案例分析之二混凝土耐久性

第5章混凝土

Chapter5:Concrete

案例分析二

桥梁耐久性桥梁维修成本高昂混凝土中裂缝起因与分类裂缝特性和产生原因在世界范围内，对钢筋混凝土耐久性的重视始于上世纪70年代末。国内从上世纪90年代开始重视对结构耐久性的研究，这些研究大多是从材料和统计分析角度进行的，对如何从结构和设计的角度，即如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究.

目前的钢筋混凝土桥梁既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着很大的区别，目前应努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析延伸。

长期以来，许多设计人员往往只满足于设计规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构使用、结构耐久性以及从设计、施工到使用和维护全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式1、盐结晶胀裂模式在海滨或跨越河流（特别是排污河）以及盐渍土地区的桥梁墩台经常发生此类破坏。由于毛细作用，混凝土孔隙中充满了液体，当水位及环境温度变化时，液相中的盐份析出，在一定温度和湿度下转化为体积膨胀的结晶水化物，使混凝土结构胀裂，进而导致钢筋锈蚀，体积膨胀，加重了混凝土的开裂，造成恶性循环。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式2、水冻融破坏模式这种破坏模式主要发生在我国的三北地区。水在负温下发生相变，转化成冰，体积膨胀9%左右。当混凝土处于饱水状态，因温度的降低，毛细孔中的水结成冰，对周围造成挤压，反复的结冰、融化，长此以往使混凝土结构疏松，失去强度。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式3、盐冻破坏模式为保证冬季雪后道路交通畅通，在立交桥梁上为融化冰雪大量采用除冰盐是通常的做法。调查发现，使用10～20年左右的桥梁，除冰盐对钢筋混凝土桥梁结构的钢筋产生严重的腐蚀；使用不到10年的桥梁，在氯离子影响范围，钢筋也处于锈蚀状态。由于我国北方冬季气候非常干燥，使用除冰盐后，盐水很容易进入结构混凝土，在干湿条件下，高浓度化冰盐能产生足够高的盐结晶压和渗透压，造成混凝土膨胀破坏．由此引起的盐冻剥蚀危害比水冻剥蚀更为严重。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式4、钢筋锈蚀破坏模式当存在混凝土保护层偏薄、有裂缝、抗掺性能差、氯盐侵入等原因，钢筋与渗入的水份、无机盐、氧气等反应引起钢筋锈蚀，锈后体积膨胀，使混凝土开裂并与钢筋剥离。甚至引起混凝土大面积疏松、脱离。混凝土破坏又进一步加剧钢筋的锈蚀，形成恶性循环。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式5、结构受力破坏模式钢筋混凝土桥梁结构中，不可避免地由于温度应力、收缩徐变、荷载作用、地基不均匀沉降等原因造成结构混凝土开裂，开裂部位受到渗漏水等的侵蚀，引起裂缝迅速开展。并向结构内部延伸，直接侵蚀钢筋。钢筋的锈蚀又加剧了混凝土裂缝开展，导致混凝土大面积松散以致脱落。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式6、碱—骨料反应破坏模式碱—骨科反应是指骨料中活性组分与混凝土中的碱发生反应并导致混凝土膨胀开裂。碱骨料反应主要分为两类：碱—硅酸反应和碱—碳酸盐反应。发生碱骨料反应要有三个条件：(1)有活性骨料；(2)水泥或混凝土中合碱量过高；(3)要有反应所需的水分。钢筋混凝土桥梁破坏的主要模式7、综合破坏模式当存在多个因素造成混凝土破坏，而且主次不明显，或者这些因素间存在明显的协同效应，造成的混凝土耐久性急剧下降，称为综合破坏模式。一般说来，单一因素造成的破坏较少，以多种因素造成的综合破坏为多。提高城市桥梁结构耐久性的主要措施（3）钢筋保护（4）裂缝控制（1）原材料的要求