海工码头结构混凝土耐久性检测与评估.pdf
《海工码头结构混凝土耐久性检测与评估.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《海工码头结构混凝土耐久性检测与评估.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 5期 2 0 1 3年 1 0月 水利水运工程学报 HYDRO- S a匝 A ND日 n 】 E l No 5 Oc t 201 3 海工码头结构混凝土耐久性检测与评估 赵晖 ,张亚梅 ,明 静 ( 1 金陵科技学院 建筑工程学院,江苏 南京2 1 1 1 6 9 ; 2 东南大学 材料科学与工程学院,江苏 南京2 1 0 0 0 1 ) 摘要 : 为研究环境因素对结构混凝土耐久性的影响, 现场检测了宁波某海工码头工作平台不同结构区域的结 构混凝土耐久性能 检测结果表明碳化深度和钢筋保护层厚度的特征值与设计值的比值为大气区 水位变动区 水下区; 混凝土表面氯离子浓度和碱含量为水下区 水位
2、变动区 大气区; 表观氯离子扩散系数为水位变动区 水下区 大气区 大气区混凝土易受 C O 侵蚀而导致混凝土钢筋保护层劣化 有害介质氯离子与 C O : 共同侵蚀 导致水位变动区混凝土钢筋锈蚀和钢筋保护层劣化 作业时间有限和环境恶劣降低 了水下区混凝土对钢筋的 保护能力 , 导致钢筋锈蚀速度和钢筋保护层劣化加快 关键词: 环境因素; 结构混凝土; 耐久性; 检测与评估 中图分类号: T U 3 7 5 文献标志码 : A 文章编号 : 1 0 0 9 6 4 0 X ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 0 5 4 0 7 2 0世纪 7 0年代以来 , 我 国很多混凝土工程 出现了不同程度劣化
3、破坏 华南、 华东地区2 O世纪 5 0 O年 代末建造的港 口码头结构 , 七八年后就出现钢筋锈胀混凝 土开裂 、 剥落情况 2 0世纪 8 0年代 中后期建造 的 海港码头运行 l 0l 5年后大部分码头构件发生轻度和中度破坏 J 结构混凝土性能劣化程度与结构 区域 所处环境密切相关 , 环境 因素引起结构混凝土损伤有两大类别 , 一类是有害物质通过混凝土传输到钢筋 , 导 致钢筋锈蚀而引起混凝土膨胀 , 膨胀力引起混凝土本身开裂 另一类是冻融循环、 硫酸盐腐蚀 、 碱集料反应引 起混凝土本身膨胀破坏 选择宁波海工码头工作平 台板梁( 大气区 ) , 东侧西墩 ( 水位变动 区) 与墩基础
4、 ( 水下区) 等典型 区域的 结构混凝土 , 对结构混凝土力学性能、 碳化深度 、 自由氯离子含量和表观氯离子扩散系数 、 碱含量、 钢筋保护 层厚度进行现场检测 研究东南沿海地区环境因素变化对结构混凝土损伤破坏影响, 为建立不同环境因素下 海工结构混凝土寿命预测模型提供数据支撑 1 工程概述 宁波海工码头建于 2 0世纪 9 0年代 , 码头包括架空式引桥 、 工作平 台、 人行便桥及浆砌片石海堤等, 工作 平台由板梁、 系船墩 、 墩基础结构组成 , 工作平台各区域混凝土配合 比与性能如表 1 所示 表 1 各个 结构 区域 混凝土配合 比与力学性能 T a b 1 Mi x p r o
5、 p o r t i o n a n d me c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f c o n c r e t e a t d i ff e r e n t s t r u c t u r a l r e g i o n s 收稿 日期 : 2 0 1 3 0 3 2 2 基金项目: 西部交通建设科技支持项目( 2 0 0 6 Z B 0 1 2 ) ; 金陵科技学院博士启动项 目( J I T 4 0 6 1 0 0 4 2 ) 作者简介: 赵晖( 1 9 7 0 一 ) , 男, 江苏扬州人, 高级工程师, 博士 , 主要从事土木工程材料与桥梁结
6、构混凝土耐久性研究 E ma i l : n j z h a o h u i 1 6 3 c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 6 水 利 水 运 工 程 学 报 2 0 1 3年 l 0月 大 大气区、 水位变动区、 水下 区混凝土平均碳化深度分别为 2 6 5 , 1 2 0 , 0 8 7 m m, 混凝土平均碳化深度水平 面分布规律为大气区 水位变动 区 水 下 区, 同一水平 面上混凝 土碳化深度从上部到下部呈逐渐减 小趋 势 这归因于混凝土碳化深度变化与混凝土内部的饱水程度
