混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 題 目： 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性淺談 學(xué)習(xí)中心： 四川宜賓奧鵬學(xué)習(xí)中心 層 次： 專(zhuān)科起點(diǎn)本科 專(zhuān) 業(yè)： 土木工程 年 級(jí)： 12年秋季 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 生： 鄧丹 指導(dǎo)教師： 潘雯 完成日期： 2014年6月25日 內(nèi)容摘要 混凝土耐久性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi),在各種環(huán)境條件作用下,不需要額外的費(fèi)用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力。影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素有很多，本文通過(guò)從混凝土的滲透破壞、凍融破壞、侵蝕性介質(zhì)的腐蝕、堿骨料反應(yīng)、碳化和鋼筋銹蝕六個(gè)方面論述了混凝土發(fā)生耐久性失效的原因及影響因素，對(duì)混凝土耐久性問(wèn)題進(jìn)行了研究。

2、最終提出從混凝土材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和質(zhì)量的生產(chǎn)控制三方面進(jìn)行提高混土耐久性的處理措施。混凝土結(jié)構(gòu)以其整體性好、耐久性好、可塑性強(qiáng)、維修費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)廣泛使用，隨著混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，大量的混凝土結(jié)構(gòu)由于各種各樣的原因而提前失效，達(dá)不到預(yù)定的服役年限，混凝土耐久性發(fā)生失效現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。關(guān)鍵詞：混凝土：混泥土耐久性；因素；措施目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 緒論21.1 混凝土耐久性問(wèn)題的提出21.2 混凝土耐久性的概念22 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的分析32.1 混凝土凍融破壞32.1.1 破壞機(jī)理32.1.2 影響因素42.2 混凝土滲透破壞42.2.1 破壞原因42.2.2 影響因素52.

3、3 堿骨料反應(yīng)52.3.1 破壞原因52.3.2 影響因素62.4 混凝土的碳化62.4.1 破壞原因62.4.2 影響因素72.5 鋼筋銹蝕72.5.1 破壞原因72.5.2 影響因素82.6 化學(xué)侵蝕82.6.1 產(chǎn)生原因82.6.2 影響因素93 提高混凝土耐久性的措施103.1 混凝土材料103.1.1 水泥103.1.2 粗骨料103.1.3 細(xì)骨料103.1.4 礦物摻合料113.1.5 專(zhuān)用復(fù)合外劑113.1.6 拌合和養(yǎng)護(hù)用水113.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.2.1 混凝土配合比113.2.2 混凝土保護(hù)層123.2.3 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)123.3 工程施工123.3.1 混凝土的拌制1

4、23.3.2 混凝土的輸送133.3.3 混凝土澆筑133.3.4 混凝土振搗133.3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)143.3.6 混凝土的拆模144 案例分析15 4.1 工程概況15 4.2 影響混凝土工程耐久性的因素及其破壞作用15 影響因素16 4.2.2 破換作用17 4.3 改善混凝土結(jié)構(gòu)耐久性需要采取的根本措施和補(bǔ)充措施17 根本措施17 4.3.2 補(bǔ)充措施18 4.4 取得的效果195 結(jié)論與展望20參考文獻(xiàn)21引 言混凝土結(jié)構(gòu)以其整體性好、耐久性強(qiáng)、可塑性強(qiáng)、維修費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于整個(gè)20世紀(jì)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家的混凝土使用了三四十年后，紛紛進(jìn)入老化期。人們始料未及的是混凝土材料在不利的

5、環(huán)境、運(yùn)用條件下，出現(xiàn)了一系列影響結(jié)構(gòu)耐久性的物理、化學(xué)現(xiàn)象，如結(jié)構(gòu)混凝土的碳化、保護(hù)層剝落、裂縫的發(fā)展、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學(xué)腐蝕等等，以及鋼筋與混凝土之間粘結(jié)錨固作用的消弱等方面。從短期效果而言，這些問(wèn)題影響結(jié)構(gòu)的外觀和使用功能；從長(zhǎng)遠(yuǎn)看則為降低結(jié)構(gòu)安全度，成為發(fā)生事故的隱患，影響結(jié)構(gòu)使用的壽。因而混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題已成為結(jié)構(gòu)工程師們不容忽視的一個(gè)重要問(wèn)題。 混凝土耐久性是指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的使用年限內(nèi)，在各種環(huán)境作用下不需要額外的費(fèi)用加固處理而保持其安全性、正常使用和可接受的外觀能力?；炷聊途眯灾饕福嚎?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性、碳化。我國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范長(zhǎng)期沒(méi)有設(shè)計(jì)使用年

6、限的要求，在近幾年修訂頒布的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中才明確規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)年限分為四類(lèi)，但這對(duì)提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性起不到太大的作用，雖然結(jié)構(gòu)的使用年限可以通過(guò)維修延長(zhǎng)，但結(jié)構(gòu)中的個(gè)別部件不一定能夠達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，這在橋梁等結(jié)構(gòu)中尤為明顯。例如設(shè)計(jì)使用30年的拉索往往不到20年就要更換，這無(wú)疑會(huì)大大縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命，應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。 另外，由于我國(guó)的國(guó)情限制，我國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)往往達(dá)不到發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)計(jì)與施工水平。隨著改革開(kāi)放的進(jìn)行，我國(guó)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平已經(jīng)逐漸與國(guó)際接軌，但不可否認(rèn)的是，我國(guó)的科技水平仍然無(wú)法與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在設(shè)計(jì)中也就難免有這樣那樣的問(wèn)題。我國(guó)是勞動(dòng)素質(zhì)普遍低下，建筑施工大

