海洋環(huán)境下鋼筋混凝土質(zhì)量研究—本科畢業(yè)論文

1、摘 要 目前，我國(guó)海洋資源的開(kāi)發(fā)和海洋工程迅速發(fā)展，臨海民用建筑物越來(lái)越多。特別是海洋環(huán)境中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物和構(gòu)筑物使用期間常常受到腐蝕介質(zhì)的影響，面臨著嚴(yán)峻的耐久性問(wèn)題。其中，海水中的化學(xué)成分能引起混凝土溶蝕破壞、堿-骨料反應(yīng)，寒冷地區(qū)更可能出現(xiàn)凍融破壞。并且，隨著建筑物的老化和環(huán)境污染的加重，氯化物的侵入會(huì)破壞鋼筋表面鈍化膜而引起鋼筋局部腐蝕，對(duì)腐蝕過(guò)程具有催化作用。但只有混凝土中氯離子的濃度達(dá)到一定的臨界值后，鋼筋才會(huì)發(fā)生腐蝕。由于影響因素多，至今難以確定統(tǒng)一的氯離子濃度臨界值。本文著重闡述了鋼筋腐蝕行為和氯離子的去鈍化機(jī)理、混凝土中氯離子的來(lái)源和保護(hù)鋼筋的措施及其研究進(jìn)展。關(guān)鍵

2、詞： 鋼筋混凝土；鋼筋；腐蝕；氯離子AbstractAt present, Chinas marine resources development and ocean engineering is developing rapidly, more and more civil buildings in ocean . Especially in the marine environment, reinforced concrete structure of the buildings and the use period is often affected by the corrosion m

3、edium, is faced with the problem of durability severe. The chemical composition of seawater, can cause corrosion damage, concrete alkali aggregate reaction, cold regions are more likely to freeze thaw damage. And, with the increase of aging buildings and the environment pollution, chloride invasion

4、will destroy the concrete surface passivation film caused by the partial corrosion, catalyze the corrosion process. But only the chloride ion concentration reaches a certain critical value, reinforcement corrosion will occur. Because of many factors, it is difficult to determine the critical value o

5、f the concentration of chloride ion unified. In this paper, and the progress of the study on reinforcement measures and passivation mechanism, chloride ion in concrete to steel corrosion and chloride.Keywords： Reinforced concrete A steel bar Corrosion Chloride ion目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1選題的背景及其意義

6、11.2海洋環(huán)境下鋼筋混凝土質(zhì)量的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2第2章 鋼筋混凝土腐蝕的調(diào)查分析52.1混凝土耐久性的影響因素52.1.1混凝土的碳化(又稱中性化)52.1.2混凝土堿集料反應(yīng)52.1.3氯離子、硫酸根離子的侵蝕62.1.4浸析及結(jié)晶62.2混凝土耐久性的因素分析72.2.1混凝土耐久性的因素統(tǒng)計(jì)7第3章 鋼筋混凝土腐蝕原因的確認(rèn)83.1要因確認(rèn)的具體化83.1.1人員因素83.1.2方法因素83.1.3材料因素93.1.4環(huán)境因素103.1.5機(jī)械因素103.2 要因的歸納程序113.2.1要因驗(yàn)證113.2.2要因?qū)Ρ?1第4章 預(yù)防對(duì)策的制定與實(shí)施144.1 制定對(duì)策144.1.1 根

7、據(jù)以上要因確認(rèn)制定對(duì)策表：144.1.2 對(duì)策實(shí)施的具體過(guò)程144.1.3對(duì)策實(shí)施的現(xiàn)場(chǎng)化15第5章 實(shí)踐統(tǒng)計(jì)與目標(biāo)分析175.1檢查統(tǒng)計(jì)175.2 目標(biāo)對(duì)比17結(jié) 論19致 謝20參考文獻(xiàn)21第1章 緒論1.1選題的背景及其意義山東省日照市地處溫帶，屬典型的暖溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)區(qū)大陸性氣候，四季分明，冷熱季和干濕季的區(qū)別明顯。年平均降水量全市平均768.7毫米，東部沿海地區(qū)降水量最多，為784.5毫米。沿海地區(qū)年平均風(fēng)速最大，為3.3米/秒，夏半年（48月）盛行南到東南風(fēng)，冬半年（95月）盛行北到東北風(fēng)。最近幾年，日照沿海民用建筑物逐年增多，海洋環(huán)境對(duì)混凝土的影響日趨明顯，特別是氯離子對(duì)鋼筋混凝土

