【正文】 %～ %之間變化，屬強混合型海區(qū)，海洋環(huán)境特征明顯。 在海洋環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕荷載主要由氣候和環(huán)境介質(zhì)侵蝕引起。主要表現(xiàn)形式有鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)、鹽類侵蝕、溶蝕、堿 — 集料反應(yīng)和沖擊磨損等 。東海大橋位于典型的亞熱帶地區(qū)，嚴重的凍融破壞和浮冰的沖擊磨損可不予考慮。鎂鹽、硫酸鹽等鹽類侵蝕和堿骨料反應(yīng)破壞則可以通過控制混凝土組分來避免。這樣鋼筋銹蝕破壞就成為最主要的腐蝕荷載。 混凝土中鋼筋銹蝕可由兩種因素誘發(fā)：一是海水中 Cl侵蝕，二是大氣中的CO2 使混凝土中性化。國內(nèi)外大量工程調(diào)查和科學(xué)研究結(jié)果表明，海洋環(huán)境下導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕破壞的主要因素是 Cl進入混凝土中，并在鋼筋表面集聚，促使鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。在東海大橋周邊沿海碼頭調(diào)查中亦證實，海洋環(huán)境中混凝土的碳化速度遠遠低于 Cl滲透速度 ，中等質(zhì)量的混凝土自然碳化速度平均為3mm/10 年。因此，影響東海大橋結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的首要因素是混凝土中的 Cl滲透速度。 東海大橋結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計 構(gòu)件暴露部位的劃分 根據(jù)我國交通部《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》（ JTJ2752021）有關(guān)條文規(guī)定，海水環(huán)境結(jié)構(gòu)部位劃分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)、水位變動區(qū)及水下區(qū)。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 16 根據(jù)國內(nèi)外海工混凝土的實踐經(jīng)驗，混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋腐蝕最嚴重的是浪濺區(qū)，其它依次是水位變動區(qū)、大氣區(qū)、水下區(qū)。長期處于水下的混凝土結(jié)構(gòu)由于缺乏供氧條件，鋼筋腐蝕極為緩慢。因此，在東海大 橋設(shè)計時應(yīng)根據(jù)各構(gòu)件所處的環(huán)境條件，有針對性地采取不同的防腐蝕要求和措施 大橋結(jié)構(gòu)構(gòu)件的耐久性設(shè)計 大橋主結(jié)構(gòu)（混凝土鉆孔樁、承臺、墩柱和箱梁等），根據(jù)所處的環(huán)境，取不同的保護層厚度，采用高性能混凝土為基本措施；對于混凝土保護層相對較小且位于浪濺或潮差區(qū)等部位，采用混凝土外保護涂層等附加措施。 結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計對構(gòu)件混凝土的強度等級要求，并考慮施工工藝和環(huán)境條件，對各部位混凝土采取的具體耐久性方案如表 1。 