7、, 大气区混凝土因 C O : 扩散速度较快 , 所以混 凝土碳化深度较大 , 水位变动区和水下 区混凝 土内部湿度接近饱和或处于水下 , 空气中 C O 很难扩散到混 凝土内部 , 故混凝土碳化深度较小 表 2 工作平 台结构混凝土碳化深度 T a b 2 C a r b o n a t i o n d e p t h o f s t r u c t u r a l c o n c r e t e a t t h e w o r k i n g p l a tf o r m 3 3 混凝土氯离子含量与表观氯离子扩散系数 工作平台结构部位混凝土 自由氯离子含量分布、 表面氯离子浓度和氯离子扩散
8、系数见表 3和图 2 表 3工作 平台结构部位混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散 系数 T a b 3 S u r f a c e c h l o r i d e i o n c o n c e n t r a t i o n a n d d i f f u s i o n c o e f f i c i e n t s a t t h e w o r k i n g p l a t f o r m 如图 2所示 , 随取样深度增加 ,板梁 ( 大气 区) 、 东侧西 墩( 水位变动区) 、 墩基础 ( 水下 区) 混凝土 自由氯离子含量 下降, 相同取样深度 自由氯离子浓度大小为水下区 水位变
9、 动区 大气区 从表 3可看到工作平 台各个 区域混凝 土表面 氯离子浓度分别为 0 0 7 6 8 , 0 2 3 5 3 和 0 6 3 7 2 , 水下 区 自由氯离子浓度比大气区 自由氯离子浓度高 , 这与混凝土 持续接触海水有关 。 混凝 土表观氯离子扩散系数为水 位变动区 水下区 大气 区, 大气区混凝土表观氯离子扩散系 数( 1 0 4 8 x 1 0 c m s ) 低 于其他结构区域 , 主要 因为混凝土 表观氯离子扩散系数与水胶 比有关 , 大气区混凝土水胶 比为 誉 联 梧 匿 忸 皿 取样距离 n l m 图2 工作平台结构部位混凝土自由氯离子含量分布 Fi g 2 C
10、h l o r i d e i o n c o n t e nt di s t r i b u t i o n o f c o n c r e t e a t t h e w o r k i n g p l a tf o r m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 赵晖, 等 : 宁波海工码头结构混凝土耐久性检测与评估 5 7 0 4 0 , 比水位变动区、 水下区混凝土的水胶 比要小 3 4 混凝土碱含量 工作平台板梁 ( 大气 区) 、 东侧西墩( 水位变动区) 、 墩基础( 水下区) 结构混凝土碱含量如表 4所示 为了 保证混凝土碱含量检测的准确性,
11、 大气区、 水位变动区、 水下区结构混凝土碱含量为3 个样品平均值 从表4 可见, 大气区、 水位变动区与水下区部位平均混凝土碱含量为 1 6 6 8 , 4 2 6 3和5 3 2 4 k g m , 相同取样深度 下碱含量大小是水下区 水位变动区 大气 区, 水下区混凝土具有比大气 区和水位变动区更大 的碱含量 , 主 要由于水下区混凝土持续接触海水和受到海水中氯离子的侵蚀 , 外界有害氯离子渗透进混凝土内部 , 同时带 人了海中里的盐份 , 导致水下区混凝土碱含量高于大气 区和水位变动 区混凝土碱含量 对照 混凝土碱 含量的极限 标准 可见, 水位变动区和大气区结构部位混凝土碱含量已超过
12、规范所规定的混凝土碱含量 不大于 3 0和 3 5 k g m 的极限 表4 工作平台结构部位混凝土碱含量 T a b 4 A l k a l i c o n t e n t o f c o n c r e t e a t t h e w o r k i n g p l a tf o r m 3 5 钢筋保护层厚度 工作平台结构混凝土钢筋保护层厚度统计和评定见表 5和 6 表 5 工作平台结构混凝土钢筋保护层厚度 T a b 5 P r o t e c t i v e l a y e r t h i c k n e s s o f s t r u c t u r a l c o n c r e
