沿海地区混凝土耐久性研究
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。
谈沿海地区混凝土盐冻问题研究现状
提 出对 于 海 洋 环 境 中的 混 凝 土 ，混 凝 土 水 胶 比不 宜 大 于 ０．４０。
３）水分蒸 发会 导致含盐 的混凝土 出现“失水干燥 ”的现象 ，带
１．３ 矿物 掺合料 （粉 煤灰 、磨细矿 渣 、硅 灰等 ）的影 响 来孔隙 中盐溶液的“过饱 和”现 象 ，进 而出现结 晶，产生结 晶膨胀
关键词 ：混凝土 ，盐冻环境 ，破坏机理 ，耐 久性
中 图分 类 号 ：ＴＵ５２８
文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引言
复掺粉煤灰 、硅灰 时，如果 配以引气 剂 ，会达 到 比其他配 合 比混凝
我国沿海地 区存在大量 的钢筋｝昆凝 土结构 ，面临着海水 环境 土 更 好 的抗 盐 冻 剥 蚀 性 能 。 及空 气中氯盐 的侵蚀作用 ，每年都因为钢筋锈蚀 而造成 了巨大的 １．４ 混 凝 土含 气 量 与 气 泡 间距 的 影 响
水胶比是设计混 凝土 配合 比 、控制 其性 能 的重要参 数之 一 。 置的结 冰程度不 同 ，进 而会在 混凝 土 内部 出现应力 差 ，导致孔 隙
它直接影响到混凝 土的强度 和密 实度 ，进 而也会 影响 到抗 盐冻 的 中出现较 大的渗透压力 ，使得内部有应力 出现 。
能力。这 方面的具体研究例如 ：熊剑平等 研究发现采用不 同的
不少学 者 在 这 方 面 做 了 大 量 研 究 ，关 注 的 主要 影 响 因 素 究 也 得 出 ：当气 泡 间距 为 ２５０ ｍ 一３００ ｍ 时 ，混 凝 土 （包 括 各 种
如 下 。
类型 ）都会达到 良好 的抗盐冻性能 ；当气 泡间距超过 临界值 时 ，冻
１．１ 钢 筋 的 影 响
１）粉煤 灰。早在 １９８６年 ，Ｇｅｂｌｅｒ等人 的研究就 发现 ：粉煤 压力 。在交替的干湿循环作用下 ，这种结 晶压力会使混 凝土产 生
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
结
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
摘
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
＼
导
港口工程中水泥混凝土耐久性的探讨
港口工程中水泥混凝土耐久性的探讨摘要：随着混凝土工程实践经验的积累，已开始注意到混凝土表面特性对耐久性的重要影响。
众所周知，混凝土是一种多相、不均质、多孔的复合体系，具有一定的渗透性，当其表面存在相对压力、浓度和电位差时，就会发生介质的迁移，混凝土的许多性能在一定程度上都与其孔隙率、孔隙结构和孔连通程度有关。
混凝土表面层对结构起着防护作用，可以抵御来自外部环境的物理和化学劣化的作用，例如碳化、化学侵蚀、钢筋锈蚀、冻融破坏等，对混凝土结构的长期耐久性起着决定性的影响。
本文通过一系列试验并结合国内某港口工程实例，进行了混凝土表面渗透性对混凝土耐久性影响的系统分析。
关键词：表层渗透性；碳化；抗冻性；孔结构；耐久性1 试验方法国内某港口建设过程中，c50 预制方桩在施打过程中由于遇到坚硬地质结构，施打次数增大，为检测施打过程对混凝土桩身是否造成破坏，进行了表层渗透性、超声波法匀质性、回弹取芯等检验，并对钻取的芯样进行了强度、碳化、氯离子渗透性、冻融循环等试验。
由于海工混凝土受侵蚀最严重的部位属于潮差区及浪溅区，本研究选择了潮差区的桩身进行试验。
试验采用 autoclam 自动渗透性测试仪，拟同时在现场对混凝土构件进行吸水量、渗水量和透气性三项指标的检验。
由于渗透试验中的吸水量试验对混凝土材料的表面含湿量有严格的限制，对于潮差区的混凝土，其含湿量较高，经过测试发现无法进行吸水性试验，本研究主要选用了不受含湿量影响的渗水量试验方法作为试验研究手段。
