大連萬鵬港口工程檢測有限公司 遼寧大連 116600
一直以來,混凝土被看作是可以長期使用、密實(shí)的澆注石體,混凝土的堿性環(huán)境保護(hù)中處于其內(nèi)部的鋼筋不受的銹蝕?;诖?,人們對混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命給以重視,然而對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性重視不足,造成研究混凝土結(jié)構(gòu)耐久性相對滯后。在宏觀上混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良其表現(xiàn)為開裂從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生損壞,最終影響建筑物的使用壽命,因此,對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性必須要給以重視。
材料的特性受控于混凝土材料的選擇,包括水泥、骨料、摻和料、添加劑以及水灰比的控制。水泥選用時(shí),應(yīng)選用低水化熱、低C3A含量、偏低含堿量水泥,當(dāng)硫酸根離子濃度偏高時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)抗硫水泥;盡可能降低水泥材料中的硅酸鹽水泥用量。骨料應(yīng)選用堅(jiān)固耐久的潔凈骨料,并重視粗骨料級配;一般情況下將礦物摻和料作為的必需組成部分,并適量添加引氣劑。水灰比選用時(shí),應(yīng)考慮采用偏低的用水量,并限制單方混凝土中水泥材料最低和最高用量[1]。
堿集料反應(yīng)是指存在于混凝土孔隙中的堿性物質(zhì)與混凝土中骨料的一些活性物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),混凝土發(fā)生堿一集料反應(yīng)需要3個(gè)必要條件:集料具有潛在活性;混凝土孔溶液有足夠高的堿度;混凝土處于高濕度環(huán)境下?;炷猎谂渲茣r(shí),水泥水化會(huì)生成Ca(OH)2,在混凝土的孔隙中就會(huì)以堿溶液的形式存在,此外都會(huì)根據(jù)需要來添加外加劑,這樣就會(huì)引進(jìn)高活性物質(zhì),在混凝土的工作階段,堿集料反應(yīng)的很容易發(fā)生,使混凝土的體積發(fā)生變化,影響混凝土的微觀結(jié)構(gòu),對混凝土結(jié)構(gòu)的危害非常大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的剝落,坍塌。
環(huán)境作用對鋼筋混凝土的影響很大,不同部位影響效果不同。水下區(qū)混凝土缺氧,腐蝕速度極慢,干濕交替區(qū)是比較危險(xiǎn)的影響范圍,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)通過采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)層厚度或防腐層等措施進(jìn)行可以解決。
混凝土的侵蝕性體現(xiàn)在很多方面,常見的有鋼筋銹蝕,混凝土碳化以及一些其他的化學(xué)反應(yīng)等?;炷撂蓟侵缚諝庵械腃O2氣體進(jìn)入混凝土中并與堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使混凝土的堿度降低,機(jī)理下降的過程。水泥水化生成的Ca(OH)2與鋼筋作用會(huì)形成一層鈍化膜,對鋼筋起到保護(hù)作用,如果空氣中的CO2進(jìn)入就會(huì)破壞這層保護(hù)膜,鋼筋失去保護(hù)就會(huì)開始發(fā)生銹蝕。一般情況下,混凝土保護(hù)層碳化,氯離子的侵蝕和雜散電流誘導(dǎo)是混凝土中鋼筋銹蝕的主要三個(gè)原因,其中,氯離子的銹蝕危害最大。鋼筋發(fā)生銹蝕后,結(jié)構(gòu)的承載能力下降主要體現(xiàn)在一下三方面:(1)鋼筋截面面積減?。?2)混凝土出現(xiàn)銹脹裂縫;(3)粘結(jié)錨固性能下降。鋼筋一旦銹蝕,鋼筋的力學(xué)性能就會(huì)折減,并且鋼筋不能與混凝土充分結(jié)合發(fā)揮理想的強(qiáng)度。此外,鋼筋銹蝕體積膨脹,也有可能使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生起鼓,剝落等。
