo—Hayward大桥上,处于浪溅区的预制横梁,虽采用优质混凝土拌和物,但由于在混凝土浇筑养护时,梁底部产生了裂缝,给氯离子侵入创造了必要的条件,因此,钢筋发生严重锈蚀.13本运输省检查103座混凝土海港码头状况,发现使用20年以上的码头,都有相当大的顺筋锈裂.澳大利亚对62 座海岸混凝土结构进行调查,发现海岸混凝土结构的耐久性问题都是与浪溅区的钢筋异常严重的锈蚀有关.我国交通部有关单位于1963年和1965年对我国华南华东地区27座海港混凝土结构进行的调查,发现其中因钢筋锈蚀导致的结构破坏占74%. 1981年,对华南l8座使用7～25年海港钢筋混凝土码头调查的结果表明,钢筋锈蚀或不耐久的占钟亚伟,等:沿海混凝土耐久性研究综述9l89%,出现锈蚀破坏的时间有的仅为5—10年,这些结构使用寿命基本上都达不到设计基准期要求.随着沿海地区的开发以及海洋工程向大型,跨海,外海化发展,为达到按现行规范和标准设计施工的海上混凝土结构满足50年的耐久年限,必须重视海洋环境下氯离子侵蚀破坏混凝土的耐久性问题. 1氯化物侵蚀的破坏机理1.1混凝土中氯离子的来源氯离子侵入混凝土通常有两种途径:一种是"掺人",即在混凝土形成过程中,由原材料本身带入或在施工过程中随其他掺合物加入,比如使用含氯离子的外加剂,施工过程中使用海砂和海水等;另一种是"渗入",即外界环境中的氯离子通过混凝土的宏观和微观缺陷,经过复杂的物理化学过程进入到混凝土中."掺入"大都是人为造成的,可以通过提高施工管理水平与制定相关规范措施加以约束, 减少掺入的氯含量;而"渗入"则是综合的技术问题,与混凝土材料特性,工程质量,氯离子环境等多种因素有关."渗入"是氯离子进入混凝土的主要途径.1.2氯离子侵入方式沿海混凝土结构处于含有氯盐的海水,盐土或空气环境中,氯离子通过混凝土内部的孔隙和微裂缝体系从周围环境向混凝土内部传递.氯离子的传输过程是一个复杂的过程,涉及到许多机理,目前, 已经了解的氯离子侵入混凝土的方式主要有以下几种:(1)毛细管作用:即盐水向混凝土内部干燥的部分移动;(2)渗透作用:即在水压力作用下,盐水向压力较低的方向移动;(3)扩散作用:即由于浓度差的作用,氯离子从浓度高的地方向浓度低的地方移动;(4)电化学迁移:即氯离子向电位较高的方向移动.通常,氯离子的侵蚀是几种侵入方式的组合,另外,还受到氯离子与混凝土材料之间的化学结合,物理粘结,吸附等作用的影响.而对应特定的条件,其中的一种侵蚀方式是主要的.1.3氯离子导致钢筋锈蚀的机理(1)破坏钝化膜:水泥水化的高碱性(pH≥12.6),使其内钢筋表面产生一层致密钝化膜,氯离子进入混凝土中并到达钢筋表面(超过"临界值") 后,容易渗入钝化膜,激活钢筋表面的铁原子,局部钝化膜开始破坏.(2)形成"腐蚀电池":氯离子破坏钝化膜使钢筋表面这些部位(点)露出了铁基体,与尚完好的钝化膜区域之间构成电位差(作为电解质,混凝土内一般有水或潮气存在).腐蚀往往由局部开始,逐渐在钢筋表面扩展.(3)氯离子的阳极去极化作用:加速阳极过程者称作阳极去极化作用.在钢筋锈蚀过程中,氯离子只参与可反应过程,作为促进腐蚀的中间产物,并不改变锈蚀产物的组成,氯离子在混凝土中含量也不会因腐蚀反应而减少,也就是说,凡是进入混凝土中的游离态氯离子,会周而复始地起破坏作用的. 其反映式为:Fe+2C1一+4H20_+FeCl2?4H20(1)FeC12'4H20_+Fe(OH)2+2C1一+2H+2H20(2)反应产物Fe(OH):进一步与氧和水化合生成Fe (OH),,再进一步与水化合后形成Fe(on),?H:0,最终体积可增大2～l0倍,在混凝土中形成很大的膨胀力.(4)氯离子的导电作用:混凝土中氯离子的存在,强化了离子通路,降低了阴,阳极之间的欧姆电阻,提高了腐蚀电池的效率,从而加速电化学腐蚀过程.