8、的腐蝕破壞已嚴(yán)重影響到結(jié)構(gòu)安全和外觀質(zhì)量，因此，海洋環(huán)境下的鋼筋混凝土質(zhì)量控制已成為當(dāng)下建筑施工中的一項(xiàng)重要課題，也是臨海建筑領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 本工程為日照國(guó)際海洋城安置區(qū)10#地塊北區(qū)，位于341省道以南,濤雒鎮(zhèn)以東，包括3#、5#、6#、7#、8#、11#六棟住宅和地下車庫(kù)，總建筑面積69000平方米。框架剪力墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用年限50年。由興業(yè)房產(chǎn)有限公司開(kāi)發(fā)，日照市建筑設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)，日照天泰建筑安裝工程有限公司施工，日照日星監(jiān)理公司監(jiān)理。工程開(kāi)工日期2013年 4月12日，主體竣工日期2013年 10月24日 ，工期195天。 目前，以概率為基礎(chǔ)的耐久性設(shè)計(jì)為腐蝕分析提供了更真實(shí)

9、可信的依據(jù)。這種新方法已經(jīng)成功運(yùn)用到了數(shù)個(gè)新型混凝土結(jié)構(gòu)中。這些新結(jié)構(gòu)對(duì)可控的耐久性和使用壽命的要求是明確的。一般認(rèn)為，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中降解的主要機(jī)理是由于存在氯化物而產(chǎn)生的對(duì)加固材料的腐蝕。 本論文中， 一種以概率為基礎(chǔ)的耐久性表現(xiàn)的分析被用來(lái)證明海洋環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)的耐久設(shè)計(jì)方法的重要性。另外，各種影響和控制海洋環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)耐久的耐久參數(shù)的靈敏度也被研究.結(jié)果顯示，這種方法幫助耐久性設(shè)計(jì)決策取得進(jìn)展的潛力非常大 。基于呈現(xiàn)的過(guò)程，在延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命的同時(shí)優(yōu)化最終施工方案是可能的近年來(lái)，一般認(rèn)為，主要的降解機(jī)理是由于氯化物存在帶來(lái)的加固材料的腐蝕。氯離子滲透的模型是基于菲克第

10、二擴(kuò)散定律，考慮到某些看上去更像真是現(xiàn)象的變型 ，如時(shí)間依賴擴(kuò)散系數(shù)，不同表面氯離子濃度，溫度的影響。因?yàn)樗谢炷聊途煤铜h(huán)境暴露的參數(shù)通常都表現(xiàn)出高分散，一種以概率為基礎(chǔ)的方法為耐久性能分析提供了非常強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。這種設(shè)計(jì)方法是基于確認(rèn)極限狀態(tài)的情況，耐久性極限狀態(tài)的例子有加固的鈍化，開(kāi)裂和腐蝕造成的剝落，和由于截面加固損失造成的崩潰。用這種方法，失敗的概率可由時(shí)間函數(shù)決定。對(duì)于新的混凝土結(jié)構(gòu)，這為正被考慮的結(jié)構(gòu)的整體耐久性標(biāo)準(zhǔn)的建立提供了恰當(dāng)?shù)幕A(chǔ)?；诖?，對(duì)海洋環(huán)境下鋼筋混凝土性能的研究工作具有顯著的現(xiàn)實(shí)意義。1.2海洋環(huán)境下鋼筋混凝土質(zhì)量的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著海岸工程技術(shù)的不斷發(fā)展，海

11、水環(huán)境中建筑物、構(gòu)筑物的耐久性問(wèn)題越來(lái)越受到研究人員的重視和關(guān)注。在海港環(huán)境中，砼腐蝕破壞主要表現(xiàn)為cl的滲透導(dǎo)致鋼筋銹脹，進(jìn)而引起砼開(kāi)裂加速鋼筋銹蝕。因此，如何提高砼的抗氯離子滲透性，減小砼電通量，已經(jīng)成為提高砼抗腐蝕能力的關(guān)鍵問(wèn)題。（1）、預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件能有效地控制裂縫的產(chǎn)生，阻止“先裂后銹”和“銹裂互動(dòng)”現(xiàn)象的發(fā)生和蔓延；且預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的保護(hù)層厚度、配合比、水灰比 等參數(shù)指標(biāo)的規(guī)范要求均高于 其他鋼筋混凝土構(gòu)件。因此， 相對(duì)而言，預(yù)應(yīng)力混凝土的 質(zhì)量與耐久性優(yōu)于其他鋼筋 混凝土。但是一旦預(yù)應(yīng)力混 凝土構(gòu)件發(fā)生腐蝕與破壞后， 由于不能大范圍鑿除已遭氯 離子污染的混凝土，所