渗水量试验测试水压恒为 50 kpa （0.5 ba）r，控制器自动采集每分钟的渗水量。
文中水渗透系数的单位为10-7m3/min1/2。
2 数据分析2.1 混凝土碳化深度与表面渗透性之间的关系混凝土碳化是空气中 co2与水泥中的碱性物质相互作用，使其成分、结构和性能发生变化，使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。
co2可以与混凝土中的铝酸盐及 c-s-h 产物反应，使凝胶分解成 caco3以及无定型硅胶等多孔状结构。
近海混凝土结构氯盐危害机理及其耐久性控制的探讨
度达到或超过 “ 临界值”时，将破坏钢筋
表面钝化膜 ，从而引发腐蚀，同时增高溶 液导 电性 ，增大电位差 ，加速腐蚀反应。
2.3 混 凝土裂缝产生
混凝土中钢筋表层经腐蚀成铁锈后，体 积可增大几倍， 挤压其外侧混凝土井使之产 生垂直于径向膨胀力的拉应力，拉应力超过 混凝土的承耐力就将在混凝土保护层上引发 出顺沿钢筋的纵向裂缝。
分 必要的 。
合生成Fe(OH)， :
空气中
延长，甚至混凝土保护层大片破裂剥落。 当钢筋在混凝土中继续锈蚀， 并不断渗 出锈汁，钢筋截面也将随锈蚀发展而相应变 小， 甚至被锈断， 混凝土结构遭受破坏， 其安 全性和耐久性完全丧失。
3 控制和提高近海混凝土结构耐久性的 建议措施
(图 1 钢筋腐蚀反应示意图 ) 尽管许多学者认为由混凝土组成材料 带入混凝土的有限氮盐 ( 当掺入的氯盐量 小于混凝土重量的0 . 1 一 . 2 %时) 不会引 0 起钢筋锈蚀，但是由外界经混凝土自身孔 隙渗入的氛盐危害极大，当混凝土中的 C l
1 问 提出 题的
近海地区的大气中都会含有氮离子。海 浪拍击产生的大小为0. 1一 林 的细小雾 20 m 滴， 较大的积聚于附近， 较小的随风漂移到 近海的陆上地区。受到浓重的盐雾作用，在 构件混凝土表层内积累浓度很高的氯离子， 在干湿气候交替的不利状态下，遭受盐害破 坏。如烟台地区的调查发现，离海岸 10 0m 内的室外混凝土构件受到严重锈蚀。而南方 炎热地区温度高，氯离子扩散系数增大，锈 蚀发展速度也会加剧。 当前我国东南沿海地区正加快进行公路、 铁路等交通基础设施建设，笔者参建的温福 铁路全长298 . 4km ， 其中大中桥76 座 / 75. 005km ，占线路长度的25. 2% 。隧道65 座/ 157 . 4 I k m ，占线路长度的5 1. 1% 。按照 工程的实际需求，铁路、高速和一级公路上 的大型桥梁、隧道、 城市地铁轻轨系统等重 要基础设施工程的结构设计使用年限约为 1 0 0 年，二级和二级以下公路以及城市一般道路 上的桥涵等工程的结构设计使用年限约为 50 年，而可替换的易损构件也需有3 年的设计 0 使用年限。由于近海环境能够明显导致结构 材料性能劣化，而有部分桥梁、涵洞 、隧 道等工程的普通钢筋混凝上结构和预应力棍凝 土结构正好处在近海区，将要经受着盐雾环 境下盐害的严峻考验。为了确保混凝土结构 能够满足设计的使用年限，对近海地区混凝 土结构的盐害机理研究及其耐久性控制将是十
沿海地区混凝土耐久性浅析
检测依据 检测设 备
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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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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
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检测结论
级配 数 Ｍ ｘ
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２医