(5)氯离子与水泥的作用及对钢筋锈蚀的影响:水泥中的铝酸三钙,在一定条件下可与氯盐作用生成不溶性"复盐",降低混凝土中游离氯离子的量.从这个角度讲,含铝酸三钙高的水泥品种有利于抵制氯离子的侵害.但是,"复盐"只有在强碱性环境下才能生成和保持稳定,而当混凝土的碱度降低时,"复盐"会发生分解,重新释放出氯离子来;在一定条件下也可能转化成水化硫铝酸钙(钙矾石),就此而言,"复盐"还有潜在危险的一面.2海港工程混凝土耐久性指标及测试方法由上所述,氯离子主要通过"渗入"进入混凝土中,并在钢筋表面达到一定浓度后开始对钢筋腐蚀. 因此,基本上所有的测试均以混凝土的抗氯离子渗四川建筑科学研究第33卷透性作为衡量耐久性的技术指标.2.1氯离子渗透性快速试验方法(库伦试验法)该试验方法是在直流电压作用下,氯离子能通过混凝土试件向正极方向移动,以测量流过混凝土的电荷量,作为评定混凝土的抗氯离子渗透性能. 该方法的特点是试验简便,快速,对不同胶凝材料组成,养护情况相同的混凝土具有良好的对应关系,用于平行比较,可简便,快速地判断混凝士的抗氯离子渗透性.缺点是对低电阻率混凝土会引起发热过大(对于电阻率高的高性能混凝土无此问题), 测出的电量并不能代表是氯离子的迁移量.混凝土的电导率,试件缺陷都会明显影响测试结果,尤其该方法只能用于平行比较抗氯离子渗透性能,不能真实反映氯离子的扩散情况,难以利用其指标推算混凝土的使用年限.2.2混凝土氯离子扩散系数快速测定方法(RCM法)该试验方法也称唐氏法,为假设氯离子渗透进入混凝土的流量是浓度差引起的扩散和电场引起的离子迁移的总和.在阳极板和阴极板之间施加直流电,以试验初始测得的电流值确定持续通电时间,通电完毕后劈开试件,按显色法测定氯离子的渗入深度,按下式计算氯离子的扩散系数:一|r—Dc2.872×10-6(3)式中DRc——RCM法测定的混凝土氯离子扩散系数,(m/s);卜阳极电解液初始和最终温度的平均值,K;^——试件高度,m;d——氯离子扩散深度,m;t——通电试验时间,s;n——辅助变量,=3.338×10I3.该试验方法是在低电压下完成的,从而克服了库伦试验法试验中试件易发热的缺陷.缺点是借助于电场的作用下氯离子在混凝土内的迁移,同样存在混凝土的电导率,试件缺陷对测试结果的影响,不能真实反映氯离子的扩散情况,能否利用其指标推算混凝土的使用年限尚有待于进一步的研究.2.3硬化混凝土氯离子渗透快速试验方法该试验是将混凝土试件侧面密封后,将试验面暴露于一定氯离子含量的人造海水中,暴露一定时间后,从试件暴露面表面开始,以不大于1mm的厚度逐层切削研磨,测定每一层中氯离子的含量,以Fiek第二扩散定律的求解方程即可计算出氯离子在混凝土中的有效扩散系数.该试验方法真实地反映了氯离子在混凝土内的扩散情况,能直接定量地钡4定出非稳定状态下氯离子在混凝土内的扩散系数.中港集团建筑材料重点实验室暴露试验研究结果证明,该法测出的氯离子扩散系数与海洋自然暴露环境下的测试结果具有良好的相关性.因此,应用该方法的测试结果,可科学地预测混凝土的使用年限.该方法的缺点是试验周期长,对试验的精度要求高.3氯离子环境下混凝土寿命预测3.1抗氯离子侵蚀耐久寿命的定义海工混凝土结构寿命模型目前有多种类型,但都是以Tuutti于1982年提出的两阶段模型为基础. 海工混凝土的腐蚀破坏一般可分为3个阶段J: (1)腐蚀诱导阶段tl:指结构开始暴露于氯盐环境中,氯离子逐渐向混凝土内部入侵和积聚,当混凝土保护层深度()的氯离子浓度达到钢筋开始锈蚀的临界浓度值时所经历的时间.该段时间与混凝土的抗氯渗透性能,环境情况有关.(2)腐蚀发展阶段:钢筋开始锈蚀后,在氧气及水份供应充足的条件下,钢筋的电化学腐蚀反应顺利进行,随着腐蚀产物体积的增加,其嘭胀拉应力大于混凝土抗拉强度,混凝土保护层开裂.