混凝土强度对氯离子渗透侵蚀性能的影响

我国沿海地区混凝土结构长时间受到海水的侵蚀,严重影响建筑物的耐久性,其中,影响混凝土耐久性性能的主要原因是其收到海水中氯离子的侵蚀。因此,为提高沿海地区混凝土结构抗氯离子侵蚀能力,本文在真实模拟混凝土结构受氯离子侵蚀的环境,探讨在不同混凝土强度及干湿循环两种因素对混凝土抵抗氯离子侵蚀的影响。研究结果表明:混凝土试块在相同强度下,氯离子含量随着测量深度的增加而减小;且在相同测试深度下,强度越高氯离子含量越少,氯离子的扩散溶度越小。     

沿海混凝土桥氯离子扩散修正模型及其应用

为了给沿海地区在役混凝土桥梁的耐久性研究提供更加可靠的理论依据,针对影响沿海地区混凝土桥梁耐久性的主要因素——氯离子侵蚀引起钢筋的锈蚀,从氯离子扩散的角度出发,综合各国氯离子扩散的相关数学模型,提出考虑荷载影响因子和氯离子结合能力这2种因素的混凝土氯离子扩散修正模型,并借助于各国相关的试验数据对氯离子扩散修正模型进行了验证和分析。研究结果表明：与传统的仅考虑单一影响因素的氯离子扩散模型相比,所提出的氯离子扩散修正模型更加合理,可以更准确地预测沿海地区在役混凝土桥梁的剩余使用寿命。     

弯曲荷载作用下水位变动区域混凝土中氯离子扩散规律试验

为了明确氯离子在水位变动区域混凝土中的扩散特性,研究了干湿交替条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律。试验过程中考虑3个试验因素:混凝土强度等级、弯曲荷载水平、应力性质。试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,氯离子扩散性能降低;随着荷载水平的提高,受拉区混凝土抗氯离子侵蚀的能力降低,受压区混凝土抗氯离子侵蚀的能力有所提高;受拉区混凝土抗氯离子侵蚀能力明显低于受压区;无论承受受压荷载还是受拉荷载,随着时间的延长,氯离子在混凝土中的扩散系数均逐渐降低。     

水下桥梁桩基础新型压入钢套箱加固技术

桥梁桩基长期受河水的冲刷,经常会出现很多的病害,如蜂窝孔洞、钢筋外露等,直接影响桥梁结构的承载能力和使用安全.针对某特大桥的桩基长期受潮水起落的冲刷,部分桩基病害严重的问题,提出新型压入钢套箱加固桩基技术.此技术集自反力体系与吊装设备于一体,利用静力压入技术,将节段焊接拼装的加固钢管沿桥墩、桩基础四周压入土中,形成四周围堰,将钢管与桥墩、桩基础间隙间的水抽去之后,灌注快凝混凝土对桥墩、桩基础实现加固,给出了加固的关键施工工艺,加固后桩基表面混凝土光滑,无孔洞、大面积蜂窝麻面现象,病害治理效果明显.     

机制砂混凝土氯离子渗透性能分析

为分析沿海地区机制砂混凝土耐久性能,本文对不同养护条件下河砂和机制砂配合比混凝土的力学性能和抗氯离子侵蚀性能进行了试验研究。发现自然条件养护混凝土均表现出比标准养护条件下更高的抗压强度。与河砂混凝土相比,机制砂混凝土的抗压强度和弹性模量较高。自然条件养护钻芯混凝土的氯离子扩散系数略高于标准养护,2种养护条件下机制砂配制混凝土的抗氯离子渗透性能良好,能够满足规范要求。     

无机结合料改良盐渍土试验分析

渤海地区土壤受盐水侵蚀,盐渍土广泛分布。选用沧州市沿海地区不同类型盐渍土,对比分析石灰、粉煤灰等无机结合料单一或组合加固盐渍土对其无侧限抗压强度、耐久性等路用性能的影响规律,为利用当地盐渍土修筑路基提供理论依据。     

海洋环境下混凝土中氯离子传输规律

为了解决海洋环境下混凝土结构过早腐蚀,达不到服役寿命的问题,通过对海洋环境下不同腐蚀区域、不同暴露时间的混凝土结构进行氯离子质量分数检测,研究了海洋环境下混凝土在不同区域、不同侵蚀时间的氯离子传输规律。结果表明:海洋环境下当侵蚀时间一定时,混凝土的氯离子质量分数由高到低依次为水下区、潮汐区、大气区,但潮汐区的混凝土外观损伤比水下区严重;当腐蚀区域相同时,混凝土中的氯离子质量分数随腐蚀时间的增加而增大,并随深度的增加而减小,最后趋于稳定;在腐蚀时间和腐蚀区域都相同的条件下,混凝土的抗氯离子侵蚀能力随水灰比的增大而减小。     