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
高性能海工混凝土的技术研究与施工
高性能海工混凝土的技术研究与施工摘要：在国外已建沿海桥梁工程中，很多桥梁结构的破坏其主要原因来自混凝土病害，因此混凝土耐久性研究受到国内外研究混凝土的专家的高度重视，为满足耐久性要求，采用海工高性能混凝土，其特性除强度和拌和物的和易性必须满足设计和施工要求外，还应根据构件的具体使用条件和环境，具备所需要的防止钢筋锈蚀的性能及抗冻性与抗渗性。
基于此，本文主要对高性能海工混凝土的技术与施工进行分析探讨。
关键词：高性能；海工混凝土；技术研究；施工1、海工混凝土的使用环境混凝土在沿海地区的使用都要考虑混凝土在海洋环境下所产生的腐蚀机理1.1硫酸盐腐蚀硫酸盐包括硫酸钠和硫酸镁，在海洋环境影响使用条件下，海洋中的硫酸钠和硫酸镁会与混凝土结构中水化产物（氢氧化钙）产生反应生成硫酸钙，在这种化学反应所产生的过程中，混凝土体积会发生膨胀和破坏现象。
1.2氯盐腐蚀氯盐就是指氯化钠和氯化镁，在海洋环境影响的使用条件下，海水中的氯化钠和氯化镁会与混凝土结构中的氢氧化钙产生反应生成氯化钙和氢氧化镁等物质，而这种物质没有胶凝作用，这就会破坏混凝土的内部结构，而在化学反应的过程中会生成大量的游离的氯离子，氯离子会将混凝土结构中的钢筋进行腐蚀，从而破坏海工混凝土的结构影响使用寿命。
1.3水位变动影响耐久使用性海工混凝土在水位变动区使用会使混凝土遭到冻融破坏，水位的变动会让海水对混凝土结构进行冲刷和磨耗，会破坏混凝土的耐久性。
2、海工高性能混凝土施工与质量控制2.1防止Cl-引入新拌混凝土中对原材料中的Cl-含量做出严格的限制。
拌和物总Cl-含量小于0.06%(占胶凝材料质量百分比)。
防止构造物被Cl-污染，尽量采用岸上预制，达到龄期后安装。
采用淡水养生，到达规定强度后拆模。
2.2控制进场原材料质量确保每批进场原材料符合要求，重点是混凝土减水剂与胶凝材料的适应性。
2.3混凝土拌制与浇注海工高性能混凝土较普通混凝土拌制延长约40s，注意施工用水是否与理论用水相符。
沿海地区混凝土耐久性问题的思考和建议
与同济 大学 合 作 研 究 的超 声法 测 强 曲线 ，是 针 对 不 同
掺 合料 高 强混 凝 土 建 立 起 来 的 ，虽 然 相 关 系数 很 大 ，
的测 强 曲线 。 种检 测方 法 都 有其 优缺 点 ， 各 各地 很 有必
要 用 不 同 的检测 方法 建 立地 区测 强 曲线 。 总之 ， 究较 研 佳 的高 强 混凝 土测 强方 法 、 强标 准 ， 测 已是 当 务之 急 。
海水 中 含 有 大 量 的各 种 盐 类 ，其 中 以 Ｎ Ｃ 含 量 ａ１
ｃ ２ 度高 且 持久 作 用时 ，碳 化 会 继 续进 行 而 直 到 钢 ０浓 筋 的表 面 ，使钢 筋 附 近 的混 凝 土 的 碱 度 大 幅 度 下 降 ，
从 而加 速 了钢 筋 的腐蚀 速 度 。 ３ 提 高沿 海 地 区混凝 土 耐 久性 的几 点看 法 和建 议 （ ）结 构 设 计 要 充 分 认 识 混 凝 土 耐 久 性 的重 要 １ 性 ：当前结 构设 计 时 主要 考 虑 的是 混凝 土结 构 强度 的
凝 土 耐久 性 ，保 证 构筑 物 的安 全 ，是 百年 大计 ，极 为
重要 。笔者 根 据 多年 的 调查 了解 和实 践对 沿 海地 区混 凝 土 耐久 性 影 响 因素 和应 对措 施 提 出一 些 初 浅 的看 法 与 同行们 探 讨 。 ２ 沿海 地 区环 境 对 混凝 土侵 蚀 的 影 响 因素
最高 ，它是 侵 蚀混 凝 土结 构 的 祸根 。氯化 物 在海 水 中 以离 子 状态 存 在 ，活泼 的 ｃ 一 钢 筋 表 面 已钝 化 的 氧 ｌ使 化铁 受 损 ，钢 筋 开 始生锈 、增 厚 、膨 胀 ，当胀应 力 超