该段时间的长短与钢筋直径,氧气和水的扩散速率,混凝土电阻率的大小等有关.(3)腐蚀破坏阶段t3:指混凝土保护层开裂后,钢筋表面直接与氯盐接触,腐蚀速度急剧加快,混凝土保护层由于钢筋锈蚀膨胀而胀裂甚至脱落,钢筋和混凝土的截面积大幅度减小,承载力降低,直到无法满足结构的安全使用功能的这段时间.由于结构的倒塌破坏在没有任何预兆的情况下会造成巨大的生命财产损失,因此,通常定义结构使用寿命终止并非指结构倒塌,而是以结构达到某种不能忍受的极限状态为指标.结构使用期可以用t2来表示,因为到t2阶段甚至tl阶段以后,一般都要对结构进行维修,以增加安全性,延长使用年限,很少有直接使用至结构破坏.结构从建成使用开始到进行维修加固时止,所经历的时间段称为结构的耐钟亚伟,等:沿海混凝土耐久性研究综述93久使用寿命.混凝土结构的耐久寿命则可以根据所要求的耐久性极限特征的不同划分为不同的类型,耐久寿命可以是[tl,t2]中的任何点.3.2混凝土中氯离子的"I临界值"…3.2.1理论与试验值氯离子在混凝土内扩散到钢筋表面而达到一定浓度时,钢筋才会锈蚀,此浓度称为"I临界值".在碱含量较低的情况下,钢筋的钝化膜容易遭受破坏,较低的氯离子含量即可以导致钢筋腐蚀,因此,在确定氯离子临界浓度时应考虑OH一的影响,以cl一/OH一表示.早期Housmen等人的试验研究结果表明,在混凝土的液相中,当浓度比值为C1一/OH一>0.61时,钢筋开始锈蚀,并以此作为"I临界值".因为,混凝土是一个复杂的体系,研究者所用的材料,规定的实验条件不同,其结果也有差异.而后来的众多研究者,得出了不尽相同的结果,CI一/OH一的比值可以扩展为0.25—2.5之问.但在实际中,用CI一/OH一比值表示"临界值"是不好控制和使用的.3.2.2混凝土中氯离子的"限定值"所谓"限定值"是指对混凝土中的氯离子含量的总量控制值,不论以任何途径进入到混凝土中,都不允许氯离子含量超出该限定值,并以此作为新建工程质量控制的重要技术指标之一.(1)美国混凝土学会ACI相关规定见表1.表1混凝土中允许氯离子含量的限定值(水泥重量百分比)Table1Thelimitevalueofpermittedchlorideconcrete (theweightpercentageofcement)类型ACI2olACI3l8ACI222预应力混凝土O.06O.06O.O8湿环境,有氯盐O.1OO.15O.2O普通混凝土一般环境,无氯盐O.15O.3OO.2O干燥环境或有外防护层无规定1.00.20(2)日本土木学会编制的规范中规定:对于耐久性较高的钢筋混凝土,氯离子总量不超过0.3kg/ m;一般钢筋?昆凝土,氯离子总量不超过0.6kg/m3.(3)我国相关国家标准,行业标准中,对于混凝土中氯离子限量规定不完全相同,近年来制定或修订的标准中,逐步靠近如下指标,对于预应力混凝土,氯离子总量不超过0.06%(水泥重量百分比);对于普通钢筋混凝土,氯离子总量不超过0.10%(水泥重量百分比).(4)对混凝土中氯离子的"限定值"建议.依据国内外大量试验,研究和工程实践表明,由于混凝土的复杂性和环境的差异性,不大可能只有一个"临界值".以下提出一个"综合"说法,仅供参考,见表2.表2混凝土中氯离子含量限定值Table2Thellmitevalueofchloridecontentinconcrete进入混凝土中氯离子浓度(含最)/(kg/m)3.3氯离子环境下混凝土寿命预测由上分析可知,腐蚀诱导阶段tl是结构真正的安全使用期,最保守的寿命预测是tl的预测.这一阶段主要是侵蚀介质在混凝土中的传播.