案例分析之二混凝土耐久性

第5章混凝土

Chapter5:Concrete

案例分析二

橋梁耐久性橋梁維修成本高昂混凝土中裂縫起因與分類裂縫特性和產生原因在世界范圍內，對鋼筋混凝土耐久性的重視始于上世紀70年代末。國內從上世紀90年代開始重視對結構耐久性的研究，這些研究大多是從材料和統(tǒng)計分析角度進行的，對如何從結構和設計的角度，即如何以設計和施工人員易于接受和操作的方式來改善橋梁耐久性卻很少有人研究.

目前的鋼筋混凝土橋梁既沒有明確提出使用年限的要求，也沒有進行專門的耐久性設計。結構的耐久性設計與常規(guī)的結構設計有著很大的區(qū)別，目前應努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析延伸。

長期以來，許多設計人員往往只滿足于設計規(guī)范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構使用、結構耐久性以及從設計、施工到使用和維護全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式1、鹽結晶脹裂模式在海濱或跨越河流（特別是排污河）以及鹽漬土地區(qū)的橋梁墩臺經常發(fā)生此類破壞。由于毛細作用，混凝土孔隙中充滿了液體，當水位及環(huán)境溫度變化時，液相中的鹽份析出，在一定溫度和濕度下轉化為體積膨脹的結晶水化物，使混凝土結構脹裂，進而導致鋼筋銹蝕，體積膨脹，加重了混凝土的開裂，造成惡性循環(huán)。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式2、水凍融破壞模式這種破壞模式主要發(fā)生在我國的三北地區(qū)。水在負溫下發(fā)生相變，轉化成冰，體積膨脹9%左右。當混凝土處于飽水狀態(tài)，因溫度的降低，毛細孔中的水結成冰，對周圍造成擠壓，反復的結冰、融化，長此以往使混凝土結構疏松，失去強度。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式3、鹽凍破壞模式為保證冬季雪后道路交通暢通，在立交橋梁上為融化冰雪大量采用除冰鹽是通常的做法。調查發(fā)現，使用10～20年左右的橋梁，除冰鹽對鋼筋混凝土橋梁結構的鋼筋產生嚴重的腐蝕；使用不到10年的橋梁，在氯離子影響范圍，鋼筋也處于銹蝕狀態(tài)。由于我國北方冬季氣候非常干燥，使用除冰鹽后，鹽水很容易進入結構混凝土，在干濕條件下，高濃度化冰鹽能產生足夠高的鹽結晶壓和滲透壓，造成混凝土膨脹破壞．由此引起的鹽凍剝蝕危害比水凍剝蝕更為嚴重。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式4、鋼筋銹蝕破壞模式當存在混凝土保護層偏薄、有裂縫、抗摻性能差、氯鹽侵入等原因，鋼筋與滲入的水份、無機鹽、氧氣等反應引起鋼筋銹蝕，銹后體積膨脹，使混凝土開裂并與鋼筋剝離。甚至引起混凝土大面積疏松、脫離?；炷疗茐挠诌M一步加劇鋼筋的銹蝕，形成惡性循環(huán)。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式5、結構受力破壞模式鋼筋混凝土橋梁結構中，不可避免地由于溫度應力、收縮徐變、荷載作用、地基不均勻沉降等原因造成結構混凝土開裂，開裂部位受到滲漏水等的侵蝕，引起裂縫迅速開展。并向結構內部延伸，直接侵蝕鋼筋。鋼筋的銹蝕又加劇了混凝土裂縫開展，導致混凝土大面積松散以致脫落。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式6、堿—骨料反應破壞模式堿—骨科反應是指骨料中活性組分與混凝土中的堿發(fā)生反應并導致混凝土膨脹開裂。堿骨料反應主要分為兩類：堿—硅酸反應和堿—碳酸鹽反應。發(fā)生堿骨料反應要有三個條件：(1)有活性骨料；(2)水泥或混凝土中合堿量過高；(3)要有反應所需的水分。鋼筋混凝土橋梁破壞的主要模式7、綜合破壞模式當存在多個因素造成混凝土破壞，而且主次不明顯，或者這些因素間存在明顯的協同效應，造成的混凝土耐久性急劇下降，稱為綜合破壞模式。一般說來，單一因素造成的破壞較少，以多種因素造成的綜合破壞為多。提高城市橋梁結構耐久性的主要措施（3）鋼筋保護（4）裂縫控制（1）原材料的要求