12、以預(yù) 應(yīng)力混凝土構(gòu)件的可修復(fù)程 度與修補(bǔ)效果均遠(yuǎn)低于其他 鋼筋混凝土構(gòu)件，目前通常 采取整個(gè)構(gòu)件更換的方式。 例如，在1990年投產(chǎn)的北侖 圖1-2 二期集裝箱碼頭5#、6#泊位后方引橋的預(yù)應(yīng)力“T”型梁上，使用12年后亦發(fā)現(xiàn)諸多“銹斑”，說(shuō)明其內(nèi)部鋼筋已開(kāi)始銹蝕。可見(jiàn)單憑設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力混凝土措施，也不能很好的解決防腐蝕耐久性問(wèn)題，必須多種技術(shù)措施并舉，聯(lián)合施治，方能達(dá)到耐久之目的。（2）、高性能混凝土 區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，高性能混凝土以耐久性作為首要指標(biāo)，可有重點(diǎn)地予以保證其耐久性、工作性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性等。就海港建筑、構(gòu)筑物工程而言，側(cè)重于高性能、抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性、強(qiáng)度與優(yōu)良的

13、抗沖擊疲勞性等。目前，國(guó)內(nèi)外海工高性能混凝土的研究與應(yīng)用方興未艾。在荷蘭，對(duì)已使用363年的64座海工結(jié)構(gòu)（其中90%的結(jié)構(gòu)采用磨細(xì)礦渣混凝土）調(diào)查發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)基本完好，氯離子擴(kuò)散系數(shù)僅為普通混凝土的1/101/15。典型事例為東謝爾德?lián)醭遍l工程，其設(shè)計(jì)使用壽命是250年，80年不維修，其基本防腐措施就是采用水膠比為0.4的大滲量（65%）磨細(xì)礦渣混凝土。在英、美、加、日和中東等國(guó)家和地區(qū)，也都有類似的成功工程應(yīng)用實(shí)例。 國(guó)內(nèi)外有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究和工程實(shí)踐證明，養(yǎng)護(hù)對(duì)高性能混凝土的質(zhì)量和耐久性十分重要。常溫下養(yǎng)護(hù)不夠，對(duì)高性能混凝土的質(zhì)量與耐久性的影響程度有時(shí)甚至重于普通混凝土，因此，及時(shí)、充分地濕養(yǎng)

14、護(hù)是其獲得高強(qiáng)度、低孔隙率和高抗氯離子擴(kuò)散能力所必不可少的。據(jù)此，高性能混凝土十分適合養(yǎng)護(hù)條件優(yōu)良的專業(yè)性與預(yù)制場(chǎng)制作的構(gòu)件。而養(yǎng)護(hù)條件較差的現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆構(gòu)件，設(shè)計(jì)采用高性能混凝土?xí)r，除了采取調(diào)整相應(yīng)的技術(shù)措施外，尚需在現(xiàn)場(chǎng)配備專門(mén)的養(yǎng)護(hù)設(shè)施，確保不間斷濕養(yǎng)護(hù)14天21天。另外高性能混凝土相對(duì)于普通混凝土在攪拌時(shí)間、震搗、拆模時(shí)間上都有區(qū)別，因此在高性能混強(qiáng)度級(jí)別為300N/mm2的熱軋光圓鋼筋；凝土實(shí)施前需要根據(jù)其特點(diǎn)制定專門(mén)的質(zhì)量控制措施。（3）、內(nèi)摻鋼筋阻銹劑臨海構(gòu)筑物混凝土中鋼筋的腐蝕，事實(shí)上是一種電化學(xué)腐蝕，其陰、陽(yáng)極反應(yīng)都在鋼筋電解質(zhì)界面上發(fā)生，若能阻止其中任何一種界面反應(yīng)，就能抑制腐

15、蝕。如果某種化學(xué)物質(zhì)能夠優(yōu)先參與并阻止上述兩種或其中一種界面反應(yīng)，且能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定狀態(tài)，則用此類化學(xué)物質(zhì)就可有效地阻止鋼筋銹蝕，這種在混凝土拌制過(guò)程中參加少量化學(xué)物質(zhì)（外加劑），通過(guò)影響上述界面電化學(xué)反應(yīng)來(lái)阻止鋼筋腐蝕的方法是簡(jiǎn)便易行的，這種化學(xué)物質(zhì)（外加劑），對(duì)鋼筋而言，就是阻銹劑。按阻銹機(jī)理，可分為陽(yáng)極型，陰極型和混合型三類；按材質(zhì)種類可分為有機(jī)類和無(wú)機(jī)類兩種。以往大規(guī)模工程應(yīng)用的亞硝酸鈣，屬陽(yáng)極型阻銹劑。苯甲酸鈉、重鉻酸、氯化亞錫等也是陽(yáng)極型阻銹劑。近來(lái)，開(kāi)發(fā)了大量的有機(jī)類阻銹劑，以及有機(jī)胺鹽類與亞硝酸鈉的復(fù)合阻銹劑。1970年起我國(guó)在湛江浪濺區(qū)進(jìn)行了為期10年的鋼筋混凝土試件暴露實(shí)驗(yàn)，