13、 t e a t t h e w o r k i n g p l a t f o r m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 8 水 利 水 运 工 程 学 报 2 0 1 3年 1 0月 东 侧 西 墩 4 0 4 0 5 1 4 2 5 4 4 0 4 0 3 9 4 0 4 5 4 3 5 7 4 5 5 4 5 5 4 9 3 0 31 3 4 2 8 2 9 3 0 3 O 3 7 3 8 3 1 51 2 7 9 7 9 1 5 9 5 3 5 6 5 5 0 0 O 0 71 表 6 工作平台结构 混凝土钢筋保护层厚度评定 T a b 6 T h
14、i c k n e s s me a s u r e me n t o f t h e p r o t e c t i v e l a y e r a t t h e w o r k i n g p l a t f o r m 注 : D 为混凝土保护层 厚度特征值 ; D 。=D 一K S D ; D 为混凝土保护层厚度平均值 ; D d 为混凝土保护层厚度设计值 ; 为混凝土保 护层 厚度合格判定 系数值 , 1 6n 2 4时 , K =1 6 4 5 , n 2 5时 , K = 1 5 9 5 ; s D为测量部位测点保护层厚度标准差 O 如 5 I 6 B 勰 如 卯 卯 勰 l
15、卜 5 8 2 9 0 2 5 4 6 4 3 3 3 2 l 8 8 2 5 5 3 4 2 3 鼹 卯 1 1 7 2 4 O 6 7 5 4 3 3 卯 如 0 6 3 6 9 3 5 5 4 6 2 2 如 躬 6 0 8 5 0 5 5 7 3 4 3 2 鼹舛 ” 勰 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 赵晖, 等 : 宁波海工码头结构混凝土耐久性检测与评估 5 9 从表 5和 6可见 , 大气区结构混凝土不 同测点钢筋保护层厚度的波动范围为 2 3 4 8 m l T I , 水位变动区 的为2 3 7 1 111 113 , 水下区的为
16、 3 5 6 3 m i ll , 大气区、 水位变动区、 水下区结构混凝土钢筋保护层厚度标准差为 5 1 9 , 6 9 7和 6 1 5 , 水位变动区混凝土钢筋保护层厚度 比大气 区和水下区混凝土具有更大波动性 对大气 区、 水位变动 区、 水下区不同测点混凝土钢筋保护层厚度进行平均 , 结果表明大气 区、 水位变动区 、 水下 区混 凝土钢筋保护层厚度平均值 为 2 2 7 7 , 3 8 O 5和 3 6 1 1 mm 大气区、 水位变动区、 水下 区混凝土钢筋保护层 D D 平均值分别为0 7 7, 0 7 6和 0 7 2 , 钢筋保护层厚度 D 。 D 变化规律为大气 xE 水
17、位变动区 水下区 通过钢筋保护层厚度变化对结构钢筋耐久性影响评判标准进行判定 , 结构区域变化对结构混凝土钢筋耐久 性有影响, 水下区混凝土钢筋保护层厚度明显减少, 其主要原因是水下区结构混凝土施工质量不理想, 降低 了保护钢筋能力 , 导致海水化学腐蚀作用更严重 4 结 语 选取宁波某已建海工码头工作平台板梁( 大气区) 、 东侧西墩( 水位变动区) 、 墩基础 ( 水下区) 区域结构 混凝土进行现场检测与评估 , 结果表明: ( 1 ) 海工码头结构混凝土因受外力破坏和海水 冲刷或浸泡 , 导致部分构件混凝土存在破损 、 露筋 、 开裂 等现象 ( 2 ) 混凝土碳化深度和钢筋保 护层 D
18、 D 变化规律为大气 区 水位变动 区 水下 区 随着取样深度增 加 , 板梁( 大气区) 、 东侧西墩( 水位变动区) 、 墩基础 ( 水下 区) 混凝土 自由氯离子含量下降 相同取样深度 下 , 表面氯离子浓度和碱含量分布规律大小为水下 区 水位变动区 大气区; 表观氯离子扩散系数分布规律 为水位变动区 水下 区 大气区 ( 3 ) 大气区混凝土易受 C O 侵蚀 , 而导致大气区混凝土钢筋保护层劣化 水位变动区由于有害介质氯离 子与 C O : 共同侵蚀而导致混凝土钢筋锈蚀和钢筋保护层劣化 水下区结构混凝土因为作业时间有限和作业 环境恶劣降低了保护钢筋的能力, 使水下区混凝土钢筋锈蚀速度