安 全性 ，而对 混凝 土 的耐 久 性 注意 不够 ，现 行 的有 关 国家规 范 也是 着重 于结 构 强 度 仅兼顾 耐 久性 。例 如在 混 凝 土配 合 比设 计规 程 中按 强 度 等级 要求 来计 算 配合 比 ，然 后 以最 大水 灰 比和最 小 水泥 用 量的 控制 来 满足 耐 久性 。笔者 认 为仅 做 到这 一 点 是不 足 以保证 混凝 土 的耐 久性 ，特别 是在 沿 海 地 区 ，因此 建议 沿海 工 程在 满 足 混凝 土 强度设 计 要求 时提 高 一个 强 度等级 来适 应 耐久性 要 求 ，对 特殊 工 程 还应 有 明确 的 防腐蚀 设 计 方
浅析临海高等级公路混凝土配合比耐久性设计
由于临 海环 境 的特 殊性 ， 要 充 分考 虑海 工 混凝 土 的耐 久 性指 标 。临海 环 境 下混 凝土 耐久 性 指标 符合 以下三 个要 求 ： （ １ ） 平 板 抗裂 性 能 ＜１ ０ ０ ｍｎ ￣ ／ ｒ ｄ， （ ２ ） ２ ８ 天氯离子扩散系数／ （ １ ０ ／ ｓ ） ≤４ （ Ｅ 级 以上 ） 或７ （ ｃ、 Ｄ 级） ， （ ３ ） ５ ６ ｄ 电通 量
０ ． ４ ２ 。
凝土 ， 硫 酸 盐等 化学 腐蚀 环 境 下应 优先 选用 低 ｃ 量的水 泥 。 用 于腐 蚀 环境 中的钢 筋 混凝 土构 件 ， 其 混 凝土 ２ ８ 天龄 期 的 氯离 子 扩散 系 数Ｄ 植 ， 宜 符合 的要 求 是结 构设 计 基 准期 为 １ ０ ０ 年时 ， Ｄ （ ４ （ Ｅ 级 以上０ ） 或７
计值 往 往 较 大 ， 故其设 计强 度可适 当降低 ； 同时 ， 为 达 到 控 制 承 台 大 体 积 混 凝 土 温 升 、开 裂 的 １ ３的 ，适 当 降 低 结 构 混 凝 土 设 计 强 度 等 级 较 为
合理 。 ２ ． 水 胶 比
在 临海 环 境尤 其 是氯 离子 和 硫酸 盐侵 蚀较 为严 重 的情 况下 ， 建 议掺 加 一
注： ①《 混 凝 土结 构 耐久 性设 计规 范 ｝ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ５ ０ ７ ４ ６ — ２ ０ ０ ８ 。
三、 海工 混凝 土耐 久性 设计 的 内容及原 则
海 工混 凝 土大 多应 用 于重 要基 础设 施 工 程 ，其使 用 年 限一 般 为５ ０ １ ０ ０ 年， 由于 环 境对 结 构 的影 响 及其 相 应 的 反应 非 常 复 杂 ， 耐 久 性 设计 仅 考 虑 如
海洋环境下桥梁混凝土结构的耐久性设计
（ 总第 １５期 ） ０ ２０ ０ ７年第 ３期
福
建
建
筑
Ｖｏ ｌ・ｌ ５ ０
Ｎｏ ・２０ ３ ０７
Ｆ ｉ ｎ Ａ ｃ ｉ ｃｕ ｅ＆ Ｃ ｎ ｔｕ ｔ ｎ ｕｉ ｒｈｔ ｔｒ ａ ｅ ｏ ｓｒ ｃｉ ｏ
海 洋环 境 下桥 梁 混凝 土结 构 的耐 久 性设 计
凝 土保护层一钢 筋” 三个 环节 ， 相应 就有 三 个方 面 的的大气或海水 中的氯 离子含量 、 如何提 高混 凝土保护层 的作 用 、 如何增强钢筋 的抗 腐蚀能力 。本文主要就是从这三个 方面论述海洋环境 下桥 梁 ？ 凝土结构 的耐久性设计措施 。 昆
３ 尽 量避 开 氯 离子 环 境 或 减 小 混 凝 土 构 件周 围 的 氯 离子浓 度
３ １ 桥 址 的选 择 ．
在 同一海域 的不 同地 点 ， 浪溅 区 、 潮差 区 、 梁结 构的迎 桥
风 面、 易积水结 构表面 的氯 离子浓度 高 ； 海岸 、 近 近海 平面 的 氯离子浓度高 。按照这个特点 ， 在桥梁选址 时 ， 就应该尽量避 开氯离子浓度相对较高 的海域 ， 避免重 要部位 遭受海水 的正 面 冲击 ， 而首先在 源头上减少氯 离子 的腐蚀机会 。 从 ３ ２ 桥梁构件细部 的处理 ， 化排水设 计 ， 少海 水 冲刷 侵 ． 优 减 蚀 以及海水在混凝 土表 面的驻 留时间。 ① 浸水 结构长期 承受较 大的水 流力 、 波浪力甚 至于 冲撞 力 的作用 ， 外形应优先考虑圆形或流线型结构 ， 并尽量减少棱 角、 突变。 ②贴近海平面 的下部结构长期受涨退潮及浪花飞溅的影 响， 为防止海水 留存 ， 结构顶面建议做 成不小 于 １％坡 面 ， ５ 且 表面抹光 ， 避免局部 凹陷不平 ， 形成蓄水槽。 ③较隐蔽的结构空间应利于排水 、 通风 ， 避免过高的局部
