论文部分内容阅读
摘要：西塔高速公路部分路段的路基有盐渍化现象，应对混凝土结构进行防护，延长结构的使用寿命
关键词：耐久性 防腐蚀 使用寿命
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
一 ．腐蚀设计原则
青海省西宁至塔尔寺高速公路拟建路线走廊范围内的盐渍化现象较为广泛大部分路段为土，为亚硫酸盐和硫酸盐中盐渍。硫酸盐具盐胀性，其含盐量对土体影响较大。通过混凝土表面侵入混凝土内，与混凝土中的氢氧化钙、水化硅酸钙、水化硫铝酸钙等水化产物发生反应，形成结晶体，由于体积的膨胀变化，混凝土表面发生胀裂，进而剥落结构物表面的混凝土。因此有效控制SO42-渗入混凝土，是青海省西宁至塔尔寺高速公路结构耐久性防腐的核心。
根据青海省西宁至塔尔寺高速公路盐渍土的化学成分、气候特点、腐蚀特点及构造物所处的腐蚀环境，提出的防腐蚀设计总体思路为提高混凝土性能、增加混凝土保护层，同时针对不同的结构部位采用相应的附加防腐蚀措施，如掺加钢筋阻锈剂、防腐涂层。总体而言，防渗、抗裂是桥涵基础混凝土防腐蚀重点。
青海省西宁至塔尔寺高速公路防腐蚀原则为：
防腐设计应根据盐岩的化学成分及程度、地下水位，采取不同的防腐措施；
防腐蚀措施应考虑项目所在地气候和水文特点；
便于修复、加固预案，是防腐的对策和原则之一；
防腐蚀措施采取“隔、阻、缓” 的综合防腐措施，即结构表面涂防水及防腐蚀材料、提高混凝土自身的防腐能力，延缓对混凝土的腐蚀；
防腐蚀措施能够体现目前混凝土防腐蚀设计的发展，且要求安全、可靠、持久；
结构的防腐蚀耐久性设计是一个系统工程，它涉及到设计方法、施工质量、实施监理控制及管理部门后期对结构的养护维修措施等各方面的内容，很大程度上取决于结构施工过程中的质量控制与保证以及结构使用过程中例行检测与正确维修。因此，必须采取防护措施解决盐渍土对桥涵基础钢筋及混凝土的腐蚀问题，保证桥涵构造物的安全耐久，达到规范要求的使用年限，建设单位、设计、施工及监理四方应紧密协作，共同解决结构耐久性各项措施的落实。
二．基本要求
（1） 混凝土
混凝土的各项指标除须满足现行设计、施工规范的要求外，同时也须满足下列方面要求：
a、工作性能
预制构件用混凝土坍落度：6±2cm；泵送混凝土坍落度：14±2cm，同时要求混凝土拌合物具有良好的坍落度、均匀性、保水性能。
b、力学性能
混凝土强度等级符合设计要求，并保证有一定的富余。
c、常规耐久性能
抗渗等级≥W8；
抗冻等级≥F150。
（2）提高混凝土耐久性的具体措施
1. 控制混凝土中钢筋的保護层厚度
2．泥下区指陆地地面线以下范围。
b、控制裂缝宽度
钢筋混凝土结构通过增加配筋、增大截面尺寸等措施限制裂缝宽度。
c、采用真空吸浆
预应力管道采用真空吸浆施工工艺，确保压浆密实。
d、采用抗硫酸盐水泥混凝土
由于青海省西宁至塔尔寺高速公路中盐渍土成分以硫酸盐为主，采用抗硫酸盐水泥混凝土能够提高混凝土结构对硫酸根离子的耐腐蚀性。
e、对各种混凝土构件定期检查和维护，具体要求详见相关养护规范。
（3）支座
要满足结构的设计使用寿命，支座的耐久性也是很重要，设计从支座的结构、材料、防腐等各方面进行综合考虑，根据项目所在地区温度较低的特点采用天然橡胶支座并在墩顶留有足够的起顶位置和高度，定时检查，必要时应立即更换支座，确保结构安全。
（4）施工要求
1）混凝土原材料选择
a、采用品质稳定的抗硫酸盐水泥，强度等级为42.5和52.5级，最大水胶比和胶凝材料最小用量应符合相关规定。
b、不得使用立窑水泥，应避免使用早强、水化热较高和高C3A 含量的水泥。
c、为防止碱-集料反应的发生，采用低碱水泥。
d、所用水泥的氯离子含量应低于0.03％。
e、为控制混凝土温度裂缝的产生，混凝土生产时水泥温度不得超过60℃，避免使用刚出厂的新鲜水泥。
f、为改善混凝土体积稳定性和抗裂性能，水泥细度不宜超过350㎡/kg，水泥含碱量不宜超过0.6%，掺合料必须品质稳定。
g、粗集料应质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小，松散堆积密度不得低于1450kg/m3，空隙率小于45％。