7、多還是粗放型的建造方式，施工質(zhì)量難以保證。同時(shí)，我國(guó)的建筑材料與國(guó)外也有不小的差距，例如我國(guó)的水泥質(zhì)量一般要比歐洲差，隨著齡期的發(fā)展其后期性能提高可能相對(duì)較少，因此在齡期系數(shù)的取值上宜偏低取用。而這些也就使我國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性降低于國(guó)外水平。下面從影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素和提高耐久性的技術(shù)措施兩個(gè)方面來(lái)探討混凝土的耐久性問(wèn)題。1 緒論1.1 混凝土耐久性問(wèn)題的提出 混凝土結(jié)構(gòu)以其整體性好、耐久性、可塑性強(qiáng)、維修費(fèi)用少等優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于整個(gè)20世紀(jì)，發(fā)現(xiàn)混凝土的耐久性問(wèn)題是在60至70年代。一些發(fā)達(dá)國(guó)家的混凝土橋使用了三四十年后，紛紛進(jìn)入老化期。人們始料未及的是混凝土材料在不利的環(huán)境、運(yùn)用

8、條件下，出現(xiàn)了一系列影響結(jié)構(gòu)耐久性的物理、化學(xué)現(xiàn)象，如結(jié)構(gòu)混凝土的碳化、保護(hù)層剝落、裂縫的發(fā)展、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學(xué)腐蝕等等。我國(guó)七十年代后期建造的混凝土橋梁亦發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重的開(kāi)裂現(xiàn)象。因此混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題已成為結(jié)構(gòu)工程師們不容忽視的一個(gè)問(wèn)題。最近幾十年以來(lái)，隨著混凝土材料的大量使用，構(gòu)筑物因材質(zhì)劣化造成失效以至破壞崩塌的事故在國(guó)內(nèi)外也是屢見(jiàn)不鮮。國(guó)際上混凝土的大量使用始于20世紀(jì)30年代，到五六十年代達(dá)到高峰。許多發(fā)達(dá)國(guó)家每年用于建筑維修的費(fèi)用都超過(guò)新建的費(fèi)用。過(guò)去，除了大型水利工程外，我國(guó)混凝土工程的耐久性問(wèn)題長(zhǎng)期不受重視，混凝土結(jié)構(gòu)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的使用壽命，受環(huán)境作用

9、過(guò)早破壞的實(shí)例很多，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失也很大。由于許多工程設(shè)計(jì)只滿(mǎn)足荷載要求，而沒(méi)有提出耐久性的要求，使已建成的混凝土構(gòu)筑物存在耐久性隱患。我國(guó)在50年代興建的水電站大壩有很多已經(jīng)成為“病壩”，我國(guó)的混凝土工程量在改革開(kāi)放30多年來(lái)突飛猛進(jìn)，可以預(yù)見(jiàn)，耐久性不佳的混凝土工程的劣化問(wèn)題將會(huì)日趨嚴(yán)重。因此，混凝土耐久性問(wèn)題越來(lái)越受到人們的重視。1.2 混凝土耐久性的概念 混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性概括起來(lái)是指混凝土抵抗周?chē)焕蛩亻L(zhǎng)期作用的性能。結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題主要表現(xiàn)為：混凝土損傷；鋼筋的銹蝕、脆化、疲勞、應(yīng)力腐蝕；以及鋼筋與混凝土之間粘結(jié)錨固作用的消弱等三個(gè)方面。從短期效果而言，這些問(wèn)題結(jié)構(gòu)的外觀和使用

10、功能；從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，則為降低結(jié)構(gòu)安全度，成為發(fā)生事故的隱患，影響結(jié)構(gòu)的使用壽命。下面從影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素和提高耐久性的技術(shù)性的技術(shù)措施兩個(gè)方面來(lái)探討混凝土的耐久性問(wèn)題。2 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題的分析 如上一章所述，混凝土耐久性是指混凝土在實(shí)際使用過(guò)程中抵抗各種破壞因素作用，長(zhǎng)期保持強(qiáng)度和外觀完整性的能力。主要包括抗凍性、抗?jié)B透性、抗堿集料反應(yīng)，抗腐蝕等幾個(gè)方面。本章將從凍融破壞、滲透破壞、堿骨料反應(yīng)、混凝土的碳化、鋼筋銹蝕、化學(xué)侵蝕六個(gè)方面對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生耐久性失效的原因及影響因素進(jìn)行論述。2.1 混凝土凍融破壞混凝土凍融破壞是指混凝土在飽水或潮濕的狀態(tài)下，由于環(huán)境中溫度的正負(fù)變化，導(dǎo)

11、致混凝土內(nèi)部松弛產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，反復(fù)的凍融循環(huán)造成混凝土由表及里逐漸剝蝕的破壞現(xiàn)象?；炷涟l(fā)生凍融破壞后，破壞作用不斷積累，裂縫不斷擴(kuò)大和深入，由外向里，直至混凝土破壞，而其現(xiàn)象就是從表層開(kāi)始向內(nèi)逐層剝落。當(dāng)經(jīng)過(guò)反復(fù)多次的凍融循環(huán)以后，損傷逐步積累不斷擴(kuò)大，發(fā)展成互相連通的裂縫，使混凝土的強(qiáng)度逐步降低，最終嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用。2.1.1 破壞機(jī)理混凝土凍害機(jī)理的研究始于20世紀(jì)30年代，有靜水壓假說(shuō)、滲透壓假說(shuō)等。但由于混凝土結(jié)構(gòu)凍害的復(fù)雜性，至今尚無(wú)公認(rèn)的、完全反映混凝土凍害機(jī)理的理論。直至現(xiàn)在，被廣大科研學(xué)者接受的最有價(jià)值的解釋是靜水壓假說(shuō)和滲透壓假說(shuō)的結(jié)合，這種結(jié)合奠定了混凝土抗凍性

12、研究的理論基礎(chǔ)。(1) 靜水壓假說(shuō)：硬化混凝土的孔隙有凝膠孔、毛細(xì)孔、空氣泡等。各種孔隙之間的孔徑差異很大。水轉(zhuǎn)變?yōu)楸鶗r(shí)體積膨脹9，在冰凍過(guò)程中，混凝土孔隙中的部分孔溶液冰凍膨脹，迫使未結(jié)冰的孔溶液從結(jié)冰區(qū)向外遷移?？兹芤涸诳蓾B透的水泥漿體結(jié)構(gòu)中移動(dòng)，必須克服粘滯阻力，因而產(chǎn)生靜水壓，形成破壞應(yīng)力。靜水壓假說(shuō)能解釋成熟混凝土冰凍破壞的許多表現(xiàn)，它在引氣混凝土方面的應(yīng)用也較成功。但從水壓力本質(zhì)來(lái)理解它的作用應(yīng)是瞬時(shí)性的，隨著時(shí)間進(jìn)展危險(xiǎn)理應(yīng)逐漸消失才對(duì)。然而試驗(yàn)說(shuō)明：混凝土冰凍破壞有時(shí)隨時(shí)間而日益劇烈、嚴(yán)重。在水泥漿冰凍時(shí)，水分的運(yùn)動(dòng)大多不像通常設(shè)想那樣，遠(yuǎn)離冰凍地點(diǎn)而去，而恰恰是趨向冰凍地點(diǎn)；