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。
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。
港珠澳大桥主体混凝土结构120a使用寿命耐久性对策
4、选用多重防护措施：综合运用防水、防腐蚀等措施，提高混凝土结构的耐 久性。
5、考虑结构冗余：在设计中考虑一定的结构冗余，以应对可能出现的结构损 伤。
港珠澳大桥混凝土结构耐久性设 计案例
以港珠澳大桥主梁为例，说明混凝土结构耐久性设计的方法和技巧。主梁是港 珠澳大桥的主要承重结构，其耐久性设计至关重要。以下是主梁耐久性设计的 关键步骤：
高性能混凝土的制备与应用；2）多重防护措施的优化与协同；3）智能化监控 与检测技术的应用。通过不断完善和优化混凝土结构耐久性设计方法，将有助 于提高工程质量，延长工程使用寿命。
引言
港珠澳大桥是中国一项宏伟的跨海工程，连接香港、澳门和珠海三地，具有重 要的战略意义和经济价值。这项工程的建设面临着复杂的地理环境、气候条件 和技术难题，因此，需要进行科学、高效的项目管理规划。本次演示将围绕港 珠澳大桥主体工程建设项目管理规划展开讨论，以期为类似大型工程建设项目 提供借鉴和参考。
4、多重防护原则：采用多重防护措施，如防水、防腐蚀等，提高混凝土结构 的耐久性。
港珠澳大桥混凝土结构耐久性设 计方法
在港珠澳大桥混凝土结构耐久性设计中，采用了以下方法：
1、合理选择材料：选用高强度、抗腐蚀性能好的材料，如高性能混凝土，以 提高结构的耐久性。
2、增加保护层厚度：适当增加混凝土保护层厚度，以延缓结构腐蚀的发生。
(1)在大桥的设计阶段，充分考虑其服役环境，选用适合的混凝土材料和配方。 同时可以采取一些新的结构形式和构造措施以减轻桥体重量、减少温度应力等 对混凝土结构的影响； (2)针对大桥所处环境的不同情况可以采用不同的具体 实施方法。
例如在环境较为恶劣的情况下可以采用高性能混凝土材料、新型防护涂料、防 腐剂等耐久性材料以提高混凝土结构的寿命； (3)在具体的施工阶段要充分考 虑施工因素尽量减少施工过程中的荷载和应力对混凝土结构的影响做到精心设 计精心施工； (4)最后在桥体的使用和维护阶段要建立严格的检测和维护机制 对混凝土结构进行定期检测及时发现问题进行处理以确保桥梁的安全运行。
沿海地区混凝土结构的耐久性
１ 引言
自从 １ ２ ８ ４年波特兰水泥问世 以来 。由于合 理利用 了混凝
结构 的耐久性 问题 已经引起了世界各 国的普遍重视 ， 并且成为 混凝土领域的一个热点问题 。
土抗 压强度和钢筋抗拉强度 ， 同受力 ， 共 节约 了钢材 ， 钢筋混凝
土逐渐成为最主要 的建筑 材料 之一… 。新 拌制 的混凝 土呈 高
害、 物理化学作用 。 美 国标准局 １７ 年的调查表明 ， 国全年 ” ９５ 美 各种腐蚀损失为 ７０ ０ 亿美元 ， 中混凝土钢筋腐蚀损失 占 ４ ％ 其 ０ （８ ２ ０亿美元 ） 。由此可见 ， ｊ 混凝 土 中钢筋 的锈蚀是导致混 凝 土结构 耐久性破坏 的最 主要的原 因。混凝土 是呈碱性的 ， 在该
型好等优点外 ， 还表 现 出了耐久性 好 ， 即钢 筋经混 凝土严 密包 裹而不易锈蚀 ， 故使 用 寿命 可很 长 ， 乎 不需 要 维修 和养 护。 几 ２ ～３ ０ ０年 过后 ， 混凝 土的耐 久性 问题开始 逐渐 暴露 出来。例
蚀引起的混凝土结构耐久性失效具有 相似 的特 点 ， 二者都是 先
