試析跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制

樊紀(jì)江

摘 要：隨著我國(guó)的橋梁建設(shè)事業(yè)飛速的發(fā)展，也隨之出現(xiàn)了一大批跨海橋梁工程，而大部分的跨海橋梁工程都是以混凝土為主體結(jié)構(gòu)的，這些混凝土結(jié)構(gòu)所面臨的自然條件也是更為復(fù)雜和惡劣的。因此，要想最大限度的保證跨海橋梁工程項(xiàng)目的使用壽命，那么就需要多個(gè)部門和多個(gè)方面的共同配合，如設(shè)計(jì)、材料、施工以及監(jiān)理等，采取更為科學(xué)合理的耐久性控制措施，做好跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制工作。文章便對(duì)影響跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素以及跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探析，從而詳細(xì)的論述了如何做好跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制工作。

關(guān)鍵詞：跨海橋梁；混凝土結(jié)構(gòu)耐久性；影響因素及質(zhì)量控制

1 影響跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素

1.1 海水中的氯鹽

氯鹽是一種較強(qiáng)的電解質(zhì)，而混凝土內(nèi)部又肯定是會(huì)存在空隙的，那么氯鹽就會(huì)進(jìn)入到混凝土中，加大了對(duì)混凝土的溶解和侵蝕，還會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)凍融破壞和結(jié)晶腐蝕的現(xiàn)象。混凝土的外部往往都會(huì)包裹上鋼筋，而氯鹽最主要的破壞作用就是腐蝕這層鋼筋，兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)后，鋼筋就會(huì)發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，可見(jiàn)，在跨海橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)中，氯鹽是一種十分危險(xiǎn)的破壞因素。

1.2 硫酸鎂的侵蝕性

在我國(guó)的海洋環(huán)境中，硫酸鹽和鎂鹽的分布也是十分廣泛的，而侵蝕性最為強(qiáng)烈的物質(zhì)就是硫酸鎂了。在海洋環(huán)境中硫酸根離子和鎂離子都屬于侵蝕源，兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)后會(huì)產(chǎn)生鎂侵蝕和硫酸鎂侵蝕，并且石膏也是一種反應(yīng)產(chǎn)物，這就會(huì)加劇內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力，混凝土結(jié)構(gòu)也就更易出現(xiàn)膨脹和開(kāi)裂等問(wèn)題。在此過(guò)程中會(huì)將氫氧化鈣轉(zhuǎn)化成氫氧化鎂，水泥石系統(tǒng)的堿度被大大降低，分解了水化產(chǎn)物，影響了混凝土黏結(jié)性和強(qiáng)度。同時(shí)還會(huì)生成鈣礬石，這是一種膨脹性產(chǎn)物，其會(huì)結(jié)合大量的水并導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)膨脹、開(kāi)裂和解體的問(wèn)題。

1.3 堿集料反應(yīng)

大量的研究已經(jīng)證實(shí)了堿含量的水分以及堿活性集料的存在對(duì)于混凝土能否發(fā)生AAR是有著直接的影響的，橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于海洋環(huán)境中，其自身的濕度非常高，并且海水滲入到混凝土結(jié)構(gòu)中就會(huì)帶有鈉離子和鉀離子，當(dāng)氫氧離子的濃度是大于300mmol/L時(shí)，就會(huì)發(fā)生AAR，氯離子就會(huì)起到催化劑的作用。如果混凝土中的堿含量太高，氯離子也會(huì)起到催化的作用。可見(jiàn)，跨海橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)是有著很大的堿集料反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的，發(fā)生這一反應(yīng)后會(huì)生成堿性硅酸鹽，其體積和膨脹壓力就會(huì)隨之增大，混凝土局部就會(huì)出現(xiàn)過(guò)度膨脹的問(wèn)題，其侵蝕破壞的進(jìn)程也會(huì)被加快。