13、再次冰凍時(shí)的膨脹一般情形是隨冷卻速率增加而下降。這些都是靜水壓假說(shuō)難以解釋的。(2) 滲透壓假說(shuō)：滲透壓假說(shuō)認(rèn)為，由于混凝土孔溶液中含有鈉、鉀、鈣等鹽類(lèi)，大孔中的部分溶液先結(jié)冰后，未凍溶液中鹽的濃度上升，與周?chē)^小孔隙中的溶液之間形成濃度差。這個(gè)濃度差的存在使小孔中溶液向已部分凍結(jié)的大孔遷移。即使是濃度為0的孔溶液，由于冰的飽和蒸汽壓低于同溫下水的飽和蒸汽壓，小孔中的溶液也要向已部分凍結(jié)的大孔溶液中遷移。可見(jiàn)滲透壓是孔溶液的鹽濃度差和冰水飽和蒸汽壓差共同形成的。2.1.2 影響因素對(duì)于影響混凝土凍融破壞的主要因素總結(jié)起來(lái)大致有以下四個(gè)方面：（1）水灰比：水灰比越大，使混凝土孔隙率越大，導(dǎo)致混凝

14、土的吸水率增大，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)凍融破壞嚴(yán)重；（2）孔結(jié)構(gòu)和孔隙特征：連通毛細(xì)孔易吸水飽和，使混凝土凍害嚴(yán)重；若為封閉孔，則不易吸水，凍害就?。唬?）飽水度：若混凝土的孔隙非完全吸水飽和，冰凍過(guò)程產(chǎn)生的壓力促使水分向孔隙處遷移，從而降低冰凍膨脹應(yīng)力，對(duì)混凝土破壞作用就小；（4）混凝土自身強(qiáng)度：在相同的冰凍破壞應(yīng)力作用下，混凝土強(qiáng)度越低，凍害程度就越高。2.2 混凝土滲透破壞混凝土結(jié)構(gòu)的滲透破壞是指氣體、液體或者離子等有害介質(zhì)在混凝土中滲透、擴(kuò)散或遷移，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)受到破壞。混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生滲透破壞后，有害介質(zhì)首先破壞結(jié)構(gòu)表層混凝土，導(dǎo)致混凝土中發(fā)生鋼筋銹蝕、堿骨料反應(yīng)等變化，而這些變化多

15、數(shù)伴隨著體積的膨脹，膨脹產(chǎn)生的應(yīng)力又使得混凝土進(jìn)一步開(kāi)裂，從而進(jìn)一步加大混凝土的滲透性，使得有害介質(zhì)的入侵更加迅速，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)循環(huán)往復(fù)產(chǎn)生更大范圍的破壞。因此混凝土的滲透性給有害介質(zhì)提供了入侵的通道，而有害介質(zhì)與混凝土發(fā)生的破壞性反應(yīng)則增大了混凝土的滲透性，兩者相互促進(jìn)，最終嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。2.2.1 破壞原因混凝土具有多種粒徑的孔隙，連通的孔隙會(huì)成為氣體、液體或有害介質(zhì)進(jìn)入混凝土的通道，導(dǎo)致混凝土破壞。混凝土的滲透機(jī)理是水與混凝土表面接觸時(shí)，壓力差和毛細(xì)孔壓力不斷促使水分向混凝土內(nèi)部遷移。隨著水分遷移的深入，水與毛細(xì)孔壁摩擦阻力增大，滲水速度隨滲透深度的增加成比例下降。當(dāng)水達(dá)

16、到混凝土相反的一側(cè)時(shí)，毛細(xì)孔壓力就會(huì)改變方向，阻礙水分的滲出。若壓力差大于孔壁摩擦阻力和毛細(xì)阻力，則水將從混凝土相反的一側(cè)滴出；若壓力差小于摩擦阻力和毛細(xì)孔阻力，則水的遷移為毛細(xì)孔遷移，此時(shí)的遷移速度取決于混凝土背水面水分的蒸發(fā)速度。2.2.2 影響因素影響混凝土滲透性的因素主要有水灰比、骨料最大粒徑、混凝土養(yǎng)護(hù)方法、水泥品種、外加劑等因素。具體影響情況為：（1）混凝土的水灰比會(huì)影響混凝土孔隙的大小和數(shù)量，進(jìn)而直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性。水灰比越小，混凝土越密實(shí)，其抗?jié)B性越好，反之亦然。（2）由于骨料和水泥漿的界面處易產(chǎn)生裂隙和較大骨料下方易形成孔穴，因此在水灰比相同時(shí)，混凝土骨料的最大粒徑越

17、大，其抗?jié)B性能越差；（3）蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土，其抗?jié)B性較潮濕養(yǎng)護(hù)的混凝土要差。在干燥條件下，混凝土早期失水過(guò)多，容易形成收縮裂縫，因而降低混凝土的抗?jié)B性。而在潮濕環(huán)境中或水中硬化的混凝土，不但總孔隙率降低，而且孔徑也較小。這就增加了混凝土密實(shí)性，提高了混凝土的抗?jié)B性；（4）水泥的品種、性質(zhì)也影響混凝土的抗?jié)B性能。水泥的細(xì)度越大，水泥硬化體孔隙率越小，強(qiáng)度就越高，則其抗?jié)B性越好；（5）在混凝土中摻入某些外加劑，如減水劑等，可減小水灰比，改善混凝土的和易性，因而可改善混凝土的密實(shí)性，即提高了混凝土的抗?jié)B性能；2.3 堿骨料反應(yīng)混凝土中的堿與混凝土中的活性骨料發(fā)生反應(yīng)，生成膨脹性物質(zhì)，導(dǎo)致混凝土發(fā)生膨

