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摘要:混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量對(duì)建筑工程的重要性不言而喻,因此需要做好混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的檢測(cè)工作,從而有效提升混凝土的質(zhì)量及使用壽命。在對(duì)凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的影響因素分析從環(huán)境、材料及施工過程等方面進(jìn)行分析和歸納后,以某工程為例,對(duì)如何進(jìn)行銹蝕的現(xiàn)場檢測(cè)進(jìn)行分析。觀察、分析結(jié)構(gòu)表明,引起該工程混凝土銹蝕的原因存在于混凝土材料中而于鋼筋自身的質(zhì)量無關(guān)?,F(xiàn)場檢測(cè)結(jié)果表明,混凝土中的硫酸根離子和Cl-離子超標(biāo)、選擇劣質(zhì)沙子、施工中沒有有效搗實(shí)混凝土,這些共同構(gòu)成了混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的直接破壞因素。
關(guān)鍵詞:混凝土結(jié)構(gòu);鋼筋銹蝕;施工質(zhì)量;工程安全
在現(xiàn)代建筑工程中,混凝土結(jié)構(gòu)是最為常見的建筑技術(shù)。受溫度、濕度以及雨水沖刷等環(huán)境因素的英系那個(gè),混凝土結(jié)構(gòu)的銹蝕現(xiàn)象容易發(fā)生,而且會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)以及建筑整體的美感、安全性造成隱患。為了提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性,就需要對(duì)其銹蝕情況做好檢測(cè),以便能夠采取精準(zhǔn)的應(yīng)對(duì)措施。接下來,筆者將對(duì)現(xiàn)場檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)要點(diǎn)進(jìn)行討論,并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析,希望弄夠?qū)Ω纳苹炷两Y(jié)構(gòu)的防銹工作有積極作用。
1.凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的影響因素分析
引發(fā)混凝土銹蝕的因素多種多樣,但歸納起來包括環(huán)境因素、材料因素以及施工因素這三種。接下來,將對(duì)這三種因素展開簡單分析:
首先,環(huán)境因素是基礎(chǔ)性的,也是導(dǎo)致混凝土鋼筋銹蝕的最常見因素。比如,當(dāng)空氣濕度大于50%時(shí),就形成了腐蝕的基本條件,如果溫度、風(fēng)速也較高,那么腐蝕的速度也較快。工業(yè)環(huán)境中的酸性氣體、酸性固體、酸性廢水等也會(huì)加速鋼筋銹蝕。比如,污水管道中的混凝土結(jié)構(gòu)長時(shí)間浸泡在酸性廢水中,其酸化速度較快,極容易造成混凝土結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步脫落、坍塌。
其次,引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的材料因素也較多,該因素受人為控制的可能性較大,因此在工程管理中,需要嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。一方面,水泥中的三氧化硫、氧化鈣以及氧化鎂等化學(xué)元素具有游離性質(zhì),如果在選擇水泥時(shí)沒有控制好標(biāo)準(zhǔn),就可能加劇混凝土結(jié)構(gòu)的膨脹和龜裂,導(dǎo)致鋼筋暴露在空氣中,從而引發(fā)和家具銹蝕。另一方面,水泥的種類也會(huì)對(duì)銹蝕的速度產(chǎn)生影響。比如,粉煤灰水泥所構(gòu)成的混凝土具有較高的碳化速度,而如果需要提升混凝土的防銹蝕水準(zhǔn),就需要采用碳化速度更慢的硅酸鹽水泥。另外,如果在混凝土作業(yè)中加入了超標(biāo)的外加劑、海砂,會(huì)對(duì)鋼筋造成嚴(yán)重的腐蝕,從而引發(fā)工程質(zhì)量問題。
第三,引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的施工因素也不容忽視,它與施工人員的專業(yè)性、態(tài)度等有緊密關(guān)系。比如,如果施工過程中沒有按照標(biāo)準(zhǔn)配對(duì)水灰比,就可能形成較多氣孔,從而加劇混凝土結(jié)構(gòu)的碳化速度。再比如,在澆筑混凝土?xí)r,沒有搗實(shí),就可能產(chǎn)生蜂窩和裂縫,從而增加混凝土脫落的可能性,并進(jìn)一步造成鋼筋暴露在空氣中。
2.混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕的現(xiàn)場檢測(cè)
從上一部分可知,引發(fā)、加劇銹蝕的因素是多種多樣的,這就要求在銹蝕檢測(cè)現(xiàn)場做好環(huán)境、材料以及施工等方面的因素分析,從而確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,并為后續(xù)防止措施提供可靠依據(jù)。
2.1工程現(xiàn)場概況
某樓盤工程位于我國東部沿海地區(qū),工程的基本架構(gòu)為鋼筋混凝土構(gòu)造。該建筑總共有九層,占地2500平方米,于2011年投入使用。然而,從2014年初開始,出現(xiàn)嚴(yán)重的混凝土脫落情況,鋼筋外露情況明顯,住戶對(duì)樓盤的安全性產(chǎn)生嚴(yán)重的擔(dān)憂。接下來,將在樓盤現(xiàn)場對(duì)混凝土的銹蝕情況進(jìn)行檢測(cè)。
2.2現(xiàn)場檢測(cè)的基本描述