16、發(fā)現(xiàn)在水灰比大（0.65）、保護(hù)層?。?5mm）的試件中，內(nèi)摻占水泥用量2%的亞硝酸鈉，可使鋼筋銹積率從89%減少到3.5%，顯示出優(yōu)良的長(zhǎng)期阻銹效果，鉀、鈉的重鉻酸鹽效果亦然。在山東三山島金礦工程和江蘇東臺(tái)縣方塘河擋潮閘等工程中，也有早期成功應(yīng)用的實(shí)例。2000年，在粵海通道瓊州海峽鐵路輪渡工程的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，成功地使用了GF01型鋼筋阻銹劑重達(dá)近百噸。由上可見(jiàn)，內(nèi)摻亞硝酸鈣和復(fù)合型亞硝酸鈣鋼筋阻銹劑，是一種經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)研究和工程實(shí)踐的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的鋼筋保護(hù)措施。（4）、涂料涂裝保護(hù) 混凝土表面實(shí)施涂料涂裝保護(hù)，可阻止或減緩環(huán)境介質(zhì)中氯離子的侵入，也起到裝飾效果。但必須解決涂層中的耐堿性和附

17、著力等兩方面的問(wèn)題、受陽(yáng)光直射部位表面的耐光老化問(wèn)題、以及潮濕表面實(shí)施時(shí)的濕固化與濕面附著力問(wèn)題。底層涂料（封閉漆），應(yīng)具有低粘度和高滲透能力，能滲透到混凝土內(nèi)起到封閉孔隙和提高后續(xù)涂層附著力的作用，是混凝土表面涂裝保護(hù)的關(guān)鍵和質(zhì)量控制步驟。就耐堿性而言，呋喃樹(shù)脂優(yōu)于環(huán)氧樹(shù)脂，耐堿性好的封閉漆有利于涂層長(zhǎng)期附著性能。國(guó)內(nèi)海港碼頭工程中使用涂層保護(hù)的工程實(shí)例已較多，但尚未很好解決底漆的滲透與附著力問(wèn)題。早期部分工程在使用幾年后，就出現(xiàn)涂層的析堿、開(kāi)裂乃至脫落問(wèn)題。（5）、涂（鍍）層鋼筋 海水環(huán)境中的氯鹽對(duì)不受凍地區(qū)的素混凝土而言是無(wú)害的，腐蝕破壞是通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕銹脹實(shí)現(xiàn)的。因此

18、，若將鋼筋表面預(yù)先實(shí)施一層不腐蝕或耐腐蝕的涂（鍍）層來(lái)阻擋或隔離氯離子的侵蝕，是最為直接的技術(shù)措施，涂鍍層鋼筋目前主要有環(huán)氧涂層鋼筋和熱鍍鋅鋼筋兩種。 從1970年起，美國(guó)聯(lián)邦公路管理局（FHWA）針對(duì)撒除冰鹽引起高速公路橋梁異常嚴(yán)重的鋼筋腐蝕破壞問(wèn)題，委托起國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NSA）的研究人員，經(jīng)過(guò)歷時(shí)3年的試驗(yàn)研究，從56種聚合物涂層中篩選出一種最理想的靜電噴涂環(huán)氧粉末涂層鋼筋，又名環(huán)氧涂層鋼筋（EBAR）。至1991年，EBAR已占其鋼筋總用量的5%。但在1988年，在腐蝕環(huán)境較為惡劣的美國(guó)佛羅里達(dá)州Keys地區(qū)的兩座使用EBAR跨海大橋上，僅使用46年就出現(xiàn)了異常嚴(yán)重的腐蝕破壞，并進(jìn)行了專項(xiàng)

19、調(diào)查研究。加拿大公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃對(duì)19座采用EBAR結(jié)構(gòu)調(diào)查與研究表明，19座結(jié)構(gòu)中，有5座在使用8年就發(fā)生了鋼筋腐蝕引起的破壞。其主要原因是涂層質(zhì)量，尤其是彎曲部位涂層質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)是否繼續(xù)采用EBAR，國(guó)際上目前仍有爭(zhēng)議，有的認(rèn)為不宜使用；但另一些人認(rèn)為只要提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)監(jiān)控，仍不失為鹽污染環(huán)境中一種提高性能的有效措施。 總之，對(duì)于眾多提高鋼筋混凝土的抗氯離子滲透性，減小砼電通量的方式方法需要在實(shí)踐中進(jìn)一步研究和探討，以便這一系列研究成果能發(fā)揮更直接的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。第2章 鋼筋混凝土腐蝕的調(diào)查分析 一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于臨海構(gòu)筑物，由于環(huán)境介質(zhì)中的有害離子經(jīng)過(guò)混凝土保護(hù)層到達(dá)鋼筋周圍，破壞