18、脹破壞，稱(chēng)為堿骨料反應(yīng)。這種反應(yīng)引起明顯的混凝土體積膨脹和開(kāi)裂，改變混凝土的微結(jié)構(gòu)，使混凝土的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能明顯下降，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全使用性，而其反應(yīng)一旦發(fā)生很難阻止，更不易修補(bǔ)和挽救，被稱(chēng)為混凝土的“癌癥”。2.3.1 破壞原因堿骨料反應(yīng)主要可分為堿與硅酸、堿與碳酸鹽及堿與硅酸鹽三種反應(yīng)。（1）堿-硅酸反應(yīng)：是分布最廣、研究最多的堿骨料反應(yīng)，該反應(yīng)是指混凝土中的堿組分與骨料中的活性SiO2之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果是導(dǎo)致骨料被侵蝕，生成堿-硅酸凝膠，并從周?chē)橘|(zhì)中吸收水分而膨脹，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。（2）堿-碳酸鹽反應(yīng)：是指混凝土中的堿與碳酸鹽礦物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)引起混凝土

19、的地圖狀開(kāi)裂。堿-碳酸鹽反應(yīng)是孔溶液中的堿與骨料中的白云石之間的反應(yīng)。這一反應(yīng)不是發(fā)生在骨料顆粒與水泥砂漿的表面，而是發(fā)生在骨料顆粒的內(nèi)部，水鎂石Mg（OH）2晶體排列的壓力和粘土吸水膨脹，引起混凝土的內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。（3）堿-硅酸鹽反應(yīng)：是指混凝土中的堿與骨料中某些層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽發(fā)生反應(yīng)，使層狀硅酸鹽層間間距增大，骨料發(fā)生膨脹，致使混凝土膨脹開(kāi)裂。2.3.2 影響因素從堿骨料反應(yīng)發(fā)生的條件出發(fā)，分析該種破壞的影響因素主要是：（1）活性骨料：引起混凝土堿骨料反應(yīng)的主要因素是混凝土中含有堿活性的骨料。因此在施工中盡量選擇無(wú)堿活性的骨料，在不得不采用具有堿活性的骨料時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土

20、中總的堿量；（2）活性摻合料：摻用活性摻合料，如硅灰、礦渣、粉煤灰（高鈣高堿粉煤灰除外）等，對(duì)堿骨料反應(yīng)有明顯的抑制效果?；钚該胶狭吓c混凝土結(jié)構(gòu)中的堿起反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物均勻分散在混凝土中，而不是集中在骨料表面，不會(huì)發(fā)生有害的膨脹，從而降低了混凝土的含堿量，起到抑制堿骨料反應(yīng)的作用；（3）水分：堿骨料反應(yīng)要有水分，如果沒(méi)有水分，反應(yīng)就會(huì)大為減少乃至完全停止。因此，要防止外界水分滲入混凝土結(jié)構(gòu)中以減輕堿骨料反應(yīng)的危害。2.4 混凝土的碳化混凝土的碳化作用是指空氣中的二氧化碳?xì)怏w滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣和水，使混凝土堿度降低的過(guò)程，這一過(guò)程又稱(chēng)混凝土的中性化。2.4.1 破壞原

21、因碳化的化學(xué)反應(yīng)式為：Ca（OH）2CO2CaCO3H2O混凝土的碳化反應(yīng)結(jié)果有兩個(gè)方面：一方面，反應(yīng)生成碳酸鈣和其他固態(tài)物質(zhì)會(huì)堵塞在混凝土孔隙中，使混凝土的孔隙率下降，大孔減少，從而減弱了后續(xù)CO2的擴(kuò)散，使混凝土密實(shí)度提高；另一方面，孔隙中的Ca(OH)2濃度及PH值降低，導(dǎo)致鋼筋脫鈍而銹蝕。2.4.2 影響因素影響混凝土碳化的因素有很多，但概括其主要因素有兩方面，一方面是材料因素，另一方面是環(huán)境條件因素。（1）材料方面：不同的水泥，其礦物組成、混合材量、外加劑、生料化學(xué)成分不同，直接影響水泥的活性和混凝土的堿度，對(duì)碳化速度有著重要的影響。一般而言，水泥中熟料越多，則混凝土的碳化速度越慢。

22、不同的骨料品種和粒徑級(jí)配不同，其內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)差別很大，直接影響混凝土的密實(shí)性。其材質(zhì)致密堅(jiān)實(shí)，級(jí)配好的骨料混凝土，其碳化的速度較慢。水灰比的角度，在水泥用量一定的條件下，增大水灰比，其混凝土的孔隙率增加，密實(shí)度降低，滲透性增大，空氣中的水分及有害物質(zhì)較多的侵入混凝土內(nèi)部，加快混凝土的碳化。（2）環(huán)境條件：溫度對(duì)混凝土碳化表現(xiàn)在當(dāng)溫度下降較大時(shí)，混凝土表面收縮產(chǎn)生拉力，一旦超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，使得混凝土表面開(kāi)裂，為二氧化碳和水分滲入創(chuàng)造條件，加速混凝土碳化；另外，溫度高時(shí)，二氧化碳在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)較大，為其余氫氧化鈣反應(yīng)提供了有利條件，陽(yáng)光的照射加速了其反應(yīng)的碳化速度。另外，影響混凝土碳化程