混凝土結(jié)構(gòu)高堿度能夠在鋼筋的表面形成鈍化膜,從而保護(hù)起到對鋼筋進(jìn)行保護(hù),混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層能夠?qū)ν饨绛h(huán)境的腐蝕介質(zhì)、水分滲入、氧氣等進(jìn)行有效阻止?;炷帘Wo(hù)層的保護(hù)效果和混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度、密實(shí)度等聯(lián)系緊密,因此,基于混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度的適當(dāng)增加使混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提高,從而使混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命延長。
SK防護(hù)涂料可分成SK通用型的水泥基與SK暴露型的單組份兩類防護(hù)涂料,其中SK通用型的水泥基防護(hù)涂層屬于剛性涂層,可通過滲透與表面成膜的作用發(fā)揮良好防護(hù)效果,該材料主要由硅酸鹽水泥、特種水泥、添加劑與石英砂等構(gòu)成的,可直接作用在砼表面,生成物可滲入縫隙及微孔當(dāng)中,堵塞水與混凝土的結(jié)合,讓砼表面形成附著力很強(qiáng)的堅(jiān)硬涂層,起到防護(hù)作用,對氯鹽、硫酸鹽及弱酸類等介質(zhì)均有良好抵抗作用。SK暴露型的單組份防護(hù)涂層屬于特殊高分子的材料混合物,遇有空氣后,就會(huì)出現(xiàn)化學(xué)交聯(lián)固化現(xiàn)象,固化后,會(huì)形成聚脲彈性的橡膠膜,該材料技術(shù)具有高粘結(jié)、高強(qiáng)度及高柔性等特點(diǎn),可在空氣中直接使用,不用保護(hù)層,還具有防水與防碳化的功能,能用在鋼結(jié)構(gòu)的屋面、水池及橋梁等工程中[2]。
預(yù)制構(gòu)件建議在封閉的環(huán)境中集中預(yù)制,配置自動(dòng)噴淋設(shè)施,保持混凝土表面處于濕潤狀態(tài)。對于野外現(xiàn)澆混凝土,為保持混凝土表面處于濕潤狀態(tài),應(yīng)覆蓋專業(yè)養(yǎng)生布,設(shè)置塑料薄膜養(yǎng)護(hù)層,并定時(shí)向養(yǎng)生布澆水。養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌和用水相同。灑水養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)氣溫、風(fēng)力空氣的濕度、溫度、水泥品種及摻用的外加劑等情況調(diào)整,確?;炷聊塬@得正常強(qiáng)度,且在停止養(yǎng)護(hù)后不產(chǎn)生干縮裂紋。對于采用加壓成型、真空吸水等法施工的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間可適當(dāng)縮短,大摻量礦物摻合料或氣溫較低時(shí),養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況來確定,對于在施工現(xiàn)場集中養(yǎng)護(hù)的混凝土,應(yīng)提出具體的養(yǎng)護(hù)方案,并經(jīng)項(xiàng)目辦驗(yàn)收后嚴(yán)格執(zhí)行。對于硬性混凝土、炎熱天氣澆筑的混凝土以及橋面等大面積裸露的混凝土,在澆筑完成后立即加設(shè)棚罩,待收漿后再覆蓋和灑水養(yǎng)生?;炷撩嬗心0甯采w時(shí),應(yīng)在養(yǎng)護(hù)期間始終保持模板濕潤。
影響混凝土耐久性的因素主要有抗?jié)B性,抗凍性,抗侵蝕性以及堿集料反應(yīng)等,可以從這些方面綜合考慮來提高混凝土的耐久性,并實(shí)時(shí)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測與評估,了解結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,采取相應(yīng)的措施增加混凝土結(jié)構(gòu)的壽命,有利于我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。目前,雖然已經(jīng)有很多渠道可以很好的改善混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,但對于混凝土的耐久性問題,仍然是廣大專家學(xué)者研究的重點(diǎn)問題之一。