20、鋼筋的鈍化膜，引起鋼筋銹蝕，削減其有效截面，降低其粘結(jié)強(qiáng)度等受力性能，使混凝土保護(hù)層順筋脹裂，引起混凝土結(jié)構(gòu)物的耐久性危害，混凝土結(jié)構(gòu)更易腐蝕破壞，而且混凝土建筑物一旦破壞，維修起來(lái)將非常麻煩甚至無(wú)法維修。2.1混凝土耐久性的影響因素 目前，混凝土材料成分與氣體、水化學(xué)反應(yīng)中溶解物有害物質(zhì)在混凝土空隙和裂縫中的遷移，遷移過(guò)程導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生物理和化學(xué)方面的劣化和鋼筋銹蝕的劣化，其結(jié)果將使結(jié)構(gòu)承載力下降、剛度降低和開(kāi)裂，以及外觀的損傷影響著結(jié)構(gòu)的使用效果。以下不單單是海洋環(huán)境下，更是混凝土結(jié)構(gòu)普遍存在的耐久性問(wèn)題。2.1.1混凝土的碳化(又稱中性化) 眾所周知，幾乎所有混凝土表面都處在碳化過(guò)程中，

21、本身無(wú)多大破壞作用，但是由于碳化過(guò)程使混凝土堿性降低使鋼筋表面在高堿條件下產(chǎn)生的致密氧化膜(鈍化膜)遭到破壞，使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，同時(shí)碳化會(huì)加劇混凝土的收縮，致使混凝土出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。2.1.2混凝土堿集料反應(yīng) 所謂堿集料反應(yīng)是指混凝土集料中某些活性礦物與混凝土微孔中的堿性溶液產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)。堿主要來(lái)自水泥熟料、外加劑，而活性材料主要是si02、碳酸鹽、硅膠鹽等等。混凝土中堿與si02反應(yīng)最為普遍。而堿與硅膠鹽產(chǎn)生的凝膠遇水會(huì)膨脹，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生膨脹應(yīng)力引起混凝土開(kāi)裂，從而迅速降低混凝土的耐久性。 影響這些有害物質(zhì)在空隙中的遷移速度、范圍和結(jié)果的是混凝土的孔結(jié)構(gòu)和裂縫狀態(tài)

22、，因此改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，減少混凝土內(nèi)部的裂縫是提高混凝土耐久性的有效措施。2.1.3氯離子、硫酸根離子的侵蝕 海洋中存在大量的氯化物，氯離子是鋼筋最強(qiáng)烈的活化劑之一，即使在堿度較高，PH值大于11.5時(shí)，Cl也能破壞鈍化膜，當(dāng)Cl/OH達(dá)到及極限值0.63時(shí)，鋼筋開(kāi)始銹蝕，因?yàn)镃l半徑小，活性大，容易吸附在氧化膜有缺陷的地方。當(dāng)滲透到鋼筋表面，Cl達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)是局部保護(hù)模破壞，成為活化態(tài)。氯離子侵蝕化學(xué)反應(yīng)見(jiàn)式（1-1）：Fe2+2Cl-2H2OFe(OH)2+2HCl4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3鎂鹽(MgSO4和MgCl2)在海水中含量較大，深入混凝土中將和Ca(O

23、H)2發(fā)生以下反應(yīng)見(jiàn)式（2-2）：Ca(OH)2+MgSO4+2H2OCaSO42H2O+ Mg(OH)2 Ca(OH)2+ MgCl2CaCl2+ Mg(OH)2 雖然生產(chǎn)的固相物質(zhì)積聚在空隙內(nèi)，在一定程度上可以阻止介質(zhì)的侵入，但是大量的Ca(OH)2與鎂鹽反應(yīng)后，堿度降低會(huì)使水泥中的水化硅酸鈣和水化氯酸鈣與酸性的鎂鹽反應(yīng)，同時(shí)生成的Mg(OH)2還能與鋁膠、硅膠緩慢反應(yīng)，造成混凝土粘結(jié)力減弱，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低。海水中還存在一定的S042-，當(dāng)SO42-進(jìn)入混凝土內(nèi)部后與混凝土的某些成分反應(yīng)，生成物吸水腫脹產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)混凝土就產(chǎn)生裂縫，這種腐蝕作用在不同條件下又有兩種

24、表現(xiàn)形式，即E鹽破壞和G鹽破壞。E鹽破壞即鈣礬石膨脹破壞，G鹽破壞即石膏膨脹破壞，其化學(xué)反應(yīng)見(jiàn)式（3-3）：4CaOA12O312H2O+3SO42-+2Ca(OH)2+20H2O3CaO A12O3CaSO431H2O+60H-Ca(OH)2+SO42-+2H2OCaSO42H2O+2OH生成物的體積分別比反應(yīng)物的大1.5及1.24倍多，引起很大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)裂縫。2.1.4浸析及結(jié)晶 環(huán)境介質(zhì)將混凝土中易溶成分溶解出來(lái)，密實(shí)性較差、滲透性較大的混凝土，在一定壓力的流動(dòng)水中，水化產(chǎn)物Ca(OH)2會(huì)不斷溶出并流失。引起強(qiáng)度減小、PH值降低、孔隙率增大，使腐蝕介質(zhì)更易進(jìn)入混凝土內(nèi)