23、度的因素還有養(yǎng)護(hù)方法和齡期，混凝土強(qiáng)度，相對(duì)濕度，CO2濃度等等。2.5 鋼筋銹蝕混凝土中水泥水化后，會(huì)生成堿性的氫氧化鈣，導(dǎo)致混凝土孔隙中的水分有很高的堿性，在鋼筋表面形成一層致密的鈍化膜，因此在正常情況下鋼筋不會(huì)銹蝕；但鈍化膜一旦破壞，在有足夠水和氧氣條件下會(huì)產(chǎn)生電化腐蝕?；炷林袖摻钜坏┌l(fā)生銹蝕，在鋼筋表面生成一層疏松的銹蝕產(chǎn)物，同時(shí)向周?chē)炷量紫吨袛U(kuò)散?；炷林械匿摻钿P蝕后，一方面會(huì)使鋼筋有效截面減小，另一方面，銹蝕產(chǎn)物體積膨脹使混凝土保護(hù)層脹裂甚至脫落，鋼筋混凝土之間的粘結(jié)作用下降。2.5.1 破壞原因混凝土中鋼筋銹蝕的實(shí)質(zhì)是電化學(xué)腐蝕。2.5.2 影響因素鋼筋銹蝕的開(kāi)始是從鋼筋周

24、圍的鈍化膜破壞開(kāi)始的，因此影響混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕的因素主要有：（1）混凝土液相pH值：鋼筋銹蝕速度與混凝土液相pH值有密切關(guān)系。當(dāng)pH值大于10時(shí)，鋼筋銹蝕速度很??；而當(dāng)pH值小于4時(shí)，鋼筋銹蝕速度急劇增加。（2）混凝土密實(shí)度和保護(hù)層厚度：混凝土越密實(shí)，破壞性介質(zhì)越不容易進(jìn)入混凝土腐蝕鋼筋；保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋銹蝕的影響呈線(xiàn)性關(guān)系，因此世界各國(guó)規(guī)范對(duì)保護(hù)層厚度都作了規(guī)定。（3）水泥品種和摻合料：粉煤灰等礦物摻合料能降低混凝土的堿性，從而影響鋼筋銹蝕破壞。2.6 化學(xué)侵蝕一些侵蝕性介質(zhì)，比如酸、堿、硫酸鹽、壓力動(dòng)水等，侵入混凝土，可能會(huì)造成混凝土的化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕主要有三類(lèi)，分別為溶出性侵蝕、溶解

25、性侵蝕和膨脹性侵蝕。2.6.1 產(chǎn)生原因（1）溶出性侵蝕：對(duì)于一些密實(shí)性較差、滲透性較大的混凝土，在一定壓力的流動(dòng)水中，水化產(chǎn)物Ca（OH）2會(huì)不斷溶出并流失。Ca（OH）2的溶出使水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣失去穩(wěn)定性而水解、溶出，這些水化產(chǎn)物的溶出使混凝土的強(qiáng)度不斷降低。（2）溶解性侵蝕：溶解性侵蝕分為酸侵蝕和堿侵蝕兩類(lèi)。當(dāng)環(huán)境水的PH值小于6.5時(shí)，會(huì)對(duì)混凝土造成酸侵蝕；由于水泥的水化會(huì)生成堿性物質(zhì)，因此混凝土中呈堿性，當(dāng)堿在一定的濃度（15%以下）、溫度（低于50）時(shí)，堿對(duì)混凝土的侵蝕作用很小，但是對(duì)于高濃度的堿溶液或者熔融狀堿會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生侵蝕作用。（3）膨脹性侵蝕：硫酸鹽與混凝土的水化產(chǎn)

26、物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)混凝土產(chǎn)生膨脹破壞作用，是典型的膨脹性侵蝕。2.6.2 影響因素結(jié)構(gòu)的密實(shí)程度和孔隙特征對(duì)混凝土化學(xué)侵蝕會(huì)有所影響；結(jié)構(gòu)密實(shí)和孔隙封閉的混凝土，環(huán)境水不易侵入，故其抗侵蝕性較強(qiáng)。3 提高混凝土耐久性的措施從上述分析可知，混凝土的外部環(huán)境，原料，密實(shí)度和抗?jié)B性是混凝土耐久性能的重要因素因此，工程中應(yīng)根據(jù)具體情況，有針對(duì)性地采取相應(yīng)措施，從混凝土的材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程施工三個(gè)方面提高混凝土的耐久性3.1 混凝土材料3.1.1 水泥水泥及水泥類(lèi)材料的強(qiáng)度和工程性能，是通過(guò)水泥砂漿的凝結(jié)，硬化形成的，水泥石一旦受損，混凝土的耐久性就被破壞，因此水泥的選擇需注意水泥品種的具體性能。采用

27、品質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度等級(jí)不低于 P.O42.5 級(jí)的低堿硅酸鹽水泥或低堿普通硅酸鹽水泥 (摻合料僅為粉煤灰或磨細(xì)礦碴)，禁止使用其它品種水泥。品質(zhì)應(yīng)符合 GB175-2007 規(guī)定： 水泥的比表面積不宜超過(guò) 350m /kg，堿含量不應(yīng)超過(guò) 0.60%， 游離氧化鈣含量不應(yīng)超過(guò) 1.5%， 水泥熟料中 C3A 的含量不宜超過(guò) 8%(強(qiáng)腐蝕環(huán)境下不應(yīng)大于 5%)，C4AF 含量小于 7%、C3S、C2S 含量宜在 40%45%之間的水泥。選擇堿含量小，水化熱低，干縮性小，耐熱性，抗水性，抗腐蝕性，抗凍性能好的水泥，并結(jié)合具體情況進(jìn)行選擇。3.1.2 粗骨料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、級(jí)配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖

28、等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，壓碎指標(biāo)不大于10%，母巖立方體抗壓強(qiáng)度與梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度之比應(yīng)大于2，含泥量小于0.5%，片狀顆粒含量不大于5%，針、顆粒盡量接近等徑狀。粗骨料粒徑宜為520mm，且分兩級(jí)儲(chǔ)存、運(yùn)輸、計(jì)量，510mm 顆粒質(zhì)量占(40±5)%，1020mm顆粒質(zhì)量占(60±5)%。選用無(wú)堿活性粗骨料(因條件所限不得不采用堿硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為 0.100.20%的活性骨料時(shí)，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過(guò)3.0kg/m)。3.1.3 細(xì)骨料細(xì)骨料應(yīng)選擇級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固的天然中粗砂(不宜使用機(jī)制砂和山砂，嚴(yán)禁使用海砂)，細(xì)度模數(shù)2.63

