水下鋼筋混凝土隧道結(jié)構(gòu)的腐蝕

1、水下鋼筋混凝土隧道結(jié)構(gòu)的腐蝕 三木舟橋，PE梅國(guó)際有限公司831 marrones法院西切斯特，PA 19382摘要：全世界已經(jīng)有許多水下隧道結(jié)構(gòu)遭受水的泄露。隧道結(jié)構(gòu)經(jīng)歷水泄漏不僅是舊的，但也有新的一些情況。位于水下的隧道結(jié)構(gòu)由防水保護(hù)膜作為第一道防線進(jìn)行保護(hù)，防止水的泄露和鋼筋的腐蝕。然而，一旦出現(xiàn)漏水，腐蝕機(jī)理與其他暴露在海洋和除冰鹽環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)完全不同。在混凝土中，當(dāng)鋼筋腐蝕時(shí)，集聚的腐蝕產(chǎn)物會(huì)發(fā)展為有膨脹力和裂縫的混凝土。隨著裂縫的發(fā)展，混凝土開始剝落掉在路上。基于混凝土路面，混凝土的剝落造成車道上的坑洞。因此，明確了解由于鹽水的滲漏引起的鋼筋腐蝕條件是非常

2、重要的。本文討論了一旦出現(xiàn)水漏，水下鋼筋混凝土的腐蝕機(jī)理。關(guān)鍵詞：鋼筋銹蝕，鋼筋混凝土隧道，防水膜，腐蝕，陰極保護(hù)，腐蝕電位，氯離子剖面， 引言位于鹽水下的鋼筋混凝土隧道結(jié)構(gòu)一般保護(hù)鋼筋不受腐蝕用防水膜作為第一個(gè)防御。然而，一旦防水膜由于各種原因?qū)е缕茐?，例如：安裝不良、老化、結(jié)構(gòu)的沉降、土壓力、等，海水或苦咸水進(jìn)入到防水膜下的混凝土中，導(dǎo)致水的泄漏。氯化物污染的水導(dǎo)致的鋼筋腐蝕機(jī)理與暴露在海洋或除冰鹽環(huán)境中的結(jié)構(gòu)完全不同，因?yàn)樾孤┑乃緩搅芽p進(jìn)入混凝土，當(dāng)裂縫在混凝土中延伸到屋頂和墻的混凝土內(nèi)表面，水的泄漏就被查到。鹽污染的水達(dá)到混凝土內(nèi)部表面流沿混凝土表面或滴到路面，然后氯化物擴(kuò)散到混凝土

3、。結(jié)果是，蔓延腐蝕的發(fā)生，導(dǎo)致混凝土剝落到路面。（圖1）。當(dāng)裂縫在混凝土板或存在內(nèi)心深處并沒有達(dá)到墻對(duì)頂?shù)谆騼?nèi)墻表面，海水就呆在里面的裂縫，在這種情況下，看上去水泄漏不會(huì)發(fā)生。因此，確定鋼筋的深腐蝕的位置是不可行的。 圖一：25年的隧道頂拱混凝土的剝落隧道條件和背景隧道結(jié)構(gòu)是一個(gè)由使用自底向上的蓋挖施工的鋼筋混凝土組成的一個(gè)雙單元矩形。屋頂板2米厚，外墻和中墻分別是1.5米和1.2米厚。所有的結(jié)構(gòu)部件包括由長(zhǎng)鋼筋綁扎的雙鋼筋墊。圖2顯示了一個(gè)典型的隧道段。這個(gè)隧道是有一個(gè)120年的設(shè)計(jì)壽命和主隧道線形開發(fā)設(shè)計(jì)速度80公里/小時(shí)。隧道的所有外表面都覆蓋著厚厚的防水膜。混凝土被指定為C35基于BS

4、 EN 206-1:20002，壓縮試驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)范。 圖2：典型隧道部分?jǐn)嗝嬖噲D隧道結(jié)構(gòu)施工完成后，圍堰被拆除。頓時(shí)，位于隧道邊坡上部部分的天花板發(fā)生小的泄露，然后然后水的泄露向下滲透到隧道。圖3顯示了從屋頂拱和外墻的滲漏情況圖片。滲漏的逐漸蔓延不僅在天花板，以及從外墻和內(nèi)墻。此外，水的泄漏可以在防水膜走道及地板暴漏筋走道發(fā)現(xiàn)，而這發(fā)生在屋面滲漏之前。由于泄漏的水包含2.2的高濃度氯化物，導(dǎo)致高風(fēng)險(xiǎn)的鋼筋腐蝕。圖3：頂和墻的水泄漏情況在腐蝕狀況調(diào)查之前，聚氨酯樹脂被注入到500毫米的深度暴露的混凝土表面以阻止在一些地方的泄漏（圖4）。這是標(biāo)準(zhǔn)的修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)滲漏的控制程序。確定鋼筋