25、部，如此循環(huán)造成混凝土結(jié)構(gòu)物很快破壞。同時(shí)，砼內(nèi)的有些鹽類(包括外界的和自身的)在濕度較大時(shí)溶解，在濕度較低時(shí)結(jié)晶析出，并在結(jié)晶時(shí)按照其特有的結(jié)晶學(xué)特征生長(zhǎng)，對(duì)砼孔壁造成極大的結(jié)晶壓力，從而引起混凝土的膨脹開(kāi)裂，寒冷地區(qū)的凍融循環(huán)也屬這種破壞類型。2.2混凝土耐久性的因素分析2.2.1混凝土耐久性的因素統(tǒng)計(jì)通過(guò)對(duì)3#住宅樓200個(gè)檢查點(diǎn)的查驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：表2-1序號(hào)項(xiàng) 目檢查點(diǎn)不合格點(diǎn)頻數(shù)頻率（）累計(jì)頻率（）1碳化破壞60282856562混凝土縱向裂縫50131326823結(jié)構(gòu)強(qiáng)度30448904材料鋼筋3033696水泥混凝土5外觀垂直、平整30224 100蜂窩、麻面幾何尺寸 6合計(jì)

26、2005050100根據(jù)統(tǒng)計(jì)表做出排列圖如下：圖2-1 排列圖 根據(jù)排列圖可看出：碳化破壞和縱向裂縫的不合格率達(dá)到82，是影響鋼筋混凝土質(zhì)量的主要因素。第3章 鋼筋混凝土腐蝕原因的確認(rèn)3.1要因確認(rèn)的具體化3.1.1人員因素建筑施工現(xiàn)場(chǎng)具有人員眾多、環(huán)境復(fù)雜、工藝繁瑣等特殊性，所以在具體的施工過(guò)程中，施工人員的責(zé)任心不強(qiáng)、分工不明確、質(zhì)量意識(shí)不到位是影響工藝質(zhì)量最突出的三個(gè)方面。3.1.2方法因素 隨著我國(guó)建筑業(yè)領(lǐng)域新工藝、新材料的廣泛推廣使用，對(duì)施工工藝、施工方法的要求也越來(lái)越高。特別是現(xiàn)場(chǎng)施工人員的理論知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)參差不齊，造成施工質(zhì)量和施工安全無(wú)法得到有效保障。雖然，各建筑企業(yè)都相序開(kāi)

27、展了農(nóng)民工業(yè)余學(xué)校培訓(xùn)機(jī)制，但在培訓(xùn)頻率和培訓(xùn)的延續(xù)性上沒(méi)有得到更好的支持，使得一線施工工人對(duì)所從事的工作一知半解，對(duì)科學(xué)的施工工藝完全陌生。正因?yàn)檫@種情況的存在，使得建筑物的成品質(zhì)量明顯偏低，給后續(xù)施工留下隱患。3.1.3材料因素 模板多次使用變形，混凝土坍落度不合格，進(jìn)場(chǎng)鋼筋表面有泥土等雜物現(xiàn)象。3.1.4環(huán)境因素日照沿海地區(qū)年平均風(fēng)速為3.3米/秒。夏季盛行南到東南風(fēng)，冬季盛行北到東北風(fēng)，年降水量平均765.4毫米，對(duì)鋼筋和混凝土有直接的侵蝕影響。3.1.5機(jī)械因素 未充分發(fā)揮機(jī)械的使用效率，未對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效檢查與維修3.2 要因的歸納程序3.2.1要因驗(yàn)證通過(guò)要因的具體化，總結(jié)出三

28、條要因，如下表：序號(hào)末端因素確認(rèn)方法驗(yàn)證分析要因判斷1砼坍落度過(guò)大現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)由正規(guī)廠家生產(chǎn)，各項(xiàng)檢驗(yàn)合格，坍落度不符的產(chǎn)品已及時(shí)調(diào)換非要因2海洋環(huán)境對(duì)鋼筋的銹蝕調(diào)查分析海洋環(huán)境下對(duì)鋼筋銹蝕嚴(yán)重，已影響到結(jié)構(gòu)和施工的進(jìn)行。要 因5海風(fēng)中氯離子對(duì)砼的腐蝕調(diào)查分析海風(fēng)對(duì)混凝土腐蝕嚴(yán)重，外觀和內(nèi)部質(zhì)量都受到影響。要 因7澆灌和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量不到位現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)澆灌和養(yǎng)護(hù)存在問(wèn)題，沿海環(huán)境下，對(duì)澆灌和養(yǎng)護(hù)有特殊要求。要 因3.2.2要因?qū)Ρ扰c混凝土粘結(jié)力降低影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和碳化深度體積增大造成膨脹開(kāi)裂機(jī)械咬合作用基本消失 圖3-12鋼筋氧化膜的破壞 圖3-15氯離子對(duì)混凝土的侵蝕 圖3-16澆灌和養(yǎng)護(hù)不到位氯離子和CO