表 1 東海大橋海上段混凝土結(jié)構(gòu)耐久性方案 結(jié)構(gòu)部位 海洋環(huán)境分類 保護層厚度 /mm 混凝土強度等級 混凝土品種 輔助措施 鉆孔灌注樁 水下 區(qū) 、樁頭水位變動區(qū) 70 C30 大摻量摻合料 砼 上部為不拆除的鋼管套 承臺 水位變動區(qū)、浪濺 90 C40 高性能 砼 水位變動區(qū)、浪混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 17 區(qū) 濺區(qū)部位涂防腐蝕涂層 墩柱 水位變動區(qū)、浪濺區(qū) 70 C40 高性能 砼 水位變動區(qū)、浪濺區(qū)部位涂防腐蝕涂層 箱梁 大氣區(qū) 40 C50 高性能 砼 —— 橋面板 大氣區(qū) 40 C60 高性能 砼 —— 塔柱 下部為水位變動區(qū)、浪濺區(qū)、上部為大氣區(qū) 70 C50 高性能 砼 水位變動區(qū)、浪濺區(qū)部位涂 防腐蝕涂層 相應(yīng)的施工工藝 為確保結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的實現(xiàn)，具有優(yōu)良可靠的施工程序和工藝是必須的。東海大橋的混凝土工程在施工中依據(jù)澆筑部位的特點制定了合理的工序，采用了不少先進的技術(shù)和工藝，其中具有代表性的是： 鉆孔灌注樁混凝土工程 （ 1）澆筑 采用兩艘 120 型拌和船拌機拌制自密實混凝土，拌和時間不少于 130s。而后由拌和船上的布料桿直接輸送至孔上的導(dǎo)管中。輸送水平距離和垂直距離約 38 米，澆注時長 6～ 10 小時。 （ 2）養(yǎng)護 因鉆孔灌注樁外圍為鋼護筒，厚度 16mm，故不采取養(yǎng)護措施。 超長 超大混凝 土箱梁混凝土工程 （ 1）澆筑 海上現(xiàn)澆箱梁混凝土澆筑由一艘拌和船拌制砼，拌和時間不少于 130s，首先由拌和船布料桿將砼輸送至箱梁頂面，再由 1 臺輸送泵將砼輸送至指定地點 (垂直距離20～ 30 米，水平距離 10～ 160 米 )，采用插入式振搗器搗實，薄層 (每層厚度小于30cm)連續(xù)澆注，澆注時長 5～ 8 小時。 陸上預(yù)制箱梁混凝土澆筑由不少于 6 臺攪拌運輸車代替攪拌船，其它與海上澆筑類似 （ 2）養(yǎng)護 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 18 西引橋采用木模，具有較好的保溫效果，澆注完成后覆蓋一層塑料布進行保濕養(yǎng)生，待砼終凝后，撤去塑料布，覆蓋兩層 濕土工布，專人定期灑水養(yǎng)生，模板拆除后，在其表面噴養(yǎng)護劑。并在箱梁埋設(shè)傳感器監(jiān)測溫度，控制內(nèi)外溫差小于 15度。東引橋采用鋼模，在其外噴聚胺脂保溫材料進行保溫，東引橋由工期較緊，采用蒸汽養(yǎng)生，采用 4t 蒸汽鍋爐，設(shè)一根Φ 133mm 總管達到施工處，設(shè)三根Φ 75mm分管，箱內(nèi)一根，間隔 50cm 設(shè)一 3mm 噴汽孔，箱頂二根，間隔 1 米設(shè)一根長 15米的 4 分管，該管間隔 50cm 設(shè)一 3mm 噴汽孔?？刂粕郎厮俣让啃r不大于 10 度，降溫每小時不大于 3 度，靜養(yǎng) 6～ 10 小時，蒸養(yǎng) 62～ 72 小時，降溫 12～ 15 小時，強度達到后繼續(xù)養(yǎng)生不 少于 15 天。 墩柱及超高橋塔混凝土工程 （ 1）混凝土澆筑 采用兩臺強制式攪拌機 (90 型、 60 型拌和機 )拌制混凝土，每小時理論生產(chǎn)砼方量100 方。拌和時間不少于 130s。采用砼輸送車輸送，達到平臺后采用一臺 60 型輸送泵輸入墩身頂面 設(shè)串筒下料，自由高度小于 2 米，薄層連續(xù)澆注，插入式振搗器搗實。澆注時間 3～8 小時。 （ 2）混凝土養(yǎng)護 在模板外噴聚胺脂保溫材料保溫，澆注完成后在砼表面覆蓋濕麻袋與土工布，專人養(yǎng)護，定期用淡水噴灑，埋設(shè)溫度傳感器監(jiān)測溫度，降溫達到規(guī)定要求后拆除模板，模板拆除后立即噴養(yǎng)護 劑，養(yǎng)護噴完后圍掛二層土工布外包一層塑料布，進行保溫保濕，養(yǎng)護期不少于 15 天。 承臺及大體積主橋承臺混凝土工程 （ 1）混凝土澆筑 引橋采用兩臺強制式攪拌機 (90 型、 60 型拌和機 )拌制混凝土，每小時理論生產(chǎn)砼方量 100 方。主橋除采用上述攪拌機外，另用砼拌和船輔助生產(chǎn)，拌和時間不少于 130s。采用砼輸送車輸送，達到平臺后采用兩臺 60 型輸送泵輸入承臺中，薄層(每層厚度不超過 30cm)連續(xù)澆注，插入式振搗器搗實。引橋澆注時間 6～ 10 小時，主橋澆注時間 12～ 24 小時。 （ 2）混凝土養(yǎng)護 承臺澆注收漿完成 后，在砼的表面覆蓋若干層麻袋及土工布保溫保濕，在承臺外側(cè)噴聚胺脂保溫材料進行保溫。在砼內(nèi)部設(shè)冷卻水管降溫，中間埋溫度傳感器，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 19 采用電腦監(jiān)測溫度，控制內(nèi)外溫差小于 25 度，砼表面覆蓋麻袋與土工布，再蓋一層塑料布與三色布保溫保濕，表面保持 1～ 2cm 的水，防止承臺失水，冬季施工時合理安排工期，在 0 度與入模溫度低于 5 度時停止施工，選擇在氣溫較高的天氣時施工，保溫保濕措施同上。養(yǎng)生水采用淡水，養(yǎng)護期不少于 15 天 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 20 5 結(jié)論與展望 混凝土在使用期間 ,會 受 環(huán)境中的侵蝕性介質(zhì)的侵入 ,產(chǎn)生物理和化學(xué)反應(yīng) ,導(dǎo)致混凝土性能劣化。 混凝土的耐久性實質(zhì)上是抵抗這種劣化作用的能力。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類文明的進步 ,人類生產(chǎn)活動涉及的范圍越來越廣 ,各種在嚴酷環(huán)境下使用的混凝土工程 ,如跨海大橋、海洋工程、核反應(yīng)堆、電站大壩等不斷增多 ,這些工程關(guān)系國計民生 ,必須實現(xiàn)百年大計甚至千年大計 ,這就更加要求混凝土具有高性能 ,優(yōu)異的耐久性即足夠長的使用壽命。因此混凝土耐久性已成為國際工程界普遍關(guān)注的重大課題。 外部條件是客觀存在的 ,提高混凝土耐久性的關(guān)鍵是減少混凝土中對腐蝕性介質(zhì)易感的組分 ,同時提高混凝土本身的密實性 ,盡可能減少原生裂縫 ,使混凝土硬化后體 積穩(wěn)定而不產(chǎn)生收縮裂縫。 當(dāng)混凝土水膠比低、參用高效減水劑摻量大及摻加多種礦物活性摻合料能提高混凝土的耐久性。以高耐久性為核心內(nèi)容的。 但是混凝土在使用過程中也需要 針對具體情況，并考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況 — 如原材料中的氯離子和堿含量以及施工工序的可行性等，混凝土配合比 經(jīng)濟 上合理性。 應(yīng) 采取以高性能混凝土技術(shù)為核心的綜合耐久性施工理念，通過符合工程實際情況和技術(shù)水平的施工措施和質(zhì)量控制措施，確保混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的 要求 。 耐久性研究的趨勢 就是開展混凝土結(jié)構(gòu) 、 組成材料、構(gòu)件體系三個層次的耐久性研究、分析影響耐久性的因素。弄清其組成材料在不同應(yīng)力水平及不同使用環(huán)境下的損傷、破壞機理及耐久性失效的原因，建立結(jié)構(gòu)構(gòu)件及材料在多種荷載組合作用下的耐久性失效隨機模型。最終 制定出以概率理論為基礎(chǔ)在可靠度意義上的耐久性設(shè)計及評估方法?？偟膩碚f，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性研究將逐步由定向分析向定量分析發(fā)展。以及建立以可靠度為基礎(chǔ)的分析方法，在不久的將來，結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮的不再是強度而是性能（耐久性）。即由強度設(shè)計向性能設(shè)計轉(zhuǎn)化，而混凝土的耐久 性設(shè)計也將和抗震設(shè)計一樣成為設(shè)計者必須考慮的問題。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 21 參考文獻 [1] 趙筠 .在海洋與化冰鹽環(huán)境中混凝土構(gòu)筑物的鋼筋防銹技術(shù)對策 [J].橋梁建設(shè) ,2021. 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