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桥梁工程中的混凝土耐久性问题

所属分类:世界杯压球app动态    发布时间: 2021-12-08    作者:星荣通建设
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宁夏桥梁工程中使用的混凝土不仅要满足一般混凝土的工作性能和强度要求,具有优异的耐久性。桥梁建筑混凝土因无遮盖而暴露在大气中,长期受风霜雨雪侵蚀。因此,混凝土耐久性的首要要求是混凝土必须具备抵抗现场条件破坏的能力;次之,要满足荷载条件、混凝土碳化和温度应力的要求,尤其是裂缝的控制。

一、气候条件

如果混凝土密实性差,其抗渗性差,会导致更多的水进入混凝土,加速混凝土结构的冻融破坏。因此,减少水灰比,增加单位混凝土中水泥的用量,有利于混凝土结构抗冻融破坏。除此之外,应预防使用吸水率高的骨料,加强排水,预防混凝土结构饱和,也可使用引气剂,这也是提高混凝土抗冻性的有效措施。

二、暴露条件

桥墩经常被海水或污水侵蚀,因此桥梁混凝土的耐化学侵蚀性也是保证桥梁混凝土耐久性的重要因素之一。

在其它腐蚀介质中,由于硫酸盐存在于海水及某些地区的土壤和地下水中,因此对桥梁的腐蚀也会产生强烈的腐蚀。硫酸盐主要与水泥中的C2S2H凝胶和水化铝酸盐发生反应,导致硫酸钙膨胀或二水石膏沉积膨胀。凡士林水泥矿物可引入抗硫酸盐侵蚀,降低孔隙率或表面处理,封闭孔隙通道。

宁夏桥梁工程

高电阻率是混凝土的优良性能,比氯离子渗透率低的性能更突出,防止钢筋过早腐蚀。降低水灰比和增加水泥用量可以提高混凝土的电阻率,但在水泥用量较大的混凝土中加入硅粉是提高混凝土电阻率的另一种有效方法。

三、荷载条件

荷载条件包括交通车辆、风、地震等作用。车辆或流水中的悬浮物和泥沙会磨损混凝土表面。此外,流水的气泡冲击与磨损相似,也可能导致混凝土故障。一般来说,表面磨损不是桥面板的主要性能指标,但在允许使用防滑链或钉轮胎或水面有大量浮冰的地方,磨损可能更严重,耐磨性是混凝土的重要参数。此外,如果预应力混凝土桥梁长期处于使用荷载大于设计荷载的情况下,混凝土在拉伸区域可能会开裂。

四、温度应力裂缝

混凝土水化反应时,应释放热量,导致构件中心与边缘之间的温差和应力。应力大于当时混凝土的抗拉强度,混凝土会开裂。混凝土构件尺寸越大,出现温度应力裂缝的可能性越大。减少水泥用量、降低混凝土初温是解决温度应力裂缝的主要手段。

五、碱骨料反应

碱骨料反应是指混凝土中的氢氧根离子与骨料中的活性二氧化硅之间的反应。混凝土中的碱离子主要是从水泥中引入的。当骨料中含有二氧化硅时,碱离子和二氧化硅在有水的条件下反应生成一种含碱金属的硅胶,具有很强的吸水膨胀能力>。其形成和生长往往导致混凝土内部膨胀,这种膨胀产生的内部应力使混凝土内部形成微裂缝,甚至导致混凝土严重开裂。

六、混凝土的碳化

混凝土是以水泥砂浆为基体,以骨料为加固材料的复合材料。C2H2S凝胶是水泥砂浆的主要成分,是一种结晶不完整、蜂窝状、复杂的网状结构。骨料与水泥砂浆之间有微孔和微裂纹,因此混凝土材料具有一定的渗透性。空气中的二氧化碳扩散到混凝土和水中产生碳酸。碳酸与水泥水化过程中产生的氢氧化钙、硅酸二钙和硅酸三钙反应产生碳酸钙。在自由水的作用下,碳酸钙沉淀在混凝土内的孔中,即混凝土碳化。

由于混凝土材料缺乏耐久性,桥梁结构缺乏耐久性。调查数据显示,许多桥梁在未达到设计寿命的情况下提前进入加固维护期,主要原因之一是混凝土耐久性不足。目前,我国路桥基础设施建设投资巨大。如果不提高桥梁混凝土的耐久性,未来维护、加固和重建成本将非常巨大。宁夏桥梁工程