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摘要:在现代社会发展的过程中,钢筋混凝土发挥着重要的作用,与此同时,其中的问题不断凸显,主要是混凝土结构腐蚀损坏问题。在此情况下,采取有效的措施和手段对混凝土结构防腐和耐久性进行充分的研究是当下的非常重要的一项内容。在本文中,对港航码头混凝土结构的防腐情况进行了相应的阐述,同时,与相应的案例进行有效的结合,对相关的技术进行了一定的研究,并且提出了相关的避免混凝土结构在海洋环境中腐蚀的方法和措施。
关键词:港航码头;混凝土结构;防腐;耐久性
从钢筋混凝土的角度来说,相关的建筑材料的用量是比较大的,同时,在一定程度上是现代用量最大的人造材料。钢筋在部分混凝土的具体结构中占据着非常重要的位置,是其最重要的受力材料。在很多的情况之下,钢筋一般是在混凝土高碱性的环境中,不容易被腐蚀。但是,相关的环境腐蚀介质在不断侵入到混凝土之中,使其发生了钢的电化学腐蚀,导致混凝土出现了开裂的问题,对其承载能力构成了严重的影响和威胁,对相关的结构造成严重的损坏。
一、钢筋混凝土腐蚀破坏原理
对于水泥来说,其有着非常重要的水化作用,当钢筋混凝土处于高碱性的环境中的时候,会使得钢筋的表面发生相应的化学作用,形成一层致密的钝化膜,由此为钢筋提供重要的保护作用。在此情况下,一般都是混凝土对钢筋具有一定的保护作用。但是,在很多的时候,相关的外部腐蚀性物质通过混凝土的孔隙能够到达钢筋的表面,从而使钢筋周围的环境发生相应的变化,这也是有着相应的影响和作用的,使得钢表面钝化膜受到一定的损坏和腐蚀。不过,通常情况下,钢筋混凝土结构的腐蚀是有着一定的原因的,主要就是混凝土的碳化和氯离子的侵蚀,尤其是氯化物的侵蚀。在腐蚀作用之下,会产生相应的锈蚀,相比于铁自身的体积,锈蚀的体积更大,同时,产生了相应的膨胀应力,已经达到了60MPa【1】,它是有着非常重大的作用和影响的,对混凝土增强层产生非常大的影响,使其出现裂缝和剥落的现象和问题,进一步导致了钢筋混泥土结构的承载能力的丧失。
对于海洋工程结构来说,其防腐这个问题有着比较大的复杂性,同一地点的结构,在不同的部位,其大气区、浪溅区和水下区等不同的区域中的腐蚀的情况都是存在着一定的差异的。就算是在同一个部位,当季节不同的时候,气温会发生很大的变化,在此条件下,腐蚀的情况也会发生相应的变化,存在一定的不同之处。同时,在不同的地区中,多种因素有着非常重大的影响,主要包括海水的PH值、温度和含盐量等等,在此情况下,腐蚀的情况也会有所差异。所以,当对钢结构采取相应的防腐措施和手段的时候,需要将其实际的问题作为重要的依据和参照,在此基础上采取与之相适应的措施和手段,在相应的设计中,需要对结构的耐久性做到足够的重视,与当地的条件进行有效的结合和联系,从而制定出科学合理的防腐设计方案。
二、高性能混凝土的应用案例
(一)首先对其应用位置进行相应的说明。某个海港客运码头工程,在此工程中,对高桩梁板式的工程结构型式进行了充分的应用,客运码头的建设规模是1000吨。其平台的长度是92米,宽是12米,接长平台的长度是39.42米,宽是12米【2】。通常情况下,受到最严重腐蚀的区域是码头浪溅区,与此同时,在相关的规范中,将此区域当做是最严重的腐蚀区,并且对其进行相应的处理,立柱和现浇构件都是在浪溅的区域中的。横梁和立柱的盈利情况是比较简单的,对于横梁来说,它是将受弯作为主要的应力,同时,立柱的主要的应力是轴心受压。所以,已经选择的P1和P2,在横梁和立柱中对高性能混凝土进行了充分的应用,对其进行相应的比较和对照,其它的排架还是对原混凝土配合比进行相应的应用,要为码头的整体外观和顺利验收提供重要的保障,对于码头上的所有的水上部分来说,都需要进行相应的防腐涂层的涂抹【3】。
