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混凝土结构耐久性及高性能混凝土的应用

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来源:
2016/12/05 13:55
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       桥梁建设属于建筑工程施工中技术难度比较高的一个工程,由于要考虑河流对桥梁的冲击力和腐蚀性,所以要仔细选择施工材料。尤其是对于青岛地区的陈家贡湾,此地海水含盐量比较高,海水腐蚀性比较强,因此对于桥梁的结构有着更高的标准。普通的混凝土耐久性技术无法保证陈家贡湾特大桥提供长久的稳固性和坚固性。为了提高桥梁的耐久性,几几年,我国开始研究高性能混凝土施工技术,但由于这是一项新的技术,因此,技术手段和水平还不够完善,以下通过对陈家贡湾特大桥的高性能混凝土应用,分析混凝土结构耐久性及高性能混凝土应用的重要性和迫切性。 
  1提高海工混凝土耐久性的技术措施 
  1.1 桥梁混凝土所处的环境很恶劣,不仅要面对气候的变化,还要面对海水的冲击和腐蚀。海工耐久性混凝土中混入了优质的矿物掺合料,使混凝土的质地更加密实,渗透力更低,耐久性更强。 
  1.2 提高混凝土保护层厚度。这种方法技术难度比较低,使用于大多数的桥梁工程施工,对加固桥梁具有直接作用。混凝土的保护层如果比较薄,那么在面对海水的腐蚀和冲击时,容易产生破裂,导致保护层的功效降低,对混凝土的结构造成直接伤害。按理说,混凝土的厚度越大,其坚固性和耐久性越强,但是,增加的厚度要有一定的限制。混凝土的保护层过厚也会影响混凝土结构的功效,比如说,保护层太厚给桥梁结构增加了压力,致使混凝土出现破裂,不仅没有起到很好的保护作用,反而给桥梁增加了负担。 
  1.3 混凝土保护涂层。完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触粘结的特点,其于砼粘结力不小于1.5Mpa,并且与砼表面的强碱性相适应,延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化,逐渐丧失其功效,一般寿命在5~10年,只能作辅助措施。 
  1.4 阻锈剂。混凝土内部的钢筋是维持混凝土结构,保障混凝土坚固性的最主要因素。因此,对钢筋的保护就成为了施工中要注意的重点问题。混凝土中的一些材料含有少量的氯盐,这对于钢筋有很大的腐蚀作用,另外,再加上外部海水的渗透侵蚀,导致钢筋的腐化速度进一步加快。阻锈剂就是防止这一问题产生,对钢筋起保护作用的重要原料。合理的涂抹阻锈剂科技增加钢筋的耐久性,从而增加混凝土的使用年限。 
  2 加强陈家贡湾特大桥结构混凝土耐久性措施 
  2.1提高混凝土耐久性最直接,最有效的办法就是提升混凝土混合材质的质量。混凝土的原材料决定了混凝土的坚固程度和使用寿命,因此必须谨慎的对原材料进行选择,调配比例也要科学化、合理化,尤其是对于桥梁工程中的混凝土配置,应该采用活性矿物掺合料来增加混凝土的抗腐蚀性。 
  2.2影响混凝土耐久性的因素有很多,只有找准主要的影响因素才能“对症下药”,使用合适的解决措施,避免做无用功。以陈家贡湾特大桥施工为例,其地区因为海水具有很强的腐蚀性,所以对混凝土进行防腐措施是十分必要的。具体的做法可以适当的增加混凝土保护层的厚度,在钢筋表面涂抹阻锈剂,提高混凝土的紧密程度和防渗性,从而有效的避免海水的侵入,对钢筋造成腐蚀性破坏,减少钢筋混凝土的使用寿命。 
  另外,施工单位要注意的是,不同的地理环境,对施工的限制也有很大的不同,所以在进行提升混凝土耐久性的同时一定要充分考虑当地的实际地理环境,施工单位的技术水平,施工造价的承受范围等,从而设计出可行性的施工计划。 
  3 陈家贡湾特大桥高性能混凝土原材料耐久性 
  3.1试验方案和主要试验方法。从高性能海工混凝土的基本要求出发,在原材料的优选试验中,以混凝土的坍落度和扩展度评价混凝土的工作性,以抗压强度等评价混凝土的物理力学性能,以混凝土的电通量和氯离子扩散系数(自然扩散法)试验结果评价混凝土的抗氯离子渗透性能,并以耐久性能为首要要求。 
  3.2 混凝土配合比设计?试验主要研究C40和C50高性能海工混凝土的性能 
  3.3 高性能混凝土性能试验结果及分析?混凝土的物理力学性能试验结果,常规耐久性能试验结果 
  高性能海工混凝土的氯离子扩散系数和抗冻性能 
  高性能海工混凝土与普通混凝土相比较,具有优良的工作性能、相近的物理力学性能和优异的耐久性能,尤其是其耐海水腐蚀性能,混凝土氯离子扩散系数可小于3.0~1.0E-12m2/s 
  4.1 影响海工耐久性混凝土质量的因素。高性能海工耐久性混凝土一般通常具有较高的胶凝材料用量、低水胶比与掺入大量活性掺合料等配制特点,致使高性能混凝土的硬化特点与内部结构同传统的普通混凝土相比具有很大的差异,随之带来了它的早期体积稳定性差、容易开裂等问题。而混凝土的裂缝正是在使用阶段环境侵蚀性介质侵入的通道,进而削弱其耐久性。 
  4.2 提高海工耐久性混凝土质量措施。经实验结果,我们可以看出,温度的变化也会影响混凝土的耐久性。海湾地区由于受海风的影响,所以空气比较湿润,水分蒸发的速度比较快,海平面的温度比较低,再加上太阳光照比较强烈,因此,混凝土浇筑中的温差变化比较大,凝固速度也比较快,通过“热胀冷缩”的原理,混凝土很容易产生破裂现象。为此,在施工过程中,一定要保障混凝土顶面和四周的湿度与温度处在恒定的状态。由于预制场地的限制和施工进度要求,可以采用低温蒸养的方式。 
  5 结语 
  综上所述,随着城市化进程的不断加快,对桥梁的建筑施工越来越多,如何解决混凝土的耐久性成为了施工单位不得不思考的问题。不同的地理环境,对施工的限制也有很大的不同,有效的提高混凝土的耐久性一定要结合实际情况,提高混凝土的密实度,适当的增加混凝土保护层的厚度,对钢筋进行必要的阻锈剂涂抹,对混凝土的原材料进行仔细的选择和配置,只有这样,才能保障桥梁工程的工程质量,增加混凝土的使用寿命,促进建筑行业的不断发展。

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