1.4 物理因素的影響

溫度上升的速度越快，那么腐蝕的反應(yīng)速度也會(huì)越高，溫度過(guò)高時(shí)就會(huì)降低鋼筋脫鈍的時(shí)間，大大的加快腐蝕的破壞進(jìn)程。而混凝土材料又都是多孔結(jié)構(gòu)的，通常混凝土孔隙中水溶液的濃度和水分蒸發(fā)都是有一個(gè)極限值，如果超過(guò)了這一數(shù)值，那么鹽類在水中就會(huì)發(fā)生結(jié)晶的現(xiàn)象，這樣混凝土結(jié)構(gòu)也容易出現(xiàn)開(kāi)裂和剝落的問(wèn)題。有時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)還可能正處于干濕交替的過(guò)程，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)連續(xù)結(jié)晶-溶解循環(huán)的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)層狀剝落的問(wèn)題。

2 跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制

2.1 采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋

跨海橋梁所處的環(huán)境是較為惡劣和復(fù)雜的，那么要想有效的防止出現(xiàn)鋼筋被腐蝕的問(wèn)題，建議采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋。要想制作出高性能的圖層，首先應(yīng)對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行靜電噴涂的操作，應(yīng)先對(duì)普通鋼筋進(jìn)行除銹，之后對(duì)其表面進(jìn)行打毛操作，然后再加熱鋼筋，并將帶電的環(huán)氧樹(shù)脂粉末噴在鋼筋的表面上，然后進(jìn)行固化和養(yǎng)護(hù)等操作，這樣就得到了一層完整、連續(xù)的環(huán)氧樹(shù)脂薄膜保護(hù)層，其能夠?qū)⒄麄€(gè)鋼筋表面包裹起來(lái)。這一涂層是不會(huì)與酸堿發(fā)生反應(yīng)的，干縮小，并且具有良好的延性和穩(wěn)定性，與金屬表面也具有理想的黏著性。這樣在鋼筋表面就形成了能夠與侵蝕性物質(zhì)相阻隔的物理屏障，其也能夠保證鋼筋不與外界的電流接觸，大大的提升了鋼筋的防腐能力。

2.2 提升混凝土材料自身的性能

在跨海橋梁的施工建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)盡可能的選用高性能的混凝土，其比普通使用的混凝土?xí)哂懈玫哪途眯裕m然有著不同的用途需求，但總體上都是具有很高的體積穩(wěn)定性、耐久性、適用性和強(qiáng)度的。應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)的原材料來(lái)配置高性能混凝土，水膠比較低，并且應(yīng)添加適量的外加劑和礦物摻合料。（1）礦物摻合料應(yīng)選擇粉煤灰，嚴(yán)格控制膠凝材料的用量。要想進(jìn)一步的提升混凝土的均勻性和密實(shí)程度，那么就必須控制好膠凝材料的最大用量和最少用量，應(yīng)明確的規(guī)定工程項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的用量，通常最低用量也應(yīng)多于400kg/m3的，最高的用量應(yīng)控制在500-550mg/m3之間。為有效的提升混凝土的抗氯離子滲透性能，就應(yīng)摻加適量的礦物摻合料，這里建議使用的礦物摻合料為粉煤灰；（2）進(jìn)一步的優(yōu)化集料級(jí)配。不應(yīng)使用細(xì)砂，而是應(yīng)盡可能的采用中砂和全級(jí)配碎石，從而保證混凝土具有良好的密實(shí)度。粗集料的最大粒徑是會(huì)影響到混凝土的抗?jié)B性和強(qiáng)度的，硬化的水泥漿與粗大粒徑的粗集料的界面位置處有很大的應(yīng)力差，不但會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，還易出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，因此，粗集料的最大粒徑建議選用25mm的碎石；（3）應(yīng)用高效的減水劑。為了更好的控制混凝土的水膠比，就應(yīng)應(yīng)用高效的減水劑，其減水率可以達(dá)到35%，可以將混凝土的水膠比控制在0.4以下，既提升了混凝土的密實(shí)度，同時(shí)也改進(jìn)了混凝土拌合物的施工性能和流動(dòng)性。