29、2造成碳化破壞和裂縫 影響外觀質(zhì)量 加速鋼筋銹蝕 圖3-17主筋銹蝕 圖3-18順筋裂縫 第4章 預(yù)防對(duì)策的制定與實(shí)施4.1 制定對(duì)策4.1.1 根據(jù)以上要因確認(rèn)制定對(duì)策表：序號(hào)原因?qū)Σ哓?fù)責(zé)人時(shí)間1海洋環(huán)境對(duì)鋼筋的銹蝕（1） 針對(duì)料場(chǎng)鋼筋要加強(qiáng)防雨、防銹管理，由專人定期檢查記錄，確保材料質(zhì)量（2） 針對(duì)加工好以及安裝好的鋼筋構(gòu)件要進(jìn)行前期的人工或機(jī)械除銹，并合理安排工序搭接，減少構(gòu)件的外露時(shí)間。（3） 針對(duì)澆灌完成的構(gòu)件鋼筋采取專項(xiàng)措施對(duì)混凝土碳化速度和氯離子侵入量進(jìn)行有效控制。馬傳帥6月10日至8月102對(duì)砼的腐蝕（1） 提高混凝土的抗?jié)B性（2） 加強(qiáng)成品的后期保護(hù)（3） 控制施工過(guò)程的科學(xué)

30、性范少龍6月10日至8月103澆灌養(yǎng)護(hù)質(zhì)量（1） 加強(qiáng)工人技術(shù)理論知識(shí)的培訓(xùn)（2） 強(qiáng)化澆灌中期的質(zhì)量檢查（3） 實(shí)行獎(jiǎng)罰責(zé)任制候汝浩6月10日至8月104.1.2 對(duì)策實(shí)施的具體過(guò)程（1）在使用時(shí)合理選用水泥品種。對(duì)于水位變化區(qū)以及干濕交替作用的部位或較嚴(yán)寒地區(qū)選用抗硫酸鹽普通水泥；對(duì)礦渣水泥和粉煤灰水泥要控制摻量，普通水泥摻粉煤灰，可以在水泥用量不變的情況下，再外摻粉煤灰取代部分砂子，或同時(shí)摻用粉煤灰的減水劑，即采用“雙摻”的技術(shù)措施，這樣可以提高混凝土的抗碳化能力。（2）選好合適的配合比，適量的外加劑，控制細(xì)骨料、粉料用量。分析骨料的性質(zhì)，如抗酸性骨料與水，水泥的作用對(duì)混凝土的碳化有一定

31、的延緩作用。對(duì)于使用江砂的地方，砂的級(jí)配不合理，粉料較多，更應(yīng)選擇合適的配合比，控制水灰比?？茖W(xué)地?cái)嚢韬瓦\(yùn)輸，及時(shí)地養(yǎng)護(hù)，以減少滲流水量和其它有害物的侵蝕，確?；炷恋拿軐?shí)性?；炷恋拿軐?shí)度也是保證工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素。（3）碳化后的混凝土構(gòu)件還可采用涂刷環(huán)氧基液的方法，對(duì)建筑物地下部分在其周圍設(shè)置保護(hù)層；用各種溶注液浸注混凝土，如用溶化的瀝青涂抹。對(duì)碳化深度較大的，可鑿除混凝土松散部分，洗凈進(jìn)入的有害物質(zhì)，將混凝土銜接面鑿毛，用環(huán)氧砂漿或細(xì)石混凝土填補(bǔ)，最后以環(huán)氧基液做涂基保護(hù)。（4）混凝土炭化的反映與混凝土澆注完畢后的養(yǎng)護(hù)工作有一定的關(guān)系，只要混凝土養(yǎng)護(hù)及時(shí)到位就可以減低混凝土炭化深度，一般