然后对混凝土的配合比进行相应的分析和说明。将码头结构图作为重要的依据和参照,混凝土强度在横梁和立柱处是C40。对强度等级是C40的高性能混凝土进行了相应的设计,将其作为重要的对照。初始混凝土和高性能混凝土这两种混凝土原料所使用的材料是相同的。其主要的资料是:所使用的水泥是广东某个水泥厂生产的42.5级普通的硅酸盐水泥;所使用的煤灰分属于1级,矿粉产是S95级矿粉;粒径为5-25毫米的石子;所使用的砂石的原产地是惠州,是淡化粗中砂。将这两种混凝土配合作为重要的依据和参照,对混凝土的抗压强度进行相应的检验,当氯离子迁移系数保证达到相应的要求之后,才可以对其进行相应的应用,使其在码头实体结构中得到充分的应用。在浇筑码头的过程中,这两种不同的混凝土的浇筑边的长度是150毫米的混凝土立方体试件两个,在两种混凝土中的氯离子扩散系数的确定过程中对其进行充分的应用【4】。
对相应的应用效果进行充分的研究和分析。当对码头进行相应的浇筑的时候,将同时浇筑的试件放在码头现场,当达到了180d的时候,将相关的试验标准作为重要的依据和参照,以此对这两种混凝土氯离子扩散系数进行相应的检测,主要的检测环节和步骤包括利用取芯机完成取芯操作,然后对切割机进行充分的应用,以此实现切得目的,接着超声波清洗进入橡胶筒中通电,最后分离和硝酸银滴定测试氯离子侵蚀。将相应的规范和要求作为重要的依据,对这两种混凝土氯离子迁移系数进行相应的取值,取其平均值,从而得到原有的混凝土氯离子迁移系数,同时,高性能混凝土氯离子迁移系数的180d氯离子迁移系数也计算出来。从中能够发现,相较于原有的混凝土,高性能混凝土对于氯离子的侵入的抵抗力是比较高的[5]。
钢筋混凝土结构的防腐保护措施和手段
在相应的钢筋混凝土结构中,在对结构设计的耐久性进行相应的研究和分析的过程中,需要对多方面的因素进行相应的分析和考虑,主要包括原有的材料的可用性、施工的过程中的经济性和可行性等,当腐蚀介质侵入模式出现了一定的不同的时候,需要对其进行全面的分析,对其做到足够的重视。在此情况下,需要对钢筋的都腐蚀采取有效的措施和手段,并且其措施是多种多样的,不过,也可以对其进行相应的分类,主要包括两大类,其中的一类是基本的措施和手段,另一种是补充措施和手段。分别从这两者的角度进行相应的说明和阐述,首先从基本的措施和手段的角度进行相应的说明和解释,其基本的思想是在开展相应的设计和施工的过程中,对混凝土本身的质量进行相应的改变,使其实现最大化的目标,与此同时,在对其进行相应的应用的过程中,为其低渗透性提供重要的保障,而且对环境中的腐蚀介质进行相应的控制,使其无法渗入混凝土,从而避免出现钢筋腐蚀的现象和问题。随着相应的社会经济和科学技术的不断发展,对高性能混凝土进行了充分的研发,对其进行了有效的应用,在此过程中,对钢筋混凝土本身的保护功能进行了有效的提高,同时,这种措施和手段在很大程度上减少了经济的投入,并且得到了非常大的成效。
从高性能混凝土的角度进行相应的阐述,将混凝土的实际情况作为重要的依据和参照,能够同粉煤灰进行相应的混合,这样的操作有着非常明显的优势和功能,主要包括三个方面的内容。其一,活性效果;其二,形状效应;其三,微团聚效应。可以将这三种效应进行相应的统称,将其称作粉煤灰效应。这三者发挥着非常重要的功能和作用,对于混凝土来说是非常有益的,可以使其致密性得到相应的增加,其孔隙结构有了比较有效的完善和改进,对其孔隙率进行了有效的降低,对混凝土的抗渗透性进行了相应的提高和完善,当有了这些进步和发展的时候,对环境中腐蚀介质的侵入进行了有效的限制。与此同时,在一定程度上对混凝土的增强效果进行了相应的提高,并且碱性骨料的反应进行了有效的抑制。针对实际的情况来看,一般会将一定量的粉煤灰和高效的减水剂等在混凝土中进行相应的混合,当采取这样的措施的时候,会产生持续火山效应,能够在一定程度上提高凝胶中的高效能混凝土的致密性,从而使其在盐水溶液中的耐久性得到相应的提高。