不锈钢筋的工程应用

为验证不锈钢筋混凝土结构与普通钢筋混凝土结构施工、养护、耐久性等的差异,在受海水侵蚀的园里溪桥、红树林大桥桥墩试验采用了不锈钢筋混凝土结构。园里溪桥桥墩受海水侵蚀,墩柱混凝土开裂、钢筋腐蚀严重。采用外包不锈钢筋混凝土套箍加固,同时预留不锈钢筋混凝土暴露试件,3年后回访检查,外包不锈钢筋混凝土套箍没有明显病害;解剖预留试块,不锈钢筋均未锈蚀,即使保护层厚度小于5mm的不锈钢筋也未锈蚀,说明不锈钢筋具有优异的耐腐蚀性能。红树林大桥引桥5号桥墩右幅盖梁、墩柱、系梁及桩基顶部1.5m采用不锈钢筋混凝土结构,不锈钢筋加工工艺、设备与普通钢筋相同,不需增加额外新设备及工艺改进。试验证明不锈钢筋混凝土构件具有优异的耐腐蚀性能、加工工艺与普通钢筋相同,用于桥梁受海水侵蚀的部位,可提高桥梁整体的耐久性。国内不锈钢筋产品质量达到国外同类产品水平,在按120年寿命设计的港珠澳跨海大桥获得了应用。     

过火后预应力混凝土氯离子扩散规律研究

随着我国沿海地区桥梁业的发展,桥梁遭受火灾的数量也在不断增多,为了研究过火后预应力混凝土氯离子扩散规律,以某省一座经历火灾后中小跨径预应力混凝土空心板梁为样本,对其进行氯离子侵泡试验。结果表明:火灾高温作用导致混凝土抵抗氯离子侵蚀能力显著降低;因混凝土热惰性,并非高温剥落越深的区域其混凝土抵抗氯离子侵蚀能力越低;混凝土过火后剥落深度介于保护层1/3～2/3的区域,后期维修加固时应注重耐久性方面的修复。     

海洋环境下混凝土桥梁结构抗氯离子侵蚀耐久寿命预测

氯离子临界浓度是研究海洋环境下混凝土结构耐久性的一个重要参数。文章通过对烟威路沿线海洋环境中桥梁氯离子浓度、混凝土保护层厚度、锈蚀电位、电阻率等与结构耐久性相关的技术指标的检测,确定了该沿线环境下钢筋混凝土桥涵在大气区、浪溅区和水位变动区混凝土中诱发钢筋腐蚀的氯离子临界浓度,在此基础上,提出了利用钢筋表面氯离子浓度检测值预测结构抗氯离子侵蚀耐久寿命方法。     

某空心薄壁桥墩维修加固方案探讨

某空心薄壁桥墩由于受到爆破飞溅块石的撞击,导致桥墩墩壁被砸穿并出现3 m×2.3 m的孔洞。以该空心薄壁桥墩为工程背景,对桥墩病害进行了全面检测和分析,得出了采用在薄壁桥墩内部灌自密实混凝土和外部外包钢筋混凝土两种加固方案。通过对两种加固方案的反复比选和探讨,最终采用了安全可靠、经济实用的维修加固方案。该事故的应急抢险维修加固方案为高速公路桥梁的养护和类似桥梁的维修加固提供了宝贵经验。     

某预应力混凝土连续曲线箱梁桥病害分析及加固处理

某预应力混凝土曲线梁桥在运营初期就出现梁体裂缝和支座脱空的病害现象.分析研究表明,该曲线箱梁内预应力设计不当以及支座布置不合理是产生病害的主要原因,并据此提出了加固主梁和桥墩、改造支座布置的加固方案.加固后桥梁使用状况良好,表明加固措施合理有效.     

海洋环境中混凝土结构耐久性的设计与维护

氯离子侵蚀是造成海洋环境中混凝土结构耐久性问题的主要原因.从分析氯离子侵入混凝土并诱发钢筋锈蚀的过程和机理出发,指出提高海洋环境中混凝土结构的耐久性需要从增强混凝土结构的抗渗透能力、阻隔混凝土表面与侵蚀介质的接触以及提高钢筋抗锈蚀能力三方面入手,在此基础上归纳总结了提高混凝结构耐久性方法的理论基础和关键技术.此外,还介绍了受氯盐侵蚀的既有混凝土结构的治理方法.     