(1)鋼筋銹蝕的分布情況。在現(xiàn)場檢查的過程中我們發(fā)現(xiàn),鋼筋銹蝕在各個(gè)樓層都有分布。然而,鋼筋銹蝕的情況主要發(fā)生在建筑的外部直接暴露于空氣中的部分。該建筑房間為南北朝向,而銹蝕區(qū)域主要分布在建筑的東南部分。銹蝕在梁體構(gòu)建部分發(fā)生情況較多,而在很少有人使用的部分則較少。在對(duì)受力構(gòu)件進(jìn)行隨機(jī)檢測(cè)的過程中我們發(fā)現(xiàn),盡管有些混凝土外表看起來玩好無損,然而有70%左右的鋼筋存在不同程度的銹蝕;30%左右的陽臺(tái)封口梁和邊柱構(gòu)件中的鋼筋月牙紋存在嚴(yán)重的銹蝕;陽臺(tái)的保護(hù)層混凝土厚度約40毫米,然而存在我操,輕微裂縫情況,且混凝土內(nèi)部較為濕潤。
(2)構(gòu)件的銹蝕程度
構(gòu)件銹蝕的裂縫多是沿著鋼筋的走向而延展,切多數(shù)是橫向分布。在觀察中發(fā)現(xiàn),構(gòu)件的銹蝕程度在不同部位存在較大差異。其中,最嚴(yán)重的發(fā)生在保護(hù)層脫落部分。在這些部位,鋼筋銹蝕已經(jīng)能夠輕松地剝離。通過測(cè)量發(fā)現(xiàn),銹蝕超過5mm的鋼筋構(gòu)件中有80%的已經(jīng)沒有顯著月牙紋。在保護(hù)箍筋中,相當(dāng)一部分已經(jīng)失去了應(yīng)有的支撐作用,甚至出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
(3)構(gòu)件銹蝕的數(shù)量及碳化程度
在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)場檢測(cè)時(shí),發(fā)現(xiàn)高大30%左右的構(gòu)件存在銹蝕現(xiàn)象。其中,I級(jí)鋼和II級(jí)鋼分別有20%的發(fā)生輕微銹蝕(有效斷面損失率小于10%);I級(jí)鋼有70%的發(fā)生中等銹蝕(有效斷面損失率大于10%,但小于30%),II級(jí)鋼有50%的發(fā)生中等銹蝕;I級(jí)鋼有10%的發(fā)生嚴(yán)重銹蝕(有效斷面損失率大于30%),II級(jí)鋼有30%的發(fā)生嚴(yán)重銹蝕。
同時(shí),還發(fā)現(xiàn)混凝土構(gòu)件存在不同程度的碳化情況。如表1所示,在對(duì)150個(gè)混凝土構(gòu)件的碳化深度以及120個(gè)構(gòu)件的保護(hù)深度進(jìn)行檢查后,對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)做了統(tǒng)計(jì)。
表1 碳化深度、鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
鋼筋保護(hù)深度(毫米)數(shù)量(個(gè))混凝土碳化深度數(shù)量(個(gè))
15以下76以下90
15-25336-1020
25-353610-1520
35-452015-2013
45-551620以上7
55以上10
2.3現(xiàn)場檢測(cè)的初步分析
從以上關(guān)于現(xiàn)場檢測(cè)的描述來看,該混凝土工程中存在較為顯著的鋼筋銹蝕情況。從不同部位的情況來看,鋼筋銹蝕情況存在構(gòu)件差異。盡管構(gòu)件的外觀看上去沒有受到嚴(yán)重破壞,然而其鋼筋銹蝕、炭化情況的存在證明了該混凝土工程的銹蝕首先是發(fā)生在混凝土內(nèi)部的鋼筋上,并進(jìn)一步破壞了混凝土的性能。從混凝土炭化程度以及裂縫分布趨勢(shì)來看,混凝土本身的構(gòu)成成分存在問題,對(duì)內(nèi)部鋼筋起到了破壞作用。
2.4現(xiàn)場檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)分析
在對(duì)現(xiàn)場檢測(cè)中收集的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析后,發(fā)現(xiàn)鋼筋本身符合各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。然而,在對(duì)混凝土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析后,發(fā)現(xiàn)混凝土的強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)(大于30MPa)。在實(shí)驗(yàn)分析中,發(fā)現(xiàn)混凝土的硫酸根離子、Cl-離子超過標(biāo)準(zhǔn);Si等其他元素含量符合標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)混凝土孔洞直徑、材料直徑等進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)混凝土中的沙子直徑較大,混凝土表面密度要低于正常值,且表面存在較多較大的孔洞。如此一來,水分、空氣及其他有害物質(zhì)能夠比較容易地進(jìn)入混凝土內(nèi)部,從而破壞內(nèi)部鋼筋。
3.結(jié)論
從現(xiàn)場檢測(cè)的過程及結(jié)果來看,直接引發(fā)該混凝土結(jié)構(gòu)銹蝕情況的因子是硫酸根離子、Cl-離子超標(biāo)。具體來講,Cl-離子包裹在鋼筋附近,通過電化學(xué)效應(yīng)對(duì)鋼筋對(duì)鈍化膜進(jìn)行分解,從而使得鋼筋更加容易暴露在水分、空氣及硫酸根離子的破壞中?;炷恋乃镏泻新人崛},它硫酸根離子反應(yīng)后聲稱硫鋁三鈣,后者體積較大,從而使得混凝土由于內(nèi)部膨脹壓力而產(chǎn)生裂縫。另外,不得不提的是,混凝土施工過程中也存在人為因素加劇了混凝土構(gòu)件銹蝕。由于沒有搗實(shí)混凝土、選擇劣質(zhì)沙子以及集料,導(dǎo)致混凝土表面空隙較大,更加有利于空氣和水等侵入混凝土內(nèi)部,加劇鋼筋銹蝕,從而破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
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