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        城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)砼耐久性評(píng)價(jià)與壽命提升技術(shù)

        2022-10-29 05:31:12司孫義劉金偉管騰飛畢承偉周豪張禹康李曉鈺
        江蘇建材 2022年5期
        關(guān)鍵詞:氯離子耐久性骨料

        司孫義,劉金偉,管騰飛,畢承偉,周豪,張禹康,李曉鈺

        (國(guó)家城市軌道交通建設(shè)工程產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心有限公司,江蘇 南京 210028)

        1 工程概況

        南京作為我國(guó)城市軌道交通工程建設(shè)較早、規(guī)模較大的地級(jí)市,結(jié)合其地質(zhì)環(huán)境情況分析南京地鐵工程地下結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素及采取哪些措施提升混凝土耐久性。由于南京施工環(huán)境相對(duì)較好,按照GB/T50476—2008《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》評(píng)定環(huán)境作用等級(jí)為I-B。根據(jù)GB 50153—2008《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,對(duì)于城市軌道交通工程設(shè)計(jì)使用年限為不低于100 y。南京地鐵根據(jù)地下車站在一般環(huán)境作用下的等級(jí)和設(shè)計(jì)年限,明確各結(jié)構(gòu)部位最低混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

        2 地下結(jié)構(gòu)混凝土耐久性評(píng)價(jià)

        2.1 地下結(jié)構(gòu)混凝土耐久性影響因素

        2.1.1 混凝土的滲透破壞

        混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中由于商品混凝土公司未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)配合比生產(chǎn)、混凝土用原材料不符合標(biāo)準(zhǔn)要求、施工過程中振搗不密實(shí)等原因,導(dǎo)致有害介質(zhì)在混凝土中滲透、擴(kuò)散或遷移,從而破壞混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此,設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)混凝土用各種原材料的性能均應(yīng)滿足相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求,對(duì)混凝土配合比也提出最低膠凝材料、最高膠凝材料用量、最大水膠比等相關(guān)技術(shù)要求。

        2.1.2 堿骨料反應(yīng)

        堿骨料反應(yīng)是指混凝土中的堿與活性骨料發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹破壞作用,因此南京地鐵對(duì)每家商品混凝土公司的骨料均要求進(jìn)行堿骨料反應(yīng)試驗(yàn),杜絕活性骨料在城市軌道交通工程中使用,并對(duì)主體結(jié)構(gòu)所有混凝土配合比均要求開展混凝土氯離子含量及總堿量檢測(cè)。

        2.1.3 混凝土碳化作用

        混凝土發(fā)生碳化作用主要是指鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)際使用過程中,混凝土內(nèi)部CO2氣體含量達(dá)到一定程度后,與混凝土中堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成新的物質(zhì)碳酸鈣,由于混凝土堿度降低后,使混凝土表面致密的鈍化膜破壞,從而混凝土中的鋼筋容易產(chǎn)生銹蝕,進(jìn)而破壞混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。

        2.1.4 鋼筋銹蝕

        混凝土中鋼筋銹蝕主要是由于混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子含量超標(biāo),從而引發(fā)電化學(xué)腐蝕,鋼筋表面的鈍化膜受氯離子破壞后,迅速發(fā)生大面積銹蝕,從而使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹性破壞,降低混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。

        2.2 地下結(jié)構(gòu)混凝土耐久性評(píng)價(jià)

        為更好地提高城市軌道交通工程混凝土耐久性,根據(jù)GB/T 50082—2009《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》并結(jié)合南京的施工環(huán)境,南京地鐵通常選擇電通量、抗碳化、抗裂性能、氯離子擴(kuò)散系數(shù)及混凝土配合比的氯離子含量、總堿量作為評(píng)價(jià)混凝土耐久性的關(guān)鍵參數(shù),具體參數(shù)指標(biāo)如表1所示。

        表1 南京地鐵X號(hào)線地下車站混凝土耐久性檢測(cè)指標(biāo)及檢測(cè)頻率

        3 混凝土耐久性提升技術(shù)

        3.1 合理設(shè)計(jì)滿足耐久性要求的混凝土配合比

        商品混凝土公司在生產(chǎn)配合比之前,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)耐久性要求結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范合理設(shè)計(jì)混凝土配合比,合理使用添加劑有利于提升混凝土耐久性。比如粉煤灰、礦粉可以改善水泥的反應(yīng)環(huán)境,提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度及強(qiáng)度。由于礦物摻合料比表面積較大具有較強(qiáng)的吸水性,從而改變混凝土空隙的滲透性。另外,礦物摻合料可以提高混凝土抗腐蝕性能,降低氯離子擴(kuò)散的能力。合理應(yīng)用添加劑,可以使混凝土微觀結(jié)構(gòu)中的有利閉孔微氣泡增多,有利于提高混凝土自身的抗?jié)B透能力。根據(jù)混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范,在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí),還應(yīng)避免使用活性骨料,實(shí)時(shí)檢測(cè)配合比膠材中氯離子含量及混凝土總堿量指標(biāo),保證混凝土耐久性符合設(shè)計(jì)要求。

        3.2 通過鋼筋保護(hù)層厚度提高混凝土結(jié)構(gòu)抗碳化能力

        鋼筋保護(hù)層厚度作為混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中一項(xiàng)重要控制指標(biāo),亦是驗(yàn)收規(guī)范中必檢的項(xiàng)目,如何更有效地保證鋼筋保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)要求,可以提高使用鋼?;驈?qiáng)度較高不易變形的模板施工,保護(hù)層厚度應(yīng)使用超過混凝土實(shí)體設(shè)計(jì)強(qiáng)度2個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土墊塊,并固定牢靠。

        3.3 通過引入阻銹劑提高混凝土耐久性能

        電化學(xué)的基本原理是通過施加外加電場(chǎng),達(dá)到有效離子在混凝土內(nèi)部的遷移。電遷移阻銹劑需具有較好的阻銹能力,易溶于水且?guī)д?,能在電?chǎng)作用下向混凝土中遷移,性質(zhì)穩(wěn)定,不會(huì)對(duì)混凝土性能產(chǎn)生不利影響,能長(zhǎng)時(shí)間留存在混凝土內(nèi),經(jīng)濟(jì)環(huán)保,能有效提高混凝土耐久性。

        4 結(jié)語

        混凝土的耐久性成為建筑壽命的主要控制指標(biāo),因此,熟悉城市軌道交通工程地下結(jié)構(gòu)混凝土的設(shè)計(jì)依據(jù)及耐久性能評(píng)價(jià),施工過程中如何有效控制并提高結(jié)構(gòu)混凝土耐久性對(duì)我們工程人員來說至關(guān)重要。作為檢測(cè)人員,更應(yīng)該熟悉掌握混凝土耐久性控制的源頭及施工過程中應(yīng)檢測(cè)哪些耐久性指標(biāo),為城市軌道交通等重要民生工程把好質(zhì)量關(guān),為社會(huì)創(chuàng)造價(jià)值。

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