h、粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/ 4、钢筋最小净距的3/4 和保护层厚度的2/3 ；当设置两层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的1/2；泵送混凝土的粗集料最大粒径，碎石不应超过输送管内径的1/3 ；水下灌注混凝土的粗集料最大粒径不得大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4 。
i、工程细集料不得使用人工砂，应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然砂，云母含量小于2％。细集料应选用Ⅱ级配区中砂，细度模数宜控制在2.6～2.9，严禁使用活性细骨料。
j、本工程粗、细集料中的含泥量应分别低于0.8％和2.0%，泥块含量应分别低于0.5％和0.5% ；坚固性（硫酸钠溶液法）5次循环后的质量损失应小于8%；水溶性氯化物折合氯离子含量应不超过集料重量的0.02％。C50及以上混凝土，粗集料中的含泥量应低于0.5%，不应含有泥块；坚固性（硫酸钠溶液法）5次循环后的质量损失应小于5％。
k、为提高混凝土的匀质性、抗渗性，下部基桩和基桩混凝土粗集料采用碎石，最大粒径不应超过25mm，表观密度不低于2600kg/m3。
l、耐久性混凝土不得采用污水和pH 值小于5 的酸性水。水中的氯离子含量应不大于200mg/L，硫酸盐含量（按SO42-计）应不大于500mg/L。
2）配制耐久性混凝土所用化学外加剂应注意配比、计量要求，要通过实验分析外加剂对混凝土品质的影响。
3）混凝土施工
注意混凝土配合比设计、结构施工顺序、搅拌振捣要求、混凝土养生措施等。
4）混凝土质量检测
进行无破损检测，测量混凝土保护层厚度，测定混凝土表面强度、抗渗性等。
5）其他防护
预应力混凝土应注意对钢绞线防护和锚头的防护，分散预应力体系，提高结构的防水性能，提高结构的延性。
（5）结构使用运营阶段维修、养护
对结构在使用年限内作出详细的养护、维修、检测规划及相应监控措施，必要时应委托有一定检测资质的单位进行定期检测和维修，确保结构的正常使用。
参考文献：
[1] 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
[2] 《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）
[3] 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)
关键词：耐久性 防腐蚀 使用寿命
中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：
一 ．腐蚀设计原则
青海省西宁至塔尔寺高速公路拟建路线走廊范围内的盐渍化现象较为广泛大部分路段为土，为亚硫酸盐和硫酸盐中盐渍。硫酸盐具盐胀性，其含盐量对土体影响较大。通过混凝土表面侵入混凝土内，与混凝土中的氢氧化钙、水化硅酸钙、水化硫铝酸钙等水化产物发生反应，形成结晶体，由于体积的膨胀变化，混凝土表面发生胀裂，进而剥落结构物表面的混凝土。因此有效控制SO42-渗入混凝土，是青海省西宁至塔尔寺高速公路结构耐久性防腐的核心。
根据青海省西宁至塔尔寺高速公路盐渍土的化学成分、气候特点、腐蚀特点及构造物所处的腐蚀环境，提出的防腐蚀设计总体思路为提高混凝土性能、增加混凝土保护层，同时针对不同的结构部位采用相应的附加防腐蚀措施，如掺加钢筋阻锈剂、防腐涂层。总体而言，防渗、抗裂是桥涵基础混凝土防腐蚀重点。
青海省西宁至塔尔寺高速公路防腐蚀原则为：
防腐设计应根据盐岩的化学成分及程度、地下水位，采取不同的防腐措施；
防腐蚀措施应考虑项目所在地气候和水文特点；
便于修复、加固预案，是防腐的对策和原则之一；
防腐蚀措施采取“隔、阻、缓” 的综合防腐措施，即结构表面涂防水及防腐蚀材料、提高混凝土自身的防腐能力，延缓对混凝土的腐蚀；
防腐蚀措施能够体现目前混凝土防腐蚀设计的发展，且要求安全、可靠、持久；
结构的防腐蚀耐久性设计是一个系统工程，它涉及到设计方法、施工质量、实施监理控制及管理部门后期对结构的养护维修措施等各方面的内容，很大程度上取决于结构施工过程中的质量控制与保证以及结构使用过程中例行检测与正确维修。因此，必须采取防护措施解决盐渍土对桥涵基础钢筋及混凝土的腐蚀问题，保证桥涵构造物的安全耐久，达到规范要求的使用年限，建设单位、设计、施工及监理四方应紧密协作，共同解决结构耐久性各项措施的落实。