2.3 防腐涂料外涂層保護(hù)

（1）滲透性的環(huán)氧封閉底漆。為了提升混凝土的表面強(qiáng)度，通常都應(yīng)涂裝滲透性的封閉底漆，保證混凝土與涂層之間的附著力，同時(shí)也提升了涂層的抗?jié)B透性和封閉性。在實(shí)踐工作中，建議選用FPP502這一抗堿底漆，其能夠滲入到混凝土中，為之后的涂裝作業(yè)提供良好的表面；（2）環(huán)氧膩?zhàn)友a(bǔ)平層。作為一種十分理想的補(bǔ)平材料，環(huán)氧膩?zhàn)泳哂辛己玫膹?qiáng)度、耐腐蝕性、耐堿性和附著力，其可以保證混凝土涂層的抗?jié)B透性，也可以保證涂層的耐久性和強(qiáng)度；（3）脂肪族聚氨酯面漆。這種材料具有極強(qiáng)的耐海洋大氣腐蝕性和耐鹽霧性，在各種惡劣的氣候條件下都有著廣泛的應(yīng)用，即使是在強(qiáng)烈的日光照射下，其也不易變色、粉化和分解，充分的保證了涂層的外觀效果。

2.4 做好施工中的質(zhì)量控制和管理工作

（1）嚴(yán)格把控混凝土的成型質(zhì)量。在得到可以使用的高性能混凝土后，應(yīng)先將其攪拌均勻并振搗密實(shí)，盡可能的保證結(jié)構(gòu)的外觀質(zhì)量，防止砂線、蜂窩、露筋、裂縫、麻面等質(zhì)量病害的出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)了這些問(wèn)題，海水中的污染物機(jī)會(huì)聚集在其表面并慢慢的進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，這就會(huì)大大的降低結(jié)構(gòu)的耐久性。所以，必須嚴(yán)格的把控混凝土的成型質(zhì)量；（2）混凝土保護(hù)層應(yīng)具有足夠的厚度。提升混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的一項(xiàng)重要措施就是保護(hù)層的厚度是足夠的，而對(duì)于跨海橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其混凝土保護(hù)層的厚度應(yīng)超過(guò)50mm，當(dāng)然也不宜過(guò)大，過(guò)大就會(huì)惡化其抗?jié)B能力；（3）注意環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋施工中的問(wèn)題。施工時(shí)很容易就會(huì)破壞環(huán)氧樹(shù)脂涂層，應(yīng)嚴(yán)格的控制環(huán)氧涂層鋼筋在加工、運(yùn)輸、安裝和儲(chǔ)存等每一個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)質(zhì)量，對(duì)其外觀進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)，并進(jìn)行涂層厚度、柔韌性和連續(xù)性等方面的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其受到損壞時(shí)應(yīng)立即采取修補(bǔ)措施。進(jìn)行澆筑作業(yè)時(shí)，必須采取添加橡皮套等防護(hù)措施。

通過(guò)以上的論述，我們對(duì)影響跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素以及跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的質(zhì)量控制兩個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。混凝土的自身因素、物理因素以及化學(xué)侵蝕破壞因素等都會(huì)影響跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，并且它們也是相互聯(lián)系并相互促進(jìn)的，在跨海橋梁工程的實(shí)際施工建設(shè)過(guò)程中，我們應(yīng)采取有針對(duì)性的質(zhì)量控制措施，如采用環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋、防腐涂料外涂層保護(hù)以及高性能混凝土等，最大限度的提高跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，保證其建設(shè)的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]宋夫才.橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性若干問(wèn)題的探討[J].混凝土，2011.

[2]譚克俊.跨海橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)[J].城市道橋與防洪，2012.

[3]顏君毅.提高對(duì)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)[J].建材技術(shù)與應(yīng)用，2010.