引起混凝土保护层 的碱性降低 ， 而导致钢筋 表面 的钝化膜破 进 坏， 从而使得钢筋锈蚀 ， 体积膨胀 ， 当钢筋锈蚀 产生 的膨胀压 力 大于混凝 土 的抗 拉 强 度时 ， 混凝 土 保 护 层 大 面积 开 裂 ， 为 这 Ｃ ］、 １、 、 （ ｃ Ｏ２水分等 有害 物质 侵入 钢筋 表 面提供 了方便 的通 ２ 道， 钢筋锈蚀加剧 ， 体积继续膨胀 ， 而导致混 凝土保护层进 一 从 步开裂 ， 如此恶性 循环 ， 最终 导致结 构破 坏 。冻 融循环 和碱 一 集 料反应 引起混凝土 自身体积膨胀 ， 当膨胀压 力大于混凝土 的 抗拉强度时 ， 混凝 土 就会 开裂 ， 随着 膨胀 的 不断 加剧 ， 以及 空 气、 水气 、 二氧化碳等的侵入 ， 使得混凝 土碳化 和钢筋锈蚀速度 也加快 ， 混凝土中的裂缝会互相贯通 ， 其强 度逐渐降低 。 最后甚 至完全丧失 ， 使混凝土 由表及里遭受破坏 。 在 １９ 年召开 的第二届 国际混凝 土耐久性会 议上 ， ｈａ ９１ Ｍｅ ｔ 教 授在《 混凝土耐 久性一五 十年进 展》 旨报告 中指 出 ：当今 主 “ 世界混凝土破坏原因 ， 按重要性递减顺 序排列 是： 钢筋锈蚀 、 冻
基于海水状态下混凝土防腐的研究-海水可用于拌制各种混凝土
基于海水状态下混凝土防腐的研究:海水可用于拌制 各种混凝土
和协作比例不合适,以及进行施工时技术不完善的混凝土结构都可能会被 蚀化,最终形成安全隐患。混凝土在自然环境条件的作用之下,都可能会从 外到内渐渐的出现渗漏、疏松、开裂、露石、剥落、崩溃等问题,假如不
浸泡也是他们在海水中显得“不堪一击〞。所以,这样就要切实的增添混 度,是可以提升混凝土抗腐蚀能力的。
凝土的致密程度,才有可能有效的阻拦海水渗透到混凝土的内部中去,可
2.3 加强对施工过程的管理,借助工程中的措施提高混凝土抗蚀能力
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材、配比和设计与施工,一般状况下,在一般的气象以及使用条件下,混凝 土中所占的比例可以降低海水对混凝土腐蚀的程度。对于削减的含量,我
土的结构是能够长期使用的。然而,对于大多数工程的实践,深深的说明了, 们可以把粉煤灰等一些具有活性的矿物质掺入混凝土,而且,这样一来,水
只要是没有考虑具体的环境条件,选用耐久性不匹配的混凝土,选择材料
的早期温度应力,有效的防止出现温度裂缝。海水会对纯硅酸盐为主要成 也只有同时具备这两个条件,也就是接受可以提高混凝土防腐性能的胶凝
分的水泥混凝土造成程度比较严峻的腐蚀,然而根据有关的试验,在该种 材料以及增添混凝土致密程度,才可以切实的提高混凝土对海水和盐雾侵
水泥中掺入约 40%的粉煤灰之后,混凝土抗海水腐蚀能力有显著的提升,而 蚀的耐受性。另外,在削减水灰比例的同时在混凝土中添加高效的减水剂
对其加强修缮和管理,准时的加固、修缮,都会使其耐受力急剧的降低,最 终导致使用寿命大幅度缩短,危及安全的生产和运行。所以,我们应当渐渐 的认识到海水混将混凝土腐蚀破坏会影响混凝土的耐久性,而且,我们如 今当务之急就是需要查找一些有成效的措施和技术来解决混凝土防腐的 问题。
海洋环境下混凝土耐久性探究
凝 土的氯离子； 另一种是外界使用 环境 中通 过渗透 、 扩散 、 毛细 作 用进入混 凝土的氯 离子。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 ，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： 毛细管作用 ， 即盐水向混 凝土 内部干燥 的部分移动 ；渗透作 用 ，即在水压力作用下 ，盐 水 向压力较低 的方 向移动 ；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 ；电化学迁移 ，即 氯离子 向电位较高 的方 向移动 。通 常，氯离子 的侵入是几种方 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
