海洋混凝土結構耐久性

2022-10-03 10:09:04 字數 913 閱讀 7830

【摘要】基於混凝土結構耐久性很大程度取決於混凝土保護層質量,應對混凝土保護層進行主動增強來提高,針對海洋工程耐久性問題,提出混凝土的梯度設計理論,並進行試驗研究,為海洋工程耐久性防護提供了新的理念和相關資料。

1、隨著沿海區域經濟發展一體化程序的快速形成,帶動了各類港口、海塘、海上平台、濱海電廠及跨海大橋等重要和重大海洋工程的建設熱潮

僅浙東沿海地區而言,就有嘉紹跨海大橋、象山港跨海大橋及規劃中的杭州灣跨海鐵路大橋,等。這些基礎設施大多採用混凝土結構且投資巨大,其服役壽命往往在100年以上。然而海洋服役環境下混凝土結構過早劣化已成為普遍現象[1-3],尤其處於浪濺區的混凝土構件,因該區供養充足、浪花不斷衝擊和潤濕,加上乾濕交替及鹽分濃縮,最先破壞,進而引起工程整體功能失效,因而浪濺區直接決定著海洋基礎設施的服役壽命。

可見在建設高峰期時,從保障執行質量、提高投資效益,都迫切需要全面提公升海洋混凝土結構耐久性。

2、目前針對耐久性問題,工程中一般採取「以防為主」的措施

如:使用礦物摻合料、環氧鋼筋、鋼筋阻鏽劑及陰極保護等。事實上,海洋工程病害往往首先表現為保護層耐久性不足而後引起深層的破壞,有害物質通過保護層的孔隙和裂縫滲透和抵達到鋼筋表面,引起鋼筋脫鈍及腐蝕,因此混凝土結構耐久性很大程度上取決於混凝土保護層。

目前常採用表面塗層或矽烷浸漬來封閉保護層裂縫和隔離介質侵入,然而表面塗層,如:聚氨酯、環氧類等,其綜合性能難以滿足嚴酷的海洋環境要求,尤其浪濺區,在100年的設計壽命內不發生破壞尚不得而知,長效型塗層的設計年限也就20年,大量工程應用也表明10年左右就得重新塗裝,但海洋工程往往是難維修、甚至不可維修;矽烷浸漬雖能深入混凝土表層一定區域,其相容性得到改善,但浸漬深度通常只有3-8mm,易受到泥砂、海浪沖刷破壞;此外,也有採用frp、纖維增強水泥基複合材料預製成永久模板,再在永久模板上澆築混凝土,使兩者共同構成結構構件,利用面層抵抗海洋環境作用,但永久模板與混凝土相容性不好,易因介面剪下破壞而失效。

混凝土結構的耐久性設計

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