29、.0。嚴(yán)格控制云母和泥土的含量，砂的含泥量應(yīng)不大于1.5%，泥塊含量應(yīng)不大于0.1%，選用無(wú)堿活性細(xì)骨料(因條件所限不得不采用堿硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率為0.10 0.20%的活性骨料時(shí)，由各種原材料帶入混凝土中的總堿量不應(yīng)超過(guò)3.0kg/m )。3.1.4 礦物摻合料適當(dāng)摻用優(yōu)質(zhì)級(jí)粉煤灰、磨細(xì)礦渣、微硅粉等礦物摻合料或復(fù)合礦物摻合料，級(jí)粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉分別應(yīng)符合GB1596和GB/T18046的規(guī)定，級(jí)粉煤灰需水量比不應(yīng)大于100%，磨細(xì)礦渣比表面積應(yīng)大于450m /kg。礦物摻合料摻量不超過(guò)水泥用量的30%，粉煤灰與磨細(xì)礦渣復(fù)合使用時(shí)，兩者之比為 1：1。3.1.5 專(zhuān)用復(fù)合外劑專(zhuān)用復(fù)合外加

30、劑采用具有高效減水、坍落度損失小、適當(dāng)引氣、能細(xì)化混凝土孔結(jié)構(gòu)、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的專(zhuān)用復(fù)合外加劑，盡量降低拌和水用量，專(zhuān)用復(fù)合外加劑必須滿(mǎn)足專(zhuān)用復(fù)合外加劑的規(guī)定。3.1.6 拌合和養(yǎng)護(hù)用水混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水，應(yīng)考慮其對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響。水灰比的大小很大程度影響混凝土強(qiáng)度值的大小。拌合水應(yīng)檢查其雜質(zhì)情況，防止影響砂漿及混凝土生成時(shí)雜質(zhì)影響其耐久性。海水中含有硫酸鹽、鎂鹽和氯化物，除了對(duì)水泥石有腐蝕作用外，對(duì)鋼筋的腐蝕也有影響，因此在腐蝕環(huán)境中的混凝土不宜采用海水拌制和養(yǎng)護(hù)。拌制和養(yǎng)護(hù)混凝土用水應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行混凝土拌和用水標(biāo)準(zhǔn)的要求。凡符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的水，即可使用。3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3

31、.2.1 混凝土配合比 混凝土配比的設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足混凝土強(qiáng)度，工作性的同時(shí)應(yīng)考慮盡量減少水泥用量和用水量，降低水化熱，減少收縮裂縫，提高密實(shí)度，采用合理的減水劑和引氣劑，改善混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，摻入足量的混合料，提高混凝土耐久性能。3.2.2 混凝土保護(hù)層混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋混凝土是由鋼筋和混凝土兩種不同材料組成的復(fù)合材料，兩種材料具有良好的粘結(jié)性能是它們共同工作的基礎(chǔ)，從鋼筋粘結(jié)錨固角度對(duì)混凝土保護(hù)層提出要求，是為了保證鋼筋與其周?chē)炷聊芄餐ぷ?，并使鋼筋充分發(fā)揮計(jì)算所需強(qiáng)度。 鋼筋裸露在大氣或者其他介質(zhì)中，容易受蝕生銹，使得鋼筋的有效截面減少，影響結(jié)構(gòu)受力，因此需要根據(jù)耐久性要求規(guī)定不同使用環(huán)境的

32、混凝土保護(hù)層最小厚度，以保證構(gòu)件在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)鋼筋不發(fā)生降低結(jié)構(gòu)可靠度的銹蝕。 針對(duì)不同的腐蝕環(huán)境應(yīng)設(shè)計(jì)不同的保護(hù)層厚度。如一類(lèi)環(huán)境(室內(nèi)正常環(huán)境)，設(shè)計(jì)使用年限為 100 年的結(jié)構(gòu)混凝土應(yīng)符合下列規(guī)定：混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)按規(guī)范的規(guī)定增加40；當(dāng)采取有效的表面防護(hù)措施時(shí)，混凝土保護(hù)層厚 7 度可適當(dāng)減少。混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件宜整體澆筑，不宜留施工縫。當(dāng)必須有施工縫時(shí)，其位置及構(gòu)造不得有損于結(jié)構(gòu)的耐久性。3.2.3 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)也應(yīng)考慮構(gòu)件受局部損壞后的整體耐久能力。3.3 工程施工3.3.1 混凝土的拌制混凝土配合比應(yīng)考慮強(qiáng)度、彈性模量、初凝時(shí)間、工作度等因素并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。

33、混凝土原材料應(yīng)嚴(yán)格按照施工配合比進(jìn)行準(zhǔn)確稱(chēng)量，稱(chēng)量最大允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定(按重 量計(jì))：膠凝材料(水泥、摻合料等)±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌和用水±1%。攪拌混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格測(cè)定細(xì)骨料的含水率，準(zhǔn)確測(cè)定因天氣變化而引起的粗細(xì)骨料含水量的變化，以便及時(shí)調(diào)整施工配合比。混凝土攪拌時(shí)投料順序?yàn)椋合认驍嚢铏C(jī)投入細(xì)骨料、水泥、礦物摻和料和外加劑，攪拌均勻后，再加入所需用水量，待砂漿充分?jǐn)嚢韬笤偻度氪止橇?，并繼續(xù)攪拌至均勻?yàn)橹埂Ｉ鲜雒恳浑A段的攪拌時(shí)間不應(yīng)少于30s，總攪拌時(shí)間不應(yīng)少于2 min， 也不宜超過(guò)3 min。混凝土拌和物入模前進(jìn)行含氣量測(cè)試，

