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大成橡胶桥梁伸缩缝

影响桥梁伸缩缝及混凝土耐久性的主要因素

时间:2012-06-12 16:38来源:未知 作者:admin 点击:

影响预应力混凝土结构以及桥梁伸缩缝耐久性的因素很多,而且各种因素之间相互联系、错综复杂,主 要取决于以下4个方面: 
①混凝土的自身特性;
②混凝土结构的设计与施工质量;
③混凝土结构所处的环境条件; 
④混凝土结构的使用条件和防护措施。

归纳起来可分为:内在因素、环境因素和受荷状况三个方面,其中内在因素包括材料、 裂缝宽度、保护层厚度、施工和养护质量等;环境因素包括侵蚀条件、相对湿度和温度等; 受荷状况包括腐蚀疲劳、摩擦腐蚀等。归根结底就是内因与外因共同作用的过程。
 

混凝土材料的自身特性和结构的设计与施工质量是决定其耐久性的内因。混凝土的材料 组成,如水灰比、泥品种和数量,骨料的种类与级配等都直接影响混凝土结构的耐久性。 混凝土的缺陷(例如裂缝、气泡、空穴等)会造成水分和侵蚀性物质渗人混凝土内部,与混 凝土发生物理化学作用,影响混凝土结构的耐久性。

混凝土的碳化

混凝土中的水泥石含有呈碱性的氢氧化钙Ca(OH)2。当大气中的酸性介质及水通过各 种孔道、裂隙而渗人混凝土,便会中和这种碱性。例如,工业污染造成的酸雨或是大气中的 二氧化碳co2与水形成的碳酸,虽然酸性很弱,但也能中和氢氧化钙而生成无碱性的碳酸 钙,这个过程称为“碳化”。在普通大气中,密实混凝土 20 _厚的钢筋保护层,完全碳化 需要几十年,但对不密实混凝土可能在几年之间完成,当混凝土保护层被碳化至钢筋表面 时,将破坏钢筋表面的氧化膜。此外,当混凝土构件的裂缝宽度超过一定限制时,会加速混 凝土的碳化。 碳化对结构有两个方面的不利影响:一是由于碳化生成物细度很高,与混凝土相比强度 很低,因此碳化的过程就是结构受力截面不断减小的过程;二是混凝土是碱性物质,其pH 值一般在13左右,这种碱性物质在钢筋表面形成一层氧化膜(钝化膜),能有效地保护钢筋 以防止锈蚀,碳化使混凝土的碱度降低,钢筋去钝激发锈蚀。 桥梁伸缩缝脱离混凝土。

氯离子的侵蚀

氯离子对混凝土的侵蚀是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子 的主要来源,北方寒冷地区向道路、桥面洒盐化雪除冰都有可能使氯离子渗入混凝土中。氯 离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀,氯离子是一种极强的去钝化剂,氯离子进入混凝土,到 达钢筋表面,并吸附于局部钝化膜处时,可使该处的pH值迅速降低,破坏桥梁伸缩缝钢筋表面的钝化 膜,引起钢筋腐蚀。氯离子侵蚀引起的钢筋腐蚀是威胁混凝土结构耐久性的最主要和最普遍 的病害,造成了巨大的损失,应引起设计、施工及养护管理部门的重视。

碱-骨料反应

当混凝土骨料中夹杂着活性氧化硅时,如果混凝土中所用的水泥又含有较多的碱,就可 能发生碱-骨料反应。这是因为碱性氧化物水解后形成的氢氧化钠和氢氧化钾与骨料中的活 性氧化桂起化学反应,结果在骨料表面生成了复杂的碱一硅胶凝胶。这样就改变了骨料与水 泥浆原来的界面,生成的凝胶是无限膨胀性的(指不断吸水后体积可以不断肿胀),由于凝 胶为水泥石所包围,故当凝胶吸水不断膨胀时,会把水泥石胀裂。这种碱性氧化物和活性氧 化硅之间的化学作用通常称为碱一骨料反应。碱一骨料反应在国际上被称为混凝土的癌症, 是影响混凝土耐久性的主要原因之一,应予以重视,重要工程的混凝土所使用的碎石和卵石 应进行碱活性检验。桥梁伸缩缝钢筋和混凝土缝隙

混凝土发生碱一骨料反应必须同时具备以下三个条件:
①混凝土中的各组成材料含碱量 高,以当量Na02计大于0.6%;
②砂、石骨料中含有活性二氧化硅等成分,如蛋白石、玉 髓、鳞石英等,它们常存在于流纹岩、安山岩、凝灰岩等天然岩石中;
③有水存在,否则 碱一硅酸胶不会产生体积膨胀而引起破坏。以上三个条件只有同时具备,才会发生破坏,缺 -不可,因此只要采取措施阻滞其中任何一条,即可防止碱一骨料反应的发生。桥梁伸缩缝 碱一骨料反应引起的混凝土结构破坏程度,比其他耐久性破坏发展更快,后果更为严 重。碱-骨料反应一旦发生,很难加以控制,一般不到两年就会使结构出现明显开裂,所以 有时也称碱一骨料反应是混凝土结构的“癌症”。 对付碱一骨料反应重在预防,因为混凝土结构一旦发生碱一骨料反应破坏,目前还没有 更可靠的修补措施。防止混凝土碱一骨料反应的主要措施是:选用含碱量低的水泥;不使用 碱活性大的骨料;选用不含碱或含碱低的化学外加剂;通过各种措施,控制混凝土的总含碱 量不大于3 kg/m3。

冻融循环破坏

渗人混凝土中的水在低温下结冰膨胀,从内部破坏混凝土的微观结构,经多次冻融循环 后,损伤积累将使混凝土剥落酥裂,强度降低。盐溶液与冻融的协同作用比单纯的冻融严酷 得多,一般将盐冻破坏看作是冻融破坏的一种特殊形式,即最严酷的冻融破坏。 冻融破坏的特征是混凝土剥落,严重威胁混凝土的耐久性。混凝土冻融破坏发展速度 快,一经发现混凝土冻融剥落,必须密切注意剥蚀的发展情况,及时采取修补和补救措施。 提高混凝土抗冻耐久性的主要措施是采用掺入弓I气剂的混凝土桥梁伸缩缝缝隙中。国内外的大量研究和工 程实践表明,掺入引气剂的混凝土抗冻耐久性明显提高,这是因为引气剂形成的互不连通的 微细气孔在混凝土受冻初期能使毛细孔中的静水压力减少,在混凝土结构受冻过程中,这些 孔隙可以阻止或抑制水泥浆中微小冰体的形成。

温湿度变化

自然界中大部分物质都有热胀冷缩、浸水膨胀、失水收缩的性质,混凝土也不例外。当 混凝土处于此类作用的交替发生且骤然发生的情况时,其表层及内部体积会产生不协调的变 化,从而出现裂缝。这种损伤若长年累月地经常发生,最终会使混凝土的强度降低,削弱结 沟的抵抗能力。

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