成的水化硅酸钙要稳定得多 ， 而Ｃ ， Ａ则 水 化 成 稳 定 的立 方 晶系
在我 国沿海地 区，使用 ７ — ２ ５年 的桥梁 ，有 ８ ９ ％出现钢筋 锈蚀 问题 ，连 云港某桥 梁使用不 到 ３ 年 ，宁波某桥梁使 用不到
１ ０年 ， 就 出现 了梁 柱顺 筋 开 裂 的 现 象 。我 国南 方 城 市 湛 江 港 于
很大影响 ， 而且也和人们 的 日常工作 、 生 活和安全都密切相关 ，
正越来越 多地 引起工程技术人员 和研究人员 的关 注。
二 、我 国 沿海 混凝 土结 构 耐 久性 现状
（ １ ）正确选择混 凝土原材料 ，降低混凝 土组分与硫酸盐 反应的活性 。（ ２） 尽量改善混凝土的孔隙结构 ，提 高混凝土 的 致密度 ， 使硫 酸盐难 以侵人混凝 土内部经反应生成膨胀物质而 引起破坏 。 （ ３ ） 采用高压蒸汽养护： 采用高压蒸汽养护能消除游 离的Ｃ ａ （ Ｏ Ｈ ） ， 同时 ｃ ： ｓ和 Ｃ ， Ｓ都形成晶体水化物 ，比常温下形
沿海高桩码头水下桩芯混凝土耐久性分析
沿海高桩码头水下桩芯混凝土耐久性分析
葛健晖;刘兵龙
【期刊名称】《水上安全》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】沿海地区施工环境具有特殊性,施工控制难度大,所以每一个施工环节必须采取有效的措施,以确保质量安全。
本文探讨了沿海高桩码头水下桩芯混凝土的耐久性挑战和解决方案,重点分析了盐水腐蚀、波浪作用和海洋生物等因素,并深入研究了强调预先规划、混凝土浇筑、固化防护和施工后维护的施工技术。
本文重点强调了适当养护、保护措施和持续监测的重要性,旨在提高水下混凝土桩的弹性和寿命。
【总页数】3页(P193-195)
【作者】葛健晖;刘兵龙
【作者单位】盐田港东区国际集装箱码头有限公司;中交四航局第二工程有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TU7
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２１ ０ １年 ９月
湖
南
交
通
科
技
Ｖ０． ７ Ｎ ． １３ ｏ ３ Ｓｐ２ １ ｅ ．０ １
ＨＵＮＡＮ ＣＯＭＭＵＮＩ ＣＡＴ１ ０Ｎ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
文 章编 号 ：１０ —４ Ｘ（０ ）３０ ８—２ ０ ８８４ ２ １ ０—０ ００ １
目前 ， 国正大 力加 强对基 础设 施 的投资力 度 ， 我
土木 工程正 面 临着 前 所 未 有 的发 展机 遇 。然 而 ， 由
酸 雨 与混凝 土 中的氢 氧化钙 和水 泥 中的水 化物起 反
于混凝 土结 构 内部 和 外 部 有 害物 质 的侵蚀 ， 得 其 使
耐久性降低 ， 使用寿命往往不能像人们预料的那样 长 。因而 如何 总结 经 验 教 训 ， 防止结 构 正 常使 用 状 态下 的“ 衰 ” 象 ， 早 现 已成 为 避 免投 资 浪 费 的重要 问
混 凝 土和 一般 抗 侵蚀 混凝 土进行 各性 能 比较 ， 结果表 明 ， 所研 究的抗侵 蚀 混凝 土较 一般 抗侵 蚀
混凝土费用经济、 施工方便 ， 能有效提 高沿海地区的混凝土结构物的耐久性。
关 键词 ：沿海地 区；混凝 土 ； 抗侵蚀 性 ； Ｍ 防腐 剂 ＷＲ 中图分 类号 ： ４ Ｕ４４ 文献标 识码 ：Ｂ
目前 ， 一般抗侵蚀混凝土 的配制措施主要从掺 加优质活性矿物掺合料和高性能减水剂等综合技术 措施人手。而包括两种和两种以上的活性矿物掺合 料 和数种外 加剂 在 内的多组 分 的混凝 土配合 比设 计 思想 难 以在实 际工 程 中贯 彻 ， 材 料 的复 杂多 样 性 原 更增 加 了现场搅 拌 或 集 中搅 拌 时 原 材料 储 存 、 量 称
题 。沿海地 区 混凝 土结 构 因长期暴 露在海 洋 和严 酷