34、并控制在24%的范圍內(nèi)。3.3.2 混凝土的輸送混凝土采用混凝土輸送泵輸送或混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送。當(dāng)采用泵送時(shí)，輸送管路的起始水平段長(zhǎng)度不小于15m，除出口處采用軟管外，輸送管路其它部分不得采用軟管或錐形管。輸送管路應(yīng)固定牢固，且不得與模板或鋼筋直接接觸?；炷翍?yīng)連續(xù)輸送，輸送時(shí)間間隔不大于45min，且坍落度損失不大于10%。輸送泵接料斗格網(wǎng)上不得堆滿(mǎn)混凝土，要控制供料流量，及時(shí)清除超徑的骨料及異物。夏季高溫施工時(shí)宜用濕草袋等覆蓋輸送管，防止因輸送管道溫度過(guò)高造成混凝土坍落度損失過(guò)大影響施工，直至造成混凝土堵管。冬季施工時(shí)宜用保溫材料包扎輸送管防止混凝土受凍。3.3.3 混凝土澆筑澆筑混凝土前，

35、應(yīng)針對(duì)工程特點(diǎn)、施工環(huán)境條件與施工條件事先設(shè)計(jì)澆筑方案，包括澆筑起點(diǎn)、澆筑進(jìn)展方向和澆筑厚度等；混凝土澆筑過(guò)程中，不得無(wú)故更改事先確定的澆筑方案。應(yīng)仔細(xì)檢查鋼筋型號(hào)、數(shù)量、間距、保護(hù)層厚度及其緊固程度。構(gòu)件側(cè)面和底面的墊塊至少應(yīng)為個(gè)m ，綁扎墊塊和鋼筋的鐵絲頭不得伸入保護(hù)層內(nèi)?；炷翝仓r(shí)的自由傾落高度不得大于m；當(dāng)大于m 時(shí)，應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土，確?；炷敛怀霈F(xiàn)分層離析現(xiàn)象?；炷恋臐仓?yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進(jìn)行，間隙時(shí)間不得超過(guò) 90min；混凝土的一次攤鋪厚度不大于 300mm?；炷恋臐仓?yīng)盡量選擇在一天中氣溫適宜時(shí)進(jìn)行，混凝土的入模溫度為530，夏季氣溫較高

36、時(shí)采用冷卻水拌和混凝土，使其入模溫度符合要求。模板的溫度為 535，夏季氣溫較高時(shí)采用冷卻水噴灑模板，并采取遮蔭措施。在低溫條件下澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋胤纼龃胧?，防止混凝土受凍?.3.4 混凝土振搗所有混凝土一經(jīng)灌注，立即進(jìn)行全面的搗實(shí)，使之形成密實(shí)、均勻的整體?；炷恋拿軐?shí)采用高頻插入式振搗棒和附著式振動(dòng)器聯(lián)合振搗的方式進(jìn)行。 混凝土振搗采用操作臺(tái)統(tǒng)一控制，操作臺(tái)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，統(tǒng)一指揮，嚴(yán)格控制振動(dòng)時(shí)間及振動(dòng)順序。3.3.5 混凝土養(yǎng)護(hù)混凝土養(yǎng)護(hù)要注意濕度和溫度兩個(gè)方面。養(yǎng)護(hù)不僅是澆水保濕，還要注意控制混凝土的溫度變化。在濕養(yǎng)護(hù)的同時(shí)，應(yīng)該保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度和所接觸的大氣溫

37、度之間不出現(xiàn)過(guò)大的差異。采取保溫和散熱的綜合措施，防止溫降和溫差過(guò)大。因此，綜合考慮，蒸汽養(yǎng)護(hù)能較好地解決以上兩個(gè)方面的問(wèn)題。 混凝土養(yǎng)護(hù)溫度控制的原則是：升溫不要太早和太高；降溫不要太快；混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間以及混凝土表面和大氣之間的溫差不要太大。 溫度控制的方法和制度要根據(jù)氣溫(季節(jié))、混凝土內(nèi)部溫度、構(gòu)件尺寸、約束情況、混凝土配合比等 具體條件來(lái)確定。3.3.6 混凝土的拆?；炷敛鹉r(shí)的強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)考慮拆模時(shí)的混凝土溫度(由水泥水化熱引起)不能過(guò)高，以免混凝土接觸空氣時(shí)降溫過(guò)快而開(kāi)裂，更不能在此時(shí)澆注涼水養(yǎng)護(hù)?；炷羶?nèi)部開(kāi)始降溫以前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時(shí)不

38、得拆模。 一般情況下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件芯部混凝土與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差大于 20(截面較為復(fù)雜時(shí)，溫差大于15)時(shí)不宜拆模。大風(fēng)或氣溫急劇變化時(shí)不宜拆模。在寒冷季節(jié)，若環(huán)境溫度低于0時(shí)不宜拆模。在炎熱和大風(fēng)干燥季節(jié)，應(yīng)采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。拆模按立模順序逆向進(jìn)行，不得損傷混凝土，并減少模板破損。當(dāng)模板與混凝土脫離后，方可拆卸、吊運(yùn)模板。拆模后的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)在混凝土達(dá)到 100%的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，方可承受全部設(shè)計(jì)荷載。 4 案例分析4.1 工程概況 青島海灣大橋是青島市道路交通網(wǎng)絡(luò)布局中膠州灣東西岸跨海通道的重要組成部分。青島海灣大橋設(shè)計(jì)起點(diǎn)位于

39、青島側(cè)膠州灣高速公路李村河大橋北200m處，北距環(huán)太原路立交720m，設(shè)李村河互通立交與膠州灣高速公路相接；終點(diǎn)位于黃島側(cè)膠州灣高速公路東km處，順接濟(jì)青南線(xiàn)設(shè)計(jì)起點(diǎn)；中間設(shè)立紅島互通與擬建的紅島連接線(xiàn)相接。路線(xiàn)全長(zhǎng)26.707km，其中跨海大橋25.880km。本工程為了提高混凝土耐久性，主要從混凝土耐久性容易失效的影響因素進(jìn)行分析、再對(duì)其采取具體的措施進(jìn)行整改、從而取得了良好的效果。  4.2 影響混凝土工程耐久性的因素及其破壞作用：    影響混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的荷載可分為兩大類(lèi)，第一類(lèi)是物理外力，如疲勞荷載、風(fēng)荷載、海浪和水流沖擊、地震力及意外事故撞擊等等