19、和钢筋保护层劣化加快 参考文献 : 1 刘秉京混凝土结构耐久性设计 M 北京:人 民交通出版社,2 0 0 7 :1 2 7 1 5 6 ( L I U B i n g - j i n g D u r a b i l i t y d e s i g n o f c o n c r e t e s t r u c t u r e s M B e i j i n g : C h i n a C o mm u n i c a t i o n s P r e s s , 2 0 0 7: 1 2 7 1 5 6 ( i n C h i n e s e ) ) 2 MA T H E R B C o n
20、c r e t e d u r a b i l i t y J C e m e n t a n d C o n c r e t e C o m p o s i t e s , 2 0 0 4 , 2 6 ( 5 ) : 3 4 3 唐明述 中国水泥混凝土发展现状与展望 J 东南大学学报:自然科学版, 2 0 0 6 , 3 6 ( 增刊2 ) : 1 _ 6 ( T A N G M i n g s h u S t a t e o f - a r t a n d p r o s p e c t o f c e m e n t a n d c o n c r e t e i n d u s t r
21、 i e s i n C h i n a f J J o u r n a l o f S o u t h e a s t U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) , 2 0 0 6 , 3 6 ( S u p p l 2 ) :1 - 6 ( i n C h i n e s e ) ) 4 孙伟荷载与环境因素藕合作用下结构混凝土的耐久性与服役寿命 J 东南大学学报:自然科学版, 2 0 0 6 , 3 6 ( 4 ) : 7 1 4 ( S U N We i D u r a b i l i t y a n
22、 d s e r v i c e l i f e o f s t r u c t u r e c o n c r e t e u n d e r 1 o a d a n d e n v i r o n me n t c o u p l i n g e f f e c t s J 1 J o u r n a l o f S o u t h e a s t U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n ) , 2 0 0 6 , 3 6 ( 4 ) : 7 - 1 4 ( i n C h i n e s e ) ) 5
23、 A L E X A N D E R M G,B A L L I M Y,S T A N I S H KA f r a m e w o r k f o r u s e o f d u r a b i l i t y i n d e x e s i n p e r f o r ma n c e b a s e d d e s i g n a n d s p e c i f i c a t i o n s f o r r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s J M a t e r i a l s a n d S t ruc t
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 码头 结构 混凝土 耐久性 检测 评估
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【de****a】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【de****a】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。