松花江公路大桥结构混凝土耐久性试验

为掌握松花江公路大桥结构混凝土的性能退化规律,利用该桥主要构件实际施工时的材料及配合比制作了一批混凝土试件,进行耐久性试验。试验内容包括:混凝土碳化试验、冻融试验、冻融损伤影响下的氯离子渗透试验、碱骨料反应试验。试验结果表明:大桥主要构件混凝土抗压强度均达到了设计强度等级;混凝土碳化深度受混凝土强度影响较大且受冻融循环作用的影响较为明显;主桥桥墩和引桥桥墩的混凝土试件冻融损伤最为严重;与水冻破坏相比,除冰盐环境下混凝土的冻融破坏更加严重;冻融损伤对氯离子渗透影响显著;粗骨料存在潜在碱-硅酸反应危害。     

文物桥梁桥墩抗震加固技术

兰州中山桥(233.5m简支铆接钢桁梁桥)为国家重点文物保护单位。针对该桥圬工重力式桥墩病害较多且无法满足抗震要求的情况,进行全面的桥墩抗震与耐久性加固。以"修旧如旧"为原则,设计了文物桥墩整体外包混凝土的抗震加固方法:先开挖桥墩外约3m的卵石覆盖层,再设置钢围堰隔水形成干作业环境,最后植钢筋、外包不少于厚23～30cm的C40抗冻自密实钢筋混凝土。针对复杂的加固条件,提出借助于桥墩支撑架安装双壁钢围堰的方法,研发了分节分单元的自平衡、六棱型低水阻钢围堰结构,以及用于文物桥墩加固的仿面模板,形成了文物桥墩外包混凝土及干挂条石工艺,有效提高了百年文物桥墩的抗震能力与耐久性,实现了"修旧如旧"。     

氯离子在预应力混凝土结构中扩散过程的有限元分析

为指导氯离子侵蚀环境下预应力混凝土结构耐久性设计和寿命预测,基于Fick第二定律的混凝土中氯离子扩散方程与热传导方程的相似性,考虑物理或化学吸附、毛细吸收、预应力等多种机制和因素对氯离子在混凝土内传输的影响,对氯离子扩散系数进行了修正,采用ANSYS中热分析模块对氯离子在预应力混凝土结构中的扩散过程进行数值分析.通过与氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度试验值进行对比,证明该方法能有效预测氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度分布.采用该方法对现役近海预应力混凝土铁路桥梁氯盐侵蚀情况进行模拟,分析得出服役60年左右该预应力混凝土铁路桥梁达到结构耐久性极限状态.     

荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究现状与发展

处于海洋环境下以及撒除冰盐环境中的钢筋混凝土结构,氯离子侵蚀是其钢筋锈蚀的最主要原因.根据对氯离子侵蚀的认识过程和荷载作用型式分三个层次对混凝土中氯离子侵蚀性研究现状进行了总结:混凝土中氯离子传输机理、静荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究和反复荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究.提出荷载作用下混凝土中氯离子传输机理研究和侵蚀模型具有重要的理论意义和应用价值,是氯盐环境中承受荷载作用的混凝土桥梁结构耐久性研究的重要发展方向.     

虎渡河大桥5号桥墩基础加固设计与施工

勘察表明虎渡河大桥5号桥墩基础部分桩基未嵌入基岩或未嵌入基岩足够深度、施工中围堰未下到基岩面、水下混凝土施工质量差等是导致该桥墩受到重载车辆荷载作用时产生横向摆动,危及到桥梁使用安全的原因。文章结合勘察结果确定采用在原围堰范围内增加钻孔桩、在既有承台上增加新承台、在既有墩身和新承台接触面上均匀布置钎钉等措施改善原有桥墩受力状况,以及采用在围堰内抛卵石、灌注水下混凝土填充旧围堰和墩下掏空区等辅助加固措施对该桥墩进行加固。结果表明:采用片石抛填和水下混凝土填充淘空区,再在原墩身外进行钻孔桩施工,围绕原墩身新加预应力混凝土承台,是实现该桥桥墩永久加固的有效措施。     

粉煤灰对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响

采用氯盐浸泡与碳化交替方式,研究了氯盐侵蚀与碳化条件下粉煤灰掺量对混凝土碳化及氯离子侵蚀规律的影响。结果表明:随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层(0～8mm)碳酸钙含量呈降低趋势,而在较深范围内(10～40mm)碳酸钙含量呈增大趋势;粉煤灰掺量的增加扩大了混凝土碳化深度;碳化条件下,随粉煤灰掺量的增加,混凝土表层氯离子含量增大,氯离子含量峰值向内迁移;在碳化影响范围内,随粉煤灰掺量的增加,混凝土结合氯离子含量呈降低趋势,而在未受碳化影响范围内,粉煤灰的掺入提高了混凝土结合氯离子含量。     

预应力混凝土连续刚构桥开裂下挠成因分析及维修加固技术

根据全国范围的调查发现大量早期修建的预应力混凝土连续刚构桥出现中跨跨中开裂、下挠的现象,本文对某沿海地区的一座预应力混凝土连续刚构桥进行了连续4年裂缝、线形以及交通量的观测,以该桥为例,对中跨跨中开裂、下挠进行成因分析,并提出了维修加固建议,加固后至今,该桥仍处于良好的运营状态。