40、；第二類(lèi)主要是化學(xué)或物理化學(xué)作用力，如：腐蝕、碳化、凍融、堿骨料反應(yīng)等。物理外力荷載主要由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決，本方案主要考慮化學(xué)或物理化學(xué)作用力荷載對(duì)耐久性的影響。  一般地，鋼筋混凝土的破壞因素主要有：鋼筋銹蝕作用、碳化作用、凍融循環(huán)作用、堿一集料反應(yīng)、溶蝕作用、鹽類(lèi)侵蝕作用、沖擊磨損等機(jī)械破壞作用。  對(duì)照環(huán)境負(fù)荷和腐蝕特點(diǎn)，青島海灣大橋橋梁工程的環(huán)境條件屬于典型的北方海洋性環(huán)境，其耐久性的主要影響因素是：首先，其處于北方地區(qū)，每年均有23個(gè)月左右的冰期，存在凍融循環(huán)引起混凝土破壞的可能；其次，從化學(xué)侵蝕和腐蝕方面，主要存在SO  “侵蝕的混凝土腐蝕作用和C1 引起

41、的鋼筋銹蝕作用。4.2.1 影響因素   對(duì)于混凝土的耐久性問(wèn)題，通常并不是凍融、化學(xué)腐蝕和碳化性能等單一破壞因素作用下的耐久性。在實(shí)際工程中，結(jié)構(gòu)混凝土的耐久性問(wèn)題是一種在荷載的作用下碳化、CI 侵蝕、硫酸鹽腐蝕或凍融等多種破壞因素交互作用的復(fù)雜問(wèn)題。青島海灣大橋橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)面臨的主要耐久性因素可能是凍融循環(huán)與CI 、SO 侵蝕的復(fù)合作用，其影響程度對(duì)比如下：    （1）硫酸鹽侵蝕發(fā)揮作用后，和凍融循環(huán)破壞作用相互影響：凍融循環(huán)破壞作用下的混凝土的抗?jié)B透性能逐漸下降，使硫酸鹽溶液更容易滲透到混凝土內(nèi)部，增加內(nèi)部混凝土的硫酸鹽濃度，使硫酸鹽侵蝕速

42、度加快；硫酸鹽侵蝕作用使得混凝土產(chǎn)生膨脹而引起裂縫，混凝土強(qiáng)度下降，裂縫吸水以后會(huì)使該處的凍融破壞加劇，強(qiáng)度下降造成混凝土抵抗破壞能力的下降；凍融循環(huán)過(guò)程中的低溫使硫酸鹽侵蝕的化學(xué)反應(yīng)速度變慢。但是硫酸鹽對(duì)混凝土的侵蝕作用，需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能發(fā)揮出來(lái)，一旦這種侵蝕作用得到發(fā)揮，在凍融循環(huán)的共同作用下，混凝土?xí)杆倨茐?。然而，有研究表明，與凍融損傷相比，硫酸鹽侵蝕作用比較緩慢，在水灰比較低的混凝土或高性能混凝土遭到凍融破壞時(shí)，硫酸鹽侵蝕作用還沒(méi)發(fā)揮出來(lái)；并且與混凝土內(nèi)部組分產(chǎn)生的膨脹產(chǎn)物的化學(xué)反應(yīng)與Na 和K 等的堿骨料反應(yīng)等作用一樣，可以通過(guò)控制混凝土內(nèi)部組分來(lái)避免。因此硫酸鹽侵蝕相對(duì)于凍融損

43、傷而言，作用程度較輕且緩慢，只要通過(guò)必要的混凝土選材、配制手段，可以抑制或延緩工程中硫酸鹽的腐蝕問(wèn)題。 （2）氯鹽溶液可以加快混凝土在凍融循環(huán)過(guò)程中的動(dòng)彈性模量和質(zhì)量損失的速度，但不改變混凝土的凍融循環(huán)破壞機(jī)理和破壞形態(tài)。而凍融循環(huán)作用引起的混凝土表面剝落、裂縫，減少了混凝土保護(hù)層的有效厚度，并且加速了CI 向鋼筋表面聚集的速度。由于CI 本身并不與混凝土中的組分發(fā)生過(guò)多的化學(xué)反應(yīng)，而混凝土更為致密的結(jié)構(gòu)也幾乎是只能延緩而不可能完全阻止其向鋼筋表面的集聚，由此CI 引起的鋼筋銹蝕作用影響結(jié)構(gòu)的整個(gè)壽命，是不可避免的。CI 侵蝕作用和凍融循環(huán)作用的疊加效應(yīng)是自始至終存在的，并且兩者的疊加作用有互

44、相加速的作用。4.2.2  破壞作用    凍融循環(huán)一一CI 侵蝕的復(fù)合作用是影響青島海灣大橋橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的關(guān)鍵。根據(jù)工程各部位所處環(huán)境不同，其耐久性破壞作用也不同：    (1) 大氣區(qū)    海洋大氣的一個(gè)主要特征就是大氣中CI 含量較高。同時(shí)大氣區(qū)中，混凝土均處于低含水率狀態(tài)，其凍融循環(huán)作用較弱或者基本不存在。    本工程中大氣區(qū)混凝土構(gòu)件，可以認(rèn)為處于海洋性大氣環(huán)境，其耐久性主要影響因素為氯離子侵蝕。    (2) 水位變動(dòng)區(qū)、浪濺區(qū)    水位變動(dòng)區(qū)、浪濺區(qū)中混凝土的氯離子表面聚集程度相對(duì)較高，由于青島膠州灣地區(qū)有一定時(shí)間的冰期，水位變動(dòng)區(qū)、浪濺區(qū)混凝土處于高含水率狀態(tài)，凍融循環(huán)作用明顯。因此對(duì)于水位變動(dòng)區(qū)、浪濺區(qū)混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其耐久性主要影響因素為凍融循環(huán)一CI 侵蝕的復(fù)合作用。    (3) 水下區(qū)    水下區(qū)氯離子侵蝕較為微弱，并且基本處于非冰凍區(qū)，因此其環(huán)境相對(duì)較為良好。耐久性設(shè)計(jì)時(shí)僅對(duì)其作一般性考慮。4.3 改善混凝土結(jié)構(gòu)耐久性