应， 使混凝土碱性降低 。当混凝土 的碳化发展到钢 筋时 ， 钢筋开 始锈 蚀 ， 响混凝 土结构 的耐 久性 。 影 ３ ）氯 离子 的侵蚀 。氯离 子是 一种 钢 筋 活化 剂 ，
它 会破 坏钢 筋钝 化 膜 ， 致 钢 筋生 锈 。因此 氯 离 子 导
和搅 拌 、 量控 制 时的实 际 困难 。因此 ， 凝土原 材 质 混 料 多样性 和配 比中多组 分的组 合给 高性 能 的抗侵 蚀 混凝 土 的原材 料采 购 、 量控制 、 际配 制和施 工等 质 实
方 面均 带来很 大 的技术难 题 。
１ 混凝 土结 构 物耐 久性 影响 因素及 解 决 途 径
混凝 土进 行试 验 比较 ， 果表 明 ， 文所研 究 的抗侵 结 本
是威胁钢筋混凝土结构耐久性最危险的物质。 ４ ）碱 一 料反应 。碱一 料反 应生 成碱 一 酸盐 集 集 硅 凝胶 ， 吸水膨 胀会 导致 混凝 土开裂 破坏 ， 海水 中这 种 反 应造 成 的膨胀更 加 强烈 。 １ ２ 本 文所 研 究的解 决途径 ．
间密实性差 ， 减弱了混凝土的抗渗பைடு நூலகம்能 ， 从而降低其
耐久性 。
针对一般抗侵蚀混凝 土的主要 问题 ， 本文研究 掺 加 了 ＷＲ 型 防腐剂 的抗侵 蚀 混凝 土 的 主要施 工 Ｍ 工艺和力学性能 ， 并通过试验将其 与一般抗侵蚀混
２ ）混凝土 的碳化。新建混凝土呈高碱性， 使埋
置钢 筋迅 速钝化 ， 阻止锈 蚀 ， 而空气 中的二 氧化碳 或
３ 期
唐
华， ： 等 沿海地 区混凝土耐久性研究
２ １ 试验 材料 ．
８ ｌ
２ 试 验 方 案
ＷＲ Ｍ型 多功 能高 效 防腐 剂 是 新一 代 混 凝 土 防 腐蚀 专用外 加 剂 。不 仅 具 有 减 水增 强 效 果 好 、 结 凝
试验 采 用 海 岛 牌 ４ ． 通 硅 酸 盐 水 泥 ； 骨 ２ ５普 粗 料采 用 碎石 ， 径 ５～２ ｒ； 骨料 采 用 细 度模 数 粒 ５ｍｆ 细 ｌ ２． 的 中 砂 ； 卜 剂 为 硅 粉 防 腐 剂 、 效 减 水 剂 ８ 夕加 高
收稿 日期 ： ０ １０ — １ ２ １ —５ １ 作者简介 ： 唐 华 （９ ０ ） 男 ， １８ ・ ， 工程师 ， 主要从 事公路桥梁设计。
凝土进行对 比， 试验结果表 明， Ｍ型 防腐剂能成 ＷＲ 功地运用于抗侵蚀混凝土 中提高混凝土耐久性 ， 从
而为 实际施 工提供 理论 指导 。
环境中， 受外部介质的侵蚀作用明显 ， 其结构耐久性 问题尤为突出。因此 ， 研究如何提高混凝土的抗侵 蚀性 便成 为保证 混凝 土 结构 耐久性 的重要 途径 。本 文通过试验 ， 发展 防腐 阻锈新技术 ， ＷＲ 将 Ｍ型 防
腐剂 运用 于混凝 土 的抗 侵 蚀 技术 ， 与 一 般抗 侵 蚀 并
１ １ 影 响 因素 ．
沿 海地 区混凝 土结 构 物受 到海洋 环境 中诸多 物
理、 化学因素的作用 ， 导致钢筋过早锈蚀 ， 混凝土耐 久性 降低 。桥梁 工程 结构 钢筋 锈蚀 的主要 原 因大 致 有如下 几点 ： １ ）混凝土配合 比不当。施工单位为方便施工 ，
通常 以增 大水灰 比 的方 式减 小 施 工 难度 ， 导致 骨 料
沿海 地 区混 凝 土 耐久 性 研 究
唐 华 。陈建 英
（ ． 南省交 通规划勘察设计 院 ， １湖 湖南 长沙 ４ ０ ０ ； ２ 中南林业 科技大学 土木工程与力学学院， １０ ８ ． 湖南 长沙 ４ ０ ０ ） １０ ４
摘
要： 成功地将 ＷＲ Ｍ型防腐剂运 用于混凝 土的抗侵蚀技 术， 并通过试验将其与普通
由混 凝 土结 构 物 的耐 久 性影 响 因 素可 见 ， 工 在 程 实施 中如何提 高混 凝土 的抗 侵 蚀性 便成 为防止 钢
筋 锈蚀 、 保证 混凝 土结 构耐 久性 的重要 途 径。
蚀 混凝 土较一 般抗 侵蚀 混凝 土费 用经 济 、 施工 方便 ， 能有 效提 高沿 海地 区的混凝 土结 构物 的耐久性 。