抗海水腐蚀混凝土在汕头市东部城市经济带水利工程中的应用.pdf
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1、 第 1期 2 0 1 1年 1月 广东水利水 电 GUANGD0NG W ATER RES0URCES AND HYDROPOW ER No 1 J a n 2 0 1 1 抗海水腐蚀混凝土在汕头市东部城市 经济带水利工程中的应用 陈广 洲 ( 广 东省水 利 电力规 划勘 测设 计研 究 院 , 广 东 广 州 5 1 0 6 3 5 ) 摘要 : 从 汕头市 东部城 市经济带水利工程广 东省第一 宗一级海堤 混凝土结构特点和所 处环 境 出发 , 通过对提 高混凝 土耐 久性技术措施 的分析 , 针 对性地提 出混凝土结构耐久性设计方案 , 以及抗 海水腐蚀 混凝土材料要 求和设计配合
2、比。 关键词 : 抗 海水腐蚀 混凝 土; 耐久性 ; 一级 海堤 中图分类号 : T V 4 3 1 文献标识码 : B 文章编号 : 1 0 0 8 0 l 1 2 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 3 1 0 3 引言 广东省是我 国海岸线最长的省份 , 海岸线总长超过 3 0 0 0 k in。随着广东经济的快速发展、 土地资源的缺乏 以及为了保护沿海区域人 民财产的安全 , 在沿海和近海 地区进行工程建设势必发展迅速。 在沿海和近海地区 , 影响混凝土结构耐久性的主要 因素是海水 、 海风和海雾中携带的氯离子 。根据对海港 码头和沿海水闸的钢筋混凝土结构的大量调查表明: 处 于
3、浪溅 区的结构 , 由于氯盐侵蚀 、 硫酸盐侵蚀 、 干湿交替 以及风、 浪 、 潮 的冲刷等原 因, 混 凝土坝及钢筋混 凝土 闸、 涵 、 渡槽等都出现混凝土开裂和钢筋的严重锈蚀 ; 一 些沿海水闸的混凝土闸门, 由于氯离子 的腐蚀 , 使用不 到 l 0年就已报废 , 这些都严重影响水 工建筑物 的正常 运行和发挥效益。 汕头市东部城市经济带水利工程 中的海堤为广东 省第一宗一级海堤 , 直接迎浪挡潮 , 受海水 、 风浪的直接 作用 , 其环境对建筑物耐久性不利 。 1抗 海水腐 蚀混 凝土 为解决沿海和近海水工建筑物过早破坏的问题 , 广 东省水利厅委托华南理工大学土木工程系进行抗海
4、水 腐蚀混凝土的研究 , 通过室内试验及工程实践 中应用 , 如在江门市电化厂工业盐罐池 、 吴川市吴阳围低蛹排水 闸混凝土闸门重建工程 、 澄海市外砂桥闸重建工程中的 成功应用 , 取得重大的成果 , 同时广泛收集工程实例和 研究成果 , 并 以此成果编制发布实施广 东省地 方标准 抗海水腐蚀混凝土应用技术导则 。 高性能混凝土在东海大桥工程及海工混凝土在港 口工程中的应用等 国内外相关科 研成果和长期的工程 实践调研显示 : 当前较为成熟的提高钢筋混凝土工程耐 久性的主要技术措施是相似 的。所以本工程采用水利 工程抗海水腐蚀混凝土。 抗海水腐蚀混凝土是 由硅酸盐类水泥 、 矿物掺合 料 、
5、 化学外加剂 、 砂石骨料和水等原材料组成 , 在达到设 计龄期后具有 良好抗氯离子渗透性的混凝土。 2 混凝 土 耐久性 设计 2 1 混凝土结构布置和耐久性设计背景 本工程水工建筑物位于近海区域 , 为保证水工建筑 物混凝土结构的耐久性 , 本工程采用 了以抗海水腐蚀混 凝土技术为核心的综合耐久性技术设计方案。 混凝土结构主要为海堤护面栅栏板和防浪墙结构、 泵站泵房和水闸闸室等, 采用现浇和预制两种形式。混 凝土的设计强度根据不 同部位在 C 4 5C 6 0之间。 工程 区域属亚热带季风气候 , 受海洋性东南亚季风 影响很大 , 海区全年平均盐度一般为 2 7 , 海域环境特 征 明显
6、。 水工建筑物所处环境类别为 类海洋氯化物环境 ; 混凝土部位主要为水位变动区、 浪溅 区以及长期处于水 下或饱和土中, 其作用级别分别为 E、 F 、 D, 作用程度为 极端严重 、 非常严重 以及严重。 混凝土结构 的耐久性受多种因素的影响, 按重要性 收稿 日期 : 2 0 1 01 1 0 4 ; 修 回 日期 : 2 0 1 01 1 1 5 作者简介 : 陈广洲 ( 1 9 7 9一) , 男 , 硕士 , 工程 师 , 从事水利工程设计工作 。 31 2 0 1 1年 1月 第 1期 陈广洲 : 抗海水腐蚀混凝土在汕头市东部城 市经 济带水利 工程 中的应用 N o 1 J a
7、n 2 0 1 1 排列分别为 : 钢筋锈蚀 、 寒冷气候下 的冻害和侵蚀环境 的物理化学作用等 , 本地区基本没有冻害问题 , 因此需 要采取工程技术措施避免钢筋锈蚀和海洋氯化物环境 的物理化学作用对混凝土结构耐久性的影响。 2 2 提高混凝土耐久性的技术措施 本工程海堤为一级海堤, 且直接 面临大海 , 环境作 用等级严重 , 根据工程 特殊性 , 采取 以下针对性的技术 措施 : 1 )使用抗海水腐蚀混凝 土, 提高混凝土的密度性 和抗渗性。其技术途径是采用优质混凝土矿物掺合料 和新型高效减水剂复合 , 配以相适应的水泥和级配良好 的粗细骨料 , 形成低水胶比、 高密实 、 高耐久的混凝
8、土材 料。 2 )为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层 , 减少和 控制混凝土裂缝的发生等。提高混凝土保护层厚度是 提高钢筋混凝土使用寿命最直接 、 简单而且经济有效的 方法 。但保护层厚度不能不受限制地任意增加 , 若保护 层厚度过大时 , 由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导 致混凝土保护层出现裂缝 , 反而削弱其对钢筋 的保护作 用 。 3 )采用混凝土表面涂层和防腐蚀面层 、 在混凝土 中加入阻锈剂或局部采用环氧涂层钢筋等防腐蚀 附加 措施 ; 完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混 凝土接触的特点 , 从而延长钢筋混凝土的使用寿命 。然 而大部分涂层本身会在环境的作用下老化 , 逐渐丧
9、失其 功效 , 一般寿命在 51 0年, 只能作辅助措施。钢筋表 面采用致密材料涂覆 , 如环氧涂层钢筋等 , 其主要不利 方面是 : 环氧涂层钢筋与混凝土的握裹力降低 , 使钢筋 混凝土结构的整体力学性能有所降低 ; 施工过程中对环 氧涂层钢筋的保护要求极其严格 , 加大 了施工难度 ; 另 外成本 的明显增加使其推广应用受到制约。阻锈剂通 过提高氯离子促使钢筋腐蚀 的临界浓度来稳定钢筋表 面的氧化物保护膜 , 从 而延长钢筋混凝土 的使 用寿命。 但由于其有效用量较大 , 作为辅助措施较为适宜。 改善钢筋混凝土结构耐久性需采取根本措施 和补 充措施 。根本措施是从材料本身的性能 出发 ,
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