对其进行全面的研究和分析,从中发现,相对于没有掺加粉煤灰的低水胶比的混凝土,混和粉煤灰的低水胶比的高性能混凝土使得氯化物的渗透性一定要低于一到两个数量级。当对高性能混凝土进行相应的应用的时候,需要对混凝土的保护层的厚度进行相应的增加,并且在对混凝土进行应用的过程中,对钢筋混凝土的使用时间进行一定的延长的时候,对混凝土的保护厚度进行相应的提高也是至关重要的一种措施和手段,其经济性和便捷性等都是最突出的。不过,从保护层的厚度的角度进行相应的说明,其厚度过大的时候有着非常不利的影响和作用,混凝土材料的自身所具备的收缩性和脆性会对混凝土的保护层产生非常消极的影响,使其出现非常严重的裂缝现象和问题,对其保护作用和效果有着很大的弱化作用,在此情况下,需要采取有效的措施和手段,对高性能混凝土进行充分的应用,以此来提高混凝土的耐久性。
对钢筋阻锈剂进行相应的阐述。阻锈剂有着非常重要的作用和功能,当对其进行应用的时候,能够对接触混凝土钢筋的环境进行有效的改变和完善,在此基础上,对腐蚀进行有效的抑制,与此同时,能够在一定程度上对临界浓度的氯离子腐蚀值进行相应的增加,对氧化膜产生一定的作用,使其处于钢筋的表面,并且其状态是比较稳定的,能够有效的延长混凝土结构的使用时间。通过对相应的方法进行研究和分析,能够对修饰产物进行相应的分类,使其分成两种,分别是迁移型和掺入型,当下,在国内和国外的主流产品的腐蚀抑制方面都对掺入型进行了充分的应用,另一种的研发和应用的时间是比较短的,并且其发展的前景是非常可观的。当前,迁移型钢筋防锈剂还处在研究的阶段中,并且是初步阶段。在比较恶劣的环境中,要对钢筋腐蚀进行有效的控制和防止,需要添加阻锈剂,这是一种补充措施,将相关的研究和应用的成果作为重要的依据和参照,可以从中发现,当钢筋表面的阻锈剂保持在一定的剂量的时候,才可以对相应的氯离子进行有效的抑制。所以,当阻锈剂在越来越多的消耗的过程中,防护的效果是在不断地降低的,无法为混凝土结构的使用时间提供重要的保障。
接着,对混凝土表面的土层进行相应的说明。从混凝土表面的土层的角度来说,发挥着重要的作用和功能,能够对混凝土在腐蚀环境中的碳化和氯的腐蚀作用进行相应的隔离,氯原子的渗透性是非常强的,可以通过相应的孔隙渗透到周围的环境中,从而对钢筋腐蚀进行有效的抑制。可以对混凝土表面的涂层进行相应的分类,主要将其分成两种,分别是封闭涂层、渗透型涂层。封闭型涂层有着非常重要的作用和功能,其粘附性是非常突出的,并且其紧密性和不渗透性都是非常有效的,不过,在渗透性涂层中对混凝土的特点进行了有效的利用,其在混凝土的表面,此种涂层能够进入到混凝土的内部,在其中形成相应的保护层,同时,还可以发挥其重要的作用和影响,能够有效阻止外部环境的腐蚀介质的侵入,为钢筋材料不受到腐蚀提供重要的保证。将相关的海洋工程的实际使用混凝土结构的经验作为重要的依据和参照,同时,对混凝土结构的有效性和可行性进行全面的考虑和分析,在此基础上,从中发现,在混凝土结构的大气层采用了非常有效的保护措施,主要是涂层保护措施。在对涂料进行相应的选择的过程中,需要将不同部位的环境和腐蚀情况作为重要的依据,然后对相应的不同种类的涂层进行有效的选择,为涂层的完整性提供重要的保障。
结束语
混凝土处在海洋环境中,需要对高性能的混凝土进行充分的应用,在此基础上,有效提高混凝土结构的致密性和渗透性,使其孔隙率得到相应的降低,同时,使其厚度保持在一定的范围中,通过对这些措施的应用,来有效限制环境中的腐蚀介质侵入到混凝土中,为混凝土使用时间的延长提供重要的保障。对高性能混凝土防腐技术和表面涂层技术进行充分的应用,使其作用发挥到最大,在更大程度上提高混凝土使用寿命。
参考文献:
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[5]许景阳.浅谈海港工程混凝土防腐施工[J].科学之友,2011,20:95-96.