32、養(yǎng)護(hù)是保持混凝土表面濕潤(rùn)7-14天就可以了4.1.3對(duì)策實(shí)施的現(xiàn)場(chǎng)化（1） 由材料員安排專人對(duì)料場(chǎng)內(nèi)的鋼筋進(jìn)行防雨、防銹覆蓋，陰天防雨，晴天防風(fēng)。由專人定期檢查記錄，確保鋼筋質(zhì)量。對(duì)加工好以及安裝好的鋼筋構(gòu)件進(jìn)行前期的人工除銹，并合理安排工序搭接，合理縮短工期，減少構(gòu)件的外露時(shí)間，減少銹蝕的程度和面積。 圖4-1 人工除銹（2） 與攪拌站及時(shí)溝通，嚴(yán)禁含氯離子的材料或外加劑的使用。（3）對(duì)銹蝕截面未超出規(guī)范的鋼筋，把銹片清除后，在外表面涂刷水泥漿一遍保證后續(xù)的施工質(zhì)量。 圖4-2 刷漿防銹 （4）對(duì)銹蝕截面已超出規(guī)范的鋼筋，做重新植筋施工。（5）采取各種措施，提高混凝土的密實(shí)度，防止氯離子侵入

33、混凝土內(nèi)部，避免鋼筋銹蝕。摻入阻銹劑，使鋼筋表面的氧化膜趨于穩(wěn)定，彌補(bǔ)表面的缺陷，使整個(gè)鋼筋被一層氧化膜所包裹，致密性很好，能防止氯離 子穿透，從而達(dá)到防銹的目的。 （6）與設(shè)計(jì)院保持溝通，適當(dāng)增加鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度，以延緩二氧化碳、氯離子等到達(dá)鋼筋表面的時(shí)間。（7）通過(guò)農(nóng)民工學(xué)校對(duì)澆灌和養(yǎng)護(hù)工人進(jìn)行定期理論知識(shí)的培訓(xùn)強(qiáng)化澆灌中期的質(zhì)量檢查，分組分班，劃分責(zé)任區(qū)，不留死角。（8）加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，時(shí)間不得少于14d，以保證水泥正常水化，增加密實(shí)度，提高抗?jié)B性。（9）嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間，澆筑時(shí)下料速度適中，振搗密實(shí)，避免過(guò)振，一般振搗時(shí)間為1015s次。夏天氣溫高，要及時(shí)噴水養(yǎng)護(hù)，覆蓋

34、薄膜，使其保持濕潤(rùn)。 通過(guò)詳細(xì)、完善的實(shí)踐證明，必須從人員、機(jī)械、材料、方法、環(huán)境五方面齊抓共管，協(xié)調(diào)配合，才能保證鋼筋混凝土的施工質(zhì)量，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。第5章 實(shí)踐統(tǒng)計(jì)與目標(biāo)分析5.1檢查統(tǒng)計(jì) 通過(guò)以上一系列措施的實(shí)施，我小組對(duì)5#6#7#8#11#主體混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，共查1000個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，合格率為98，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。表5-1檢查項(xiàng)目檢查點(diǎn)不合格點(diǎn)合格率備注碳化破壞5001098順筋裂縫5001098合計(jì)985.2 目標(biāo)對(duì)比（1）鋼筋混凝土剪力墻的質(zhì)量對(duì)比 圖5-1 對(duì)策實(shí)施前的質(zhì)量 圖5-2 對(duì)策實(shí)施后的質(zhì)量（2）鋼筋混凝土頂板的質(zhì)量對(duì)比 圖5-3 對(duì)策實(shí)施前的質(zhì)量 圖5-4 對(duì)策實(shí)

35、施后的質(zhì)量（3）鋼筋混凝土鋼筋成品的質(zhì)量對(duì)比 圖5-5對(duì)策實(shí)施前的質(zhì)量 圖5-6對(duì)策實(shí)施后的質(zhì)量（4）鋼筋混凝土28天強(qiáng)度值的質(zhì)量對(duì)比 從以上檢驗(yàn)、實(shí)施結(jié)果的具體數(shù)據(jù)可知，在海洋環(huán)境下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)安全性受眾多因素的影響。并且，我們深入了解了混凝土碳化的原因與影響碳化的因素，也分析了碳化深度過(guò)大對(duì)混凝土強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性安全性的影響，并探討了混凝土碳化的防治。通過(guò)加深理解與深入的分析，并在日常施工中加以注意，混凝土碳化、裂縫問(wèn)題對(duì)混凝土強(qiáng)度及安全性的影響一定可以降低。結(jié) 論 混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕破壞己成為影響耐久性最主要原因之一，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了巨大損失，必須充分認(rèn)識(shí)到防腐工作的重要性。 混凝土侵蝕破壞是多種因素綜合作用的結(jié)果。既有混凝土內(nèi)部缺陷及材料性質(zhì)的因素，也是一個(gè)和環(huán)境相互作用的過(guò)程。海洋地區(qū)的特殊環(huán)境下，更應(yīng)綜合考慮多方面的因素的協(xié)同效應(yīng)，特別要注意的是氯離子對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的侵蝕。通過(guò)提高混凝土密實(shí)度，減小水膠比，添加外加劑，摻高爐礦渣、粉煤灰、硅灰等，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、安全因素，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗侵蝕能力。致 謝 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在李老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇、設(shè)計(jì)到論文的撰寫(xiě)以至最終