5、銹蝕條件和注射的效果，以行了詳細(xì)進(jìn)實(shí)地調(diào)查。圖4：聚氨酯樹脂:的注入以阻止水的泄漏 腐蝕情況調(diào)查聚氨脂注射后以確定鋼筋腐蝕情況，一個(gè)詳細(xì)的調(diào)查在最初泄漏進(jìn)行3個(gè)月之后。1。在選定區(qū)域的半電池電位（腐蝕）調(diào)查，以確定在混凝土中腐蝕程度。2?；炷寥⌒緶y(cè)定氯化物污染的條件。3。在該地區(qū)混凝土覆蓋測(cè)量收集的潛力。4?；炷辽仙恳暀z查。5。進(jìn)行陰極保護(hù)電流的要求試驗(yàn)以阻止腐蝕。腐蝕電位測(cè)量腐蝕電位測(cè)量是檢測(cè)混凝土中鋼筋的腐蝕行為影響的一種手段。使用高阻抗的電壓表和一個(gè)便攜式硫酸銅參比電極同時(shí)測(cè)定混凝土中鋼筋的腐蝕電位，如圖5所示。潛在的讀數(shù)在ASTM c8763的墻壁和屋頂和500毫米以下

6、的代表在區(qū)域網(wǎng)格圖案的底板用300毫米的間隔應(yīng)采?。阂唬┰诹鸭y修復(fù)區(qū)干混凝土屋頂上拱和墻上B）在屋頂和墻壁上的修復(fù)施工縫c）在裂紋修復(fù)區(qū)潮濕混凝土屋頂上拱d）水/鹽染色區(qū)的墻壁上E）以前底板上的水淹區(qū)域圖5：墻壁（左）和屋頂檐口（右）腐蝕電位的測(cè)量混凝土保護(hù)層的測(cè)量工程規(guī)范要求屋頂，墻和底板用50mm的混凝土保護(hù)層保護(hù)腹筋。當(dāng)用于不同深度的氯離子濃度結(jié)合測(cè)試時(shí)，關(guān)于鋼筋深度的準(zhǔn)確信息是非常重要的。因此，隨機(jī)測(cè)區(qū)是這樣一個(gè)測(cè)區(qū)，他使用混凝土覆蓋表的潛在測(cè)區(qū)。打破視覺的混凝土測(cè)量用于外觀檢測(cè)鋼筋在墻壁和底板的位置暴漏。記錄的狀態(tài)照片?；炷谅入x子濃度的分析取樣確定混凝土構(gòu)件氯離子分布，用混凝土芯塊

7、進(jìn)行氯離子濃度分析。取塊核心直徑50毫米，長(zhǎng)約60毫米。采樣地點(diǎn)在曾經(jīng)暴露于順著水鹽在表面裂紋修復(fù)前區(qū)選擇。位置是： ·屋頂板（3處）·墻（2處）·底板發(fā)展關(guān)于混凝土深度的氯離子剖面，每個(gè)核心被切成520毫米，2035毫米，50毫米和35切成小片，然后進(jìn)行地面混凝土粉基于bs188氯離子濃度分析，124.4部分 結(jié)果半電池電位測(cè)量腐蝕電位測(cè)量是確定鋼筋銹蝕的活動(dòng)的一種手段。收集在混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)是由ASTM c876解釋如下：如果在一個(gè)區(qū)域·電位數(shù)值小于-0.20 V（200 MV）對(duì)硫酸銅電極（CSE），有大于90%的概率，沒有鋼筋

8、腐蝕是在測(cè)量時(shí)間的那個(gè)地區(qū)發(fā)生。如果在一個(gè)區(qū)域·電位在-0.20 V范圍（200 MV）為-0.35 V（350 MV）CSE，鋼筋的腐蝕活動(dòng)在那個(gè)地區(qū)是不確定的。如果在一個(gè)區(qū)域·電位數(shù)值大于-0.35 V（350 MV）CSE，有大于90%的概率，鋼筋腐蝕是在測(cè)量時(shí)間的那個(gè)地區(qū)發(fā)生。應(yīng)注意，本標(biāo)準(zhǔn)適用于大氣暴露，潮濕和干燥的混凝土。當(dāng)鋼筋暴露在飽和混凝土，由于氧氣的介入，更多的不良和潛在的腐蝕活動(dòng)范圍的潛在轉(zhuǎn)移不一樣的。a） 在裂紋修復(fù)區(qū)在屋頂樓板底干混凝土（3處）：表1顯示了在干頂拱鋼筋的腐蝕行為。表一在裂縫注射后干燥地區(qū)的腐蝕活動(dòng)百分比讀數(shù)腐蝕活動(dòng) 百分讀數(shù)活躍區(qū)18.0不確定區(qū)24.1不活躍區(qū)57.9腐蝕電位采集數(shù)據(jù)繪制的等值線圖（圖6）。大約每30活性腐蝕分進(jìn)行檢測(cè)，以外的地區(qū)沒有顯示任何漏水/裂縫。這些位置也在圖6中所示的黑盒展示。 在看不見裂縫的腐蝕活動(dòng) 圖6：在干燥屋檐區(qū)位置的電位b) 墻上裂縫修復(fù)區(qū)的干燥混凝土（位置1）：在干燥的墻上鋼筋的腐蝕狀況如表二所示。腐蝕程度百分讀數(shù) 活躍 58.8 不確定 20.4 不活躍 20.8采集的腐蝕電位數(shù)據(jù)繪制的等在無肉眼可見的裂紋區(qū)的腐蝕狀況圖7：干修墻及位置上的電位檢測(cè)到的大約百分之十五的腐蝕活動(dòng)是在這些表面沒有水的痕跡，鹽漬或無