二．基本要求
（1） 混凝土
混凝土的各项指标除须满足现行设计、施工规范的要求外，同时也须满足下列方面要求：
a、工作性能
预制构件用混凝土坍落度：6±2cm；泵送混凝土坍落度：14±2cm，同时要求混凝土拌合物具有良好的坍落度、均匀性、保水性能。
b、力学性能
混凝土强度等级符合设计要求，并保证有一定的富余。
c、常规耐久性能
抗渗等级≥W8；
抗冻等级≥F150。
（2）提高混凝土耐久性的具体措施
1. 控制混凝土中钢筋的保護层厚度
2．泥下区指陆地地面线以下范围。
b、控制裂缝宽度
钢筋混凝土结构通过增加配筋、增大截面尺寸等措施限制裂缝宽度。
c、采用真空吸浆
预应力管道采用真空吸浆施工工艺，确保压浆密实。
d、采用抗硫酸盐水泥混凝土
由于青海省西宁至塔尔寺高速公路中盐渍土成分以硫酸盐为主，采用抗硫酸盐水泥混凝土能够提高混凝土结构对硫酸根离子的耐腐蚀性。
e、对各种混凝土构件定期检查和维护，具体要求详见相关养护规范。
（3）支座
要满足结构的设计使用寿命，支座的耐久性也是很重要，设计从支座的结构、材料、防腐等各方面进行综合考虑，根据项目所在地区温度较低的特点采用天然橡胶支座并在墩顶留有足够的起顶位置和高度，定时检查，必要时应立即更换支座，确保结构安全。
（4）施工要求
1）混凝土原材料选择
a、采用品质稳定的抗硫酸盐水泥，强度等级为42.5和52.5级，最大水胶比和胶凝材料最小用量应符合相关规定。
b、不得使用立窑水泥，应避免使用早强、水化热较高和高C3A 含量的水泥。
c、为防止碱-集料反应的发生，采用低碱水泥。
d、所用水泥的氯离子含量应低于0.03％。
e、为控制混凝土温度裂缝的产生，混凝土生产时水泥温度不得超过60℃，避免使用刚出厂的新鲜水泥。
f、为改善混凝土体积稳定性和抗裂性能，水泥细度不宜超过350㎡/kg，水泥含碱量不宜超过0.6%，掺合料必须品质稳定。
g、粗集料应质地均匀坚固，粒形和级配良好、吸水率低、空隙率小，松散堆积密度不得低于1450kg/m3，空隙率小于45％。
h、粗集料最大粒径应不超过结构物最小尺寸的1/ 4、钢筋最小净距的3/4 和保护层厚度的2/3 ；当设置两层或多层钢筋时，不得超过钢筋最小净距的1/2；泵送混凝土的粗集料最大粒径，碎石不应超过输送管内径的1/3 ；水下灌注混凝土的粗集料最大粒径不得大于导管内径的1/6和钢筋最小净距的1/4 。
i、工程细集料不得使用人工砂，应选用颗粒坚硬、强度高、耐风化的天然砂，云母含量小于2％。细集料应选用Ⅱ级配区中砂，细度模数宜控制在2.6～2.9，严禁使用活性细骨料。
j、本工程粗、细集料中的含泥量应分别低于0.8％和2.0%，泥块含量应分别低于0.5％和0.5% ；坚固性（硫酸钠溶液法）5次循环后的质量损失应小于8%；水溶性氯化物折合氯离子含量应不超过集料重量的0.02％。C50及以上混凝土，粗集料中的含泥量应低于0.5%，不应含有泥块；坚固性（硫酸钠溶液法）5次循环后的质量损失应小于5％。
k、为提高混凝土的匀质性、抗渗性，下部基桩和基桩混凝土粗集料采用碎石，最大粒径不应超过25mm，表观密度不低于2600kg/m3。
l、耐久性混凝土不得采用污水和pH 值小于5 的酸性水。水中的氯离子含量应不大于200mg/L，硫酸盐含量（按SO42-计）应不大于500mg/L。
2）配制耐久性混凝土所用化学外加剂应注意配比、计量要求，要通过实验分析外加剂对混凝土品质的影响。
3）混凝土施工
注意混凝土配合比设计、结构施工顺序、搅拌振捣要求、混凝土养生措施等。
4）混凝土质量检测
进行无破损检测，测量混凝土保护层厚度，测定混凝土表面强度、抗渗性等。
5）其他防护
预应力混凝土应注意对钢绞线防护和锚头的防护，分散预应力体系，提高结构的防水性能，提高结构的延性。
（5）结构使用运营阶段维修、养护
对结构在使用年限内作出详细的养护、维修、检测规划及相应监控措施，必要时应委托有一定检测资质的单位进行定期检测和维修，确保结构的正常使用。
参考文献：
[1] 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）
[2] 《公路桥梁加固设计规范》（JTG/TJ22-2008）
[3] 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)