国际公认的氯离子在混凝土中的扩散过程符合Fick第二扩散定律,因此,目前多用Fick第二定律作为计算模型进行预测.3.3.1DuraCrete耐久性设计DuraCrete提出的《耐久性设计指南》中所采用的是可靠度设计方法与现行的结构承载力设计的可靠度设计方法相似,用多个分项系数来反映可靠指标,计算模型用的是性能表达式,成为以性能和可靠度为基础的耐久性设计方法.这一指南以钢筋锈蚀发展到混凝土保护层顺筋开裂的宽度达到1mm 时作为寿命终结的极限状态,所以,整个计算包括两个阶段:第一阶段为氯离子从保护层侵入使钢筋开始发生锈蚀的初始期;第二阶段为锈蚀发展直至裂缝宽度达1mm的发展期.除水下条件外,第二阶段的过程较短,所以也可仅考虑第一阶段,即当深度为保护层厚度处的混凝土氯离子浓度C(X,t)达到钢筋锈蚀的临界浓度时作为极限状态,利用Fick第二定律得解析解,可列出设计方程如下:厂,]g:cd_cd():cd_c|dl卜I,g≥0L.R(t)_J(4)式中c——氯离子I临界浓度设计值;——保护层厚度设计值;c——混凝土表面氯离子浓度设计值;()——混凝土对氯离子抗力的设计值,即.1R()=;四川建筑科学研究第33卷D(￡)——氯离子在混凝土中的扩散系数,随时间t变化.令g=0即可解得与极限状态(钢筋表面的氯离子浓度达到临界浓度)相应的使用年限.3.3.2混凝土寿命预测Fick第二定律在混凝土中的应用是假定混凝土中的孔隙分布是均匀的氯离子在混凝土中的扩散是一维扩散行为,浓度梯度仅沿着暴露表面到钢筋表面的方向变化.Fick第二定律表示为]:誓:D誓(5)at—a,式中氯离子的浓度,～般以氯离子占水泥或混凝土的重量百分比表示;氯离子扩散系数;——侵蚀的深度;￡——结构暴露于氯离子环境中的时间.其解为:c()=Co+(c.一c.)(卜e矿(6)式中c(x,t)——￡时刻深度处的氯离子浓度;c0——初始浓度;C=.——表面浓度;D一混凝土的有效扩散系数;e?)——误差系数,即ez)上exp(一)dz混凝土是一种水硬性材料,其水化过程需要经过很长的时间才能完成.混凝土的成熟度对于氯离子的扩散存在很大的影响,水化越充分,混凝土的内部越密实,抗侵蚀能力则越强.通过实际检测结果可以发现,龄期较长的混凝土结构的氯离子扩散系数较小.因此,扩散系数是一个时间的函数,引入有效扩散系数D,其含义为结构从刚开始暴露到检测时扩散系数的均值,上式变为:c()=c0+(ca—c0)(一e矿(7)同样有效扩散系数是一个随结构使用时间长度变化的量,认为近似服从下面的关系:oof~-J(8)式中D.——结构暴露时或其他任一时段的有效扩散系数;to——相应于Do的时间;m——环境条件系数,根据试验或调查获得.经过一定的使用年限后,混凝土的水化基本完成,内部微结构基本不再发生变化,此时,氯离子在混凝土中的扩散系数趋于一个恒定的值.为了防止D无限的降低,有的文献规定,这一公式仅适用于前3O年,而在3O年以后,D.成为一个恒定值.代入上式C(x,t)=Co+(C.一C)(1一矿———=三兰==)2√Dot(to/t)(9)该公式是利用有效扩散系数进行结构耐久寿命预测和新建结构混凝土配合比设计的基础.4氯离子环境下有关防腐措施4.1综合对策的考虑氯盐对钢筋的腐蚀属于电化学过程,受综合性,多因素影响.因此,应该采取综合性措施.从整体而言,除设计本身外,要综合考虑到施工,使用,管理,维护等;从防腐蚀设计而言,应遵照"以防为主" 的战略方针,重点在"预先设防";就具体的技术思路而言,应考虑基本措施(强化混凝土自身对钢筋的保护能力)加上附加措施的综合方略;从综合经济效益而言,在保证寿命期的前提下,花钱最少.努力实施"全寿命经济分析"(花钱总额包括初建费+ 维护修复费).适当增加初期投入,能大大减少修复费用,总体花费少,而不是初期投资越低越好. 4.2基本措施(1)最大限度提高混凝土的密实性.优质混凝土,密实性混凝土,高性能混凝土等,都能提高阻挡氯离子渗入混凝土中的能力,减缓氯离子的扩散速度.从而延长了氯离子到达钢筋表面并达到"临界值"的时间,这就延长了结构物的使用寿命.(2)增加混凝土保护层厚度.有关研究结果表明,氯离子在混凝土中的浓度(含量)是随混凝土的深度(厚度)的增加而减小,说明增加混凝土保护层厚度,对于减缓氯离子的渗透量是有效的.(3)最大限度地防止混凝土裂缝的产生.混凝土的裂缝(宏观,微观)是影响钢筋锈蚀和混凝土耐久性的最重要因素之一.裂缝的存在大大促进氯离子进入混凝土中的速度,从而更快导致钢筋腐蚀破坏的发生.因此,一些国家的规程,规范中对于裂缝钟亚伟,等:沿海混凝土耐久性研究综述95的限制性规定是十分重要和有必要的.4.3附加措施国内外大量实践和试验证明,在严酷的氯盐环境中,lO～2O年内就要出现钢筋锈蚀破坏和修复,即使是高密实混凝土,66mm厚的混凝土保护层.5O年内钢筋表面氯离子的浓度也超过了足以使混凝土顺筋开裂的"临界值",即难以达到5O年的使用寿命.虽然增加混凝土保护层厚度是有效的措施之一,但过厚的保护层在硬化过程中其收缩应力和温度应力得不到钢筋的控制,很容易产生裂缝.因此,增加混凝土保护层厚度的方法也有一定的限度. 昆凝土的密实性和裂缝控制,需要整体水平和人员素质的提高,工程实现高密实,无裂缝的混凝土制作是困难的.所以有必要增加一些附加措施,见表3.表3在氯盐环境中钢筋防腐蚀常用技术措施Table3TheCollmloncorrosionresistancetechnical measuresofsteelinchlorideenvironment防护种类措施内容钢筋材质与钢筋涂层嚣善层钢筋,镀锌钢,耐蚀合金钢混凝土外加剂,掺和料钢筋阻锈剂,硅灰,其他外加剂混凝埭面封层譬涑锄浸电化学方法阴极保护,电化学除盐斗选材,结构设计,水灰比,混凝土保护层"厚度,排水系统,防护方案选择固化与养护,温度与裂缝控制,严格规腿上范施工维护裂缝修补,清洗排水,控制除冰盐用量5结语氯离子引起的钢筋腐蚀是造成海洋环境下混凝土结构性能劣化的主要原因.在总结国内外经验教训的基础上,高度重视钢筋腐蚀危害及对耐久性的影响,是十分必要和意义深远的.尽可能降低混凝土中氯盐含量.对现有结构物加强检查,评估,监控,管理维护和及时修复等工作.在设计时,充分考虑环境因素,对结构材料的选用,结构施工工艺和施工质量控制以及今后使用过程中的正常维修与检测提出要求.最大限度地提高混凝土的密实性,适当增加混凝土的保护层厚度,减少裂缝,是防止钢筋过早腐蚀,提高混凝土耐久性的基本措施,但在较严酷的腐蚀环境下,还必须采取附加措施.参考文献:[1]中国工程院土木水利建筑学部咨询研究项目组.混凝土结构耐久性设计与施工指南[M].北京:中国建筑工业出版社, 2004.[2]田俊峰,王胜年.黄君哲,潘德强.海港工程混凝土耐久性设计与寿命预测[J].中国港湾建设,2004.(6).[3]陈驹.氯离子侵蚀作用下混凝土构件的耐久性[D].浙江:浙江大学,2002+[4]洪定海.赵习羽.混凝土结构耐久性[M].北京:科学出版社, 20o2.[5]田俊峰,潘德强.赵尚传.海工高性能混凝土抗氯离子侵蚀耐久寿命预测[J].中国港湾建设,2002,(2).[6]JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范[s].[7]ASTMC1202—94,E]ectrlcalIndicationofConcreteAbilityto ResisitChlorideIonPenetration.[8]冷发光,冯乃谦.高性能混凝土渗透性和耐久性及评价方法研究低温[J].建筑技术,2000,(4).。