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摘要：本文对水运工程混凝土构建物的腐蚀及冻害的现状做了简要分析，同时加上了其应对措施，希望能为我国近海及海岸工程的建造和维护提供一点帮助。
关键词：混凝土构建物；腐蚀及冻害；应对措施
引言：水运工程构筑物大多数都是暴露于海水或潮湿的空气中，由于海水的盐碱性，对水运工程构筑物具有很强的腐蚀作用；而且在天气冷情况下，尤其是东北地区，冰冻对海洋工程构筑物影响也很大。这两个因素对海洋工程构筑物的使用年限和性能都有很大的影响。本文根据查阅文献和其他相关资料，整理出来了水运工程构筑物腐蚀及冻害的现状，并结合现状提出了相对的应对措施。
1 水运工程混凝土构建物受腐蚀及冻害的现状
水运工程构筑物主要都是以混凝土结构组成，我们集中对水运工程中的混凝土构建物受腐蚀及冻害的现状进行分析。
1.2腐蚀状况
从国内水工混凝土结构破坏情况的分析表明，除了海水里面的有害离子对混凝土侵蚀的化学作用和冻融、干湿、冲击混凝土结构筑物的物理作用外，混凝土自身的收缩开裂、抗渗能力较差也是重要原因之一。因为混凝土结构的裂缝成为海水中的侵蚀离子（SO =4，M g+ +，Cl- 等）渗入混凝土结构的通道，使结构内钢筋的化学侵蚀和冻害加剧，以至于混凝土结构耐久性降低。
根据现场调查水工建筑物混凝土的腐蚀情况，大量调查数据表明，1986年以前未按国家87规范设计并施工的码头工程，一般在建成5年后部分钢筋混凝土发生开裂、腐蚀、生锈，建成10年后发生大面积生锈、开裂，钢筋混凝土已严重破坏；另一方面按87规范设计并施工的码头工程，虽然生锈、开裂程度相对较轻，但10年后也出现了部分开裂锈蚀现象。在调查中发现，由于施工期间质量控制的原因，混凝土的水灰比通常难以达到设计标准，混凝土的实际保护层厚度普遍低于设计要求。如果按照上述分析，严格按照现行规范设计施工的水工混凝土尚能勉强达到30年的耐久年限，那么由于施工质量的原因将造成混凝土的耐久年限更短。
1.3 冻害状况
由于混凝土建筑物常发生冻融破坏，表现为表面酥松，层状脱落，强度降低，影响建筑物的使用。其冻融破坏，是因为混凝土内部存在孔隙，孔隙中有水，其中的孔隙水结冰后体积膨胀9%左右，继而产生膨胀力，作用在混凝土内部孔隙中，同时在冻结过程中，还会出现冷水在孔隙中流动，产生渗透压力，上述两种外部作用力在混凝土冻结过程中出现，在融化过程中消失，形成周期性的循环作用，致使混凝土内部产生微裂缝，并逐渐扩展增多，混凝土强度降低，混凝土表面开始剥落甚至整体破坏。
我国东北的港口在冬天，水工建筑物基本都会受到冻害的影响。
2 水运工程构筑物腐蚀及冻害影响的应对措施
2.1腐蚀影响的应对措施
针对遭受腐蚀破坏的水工钢筋混凝土构件情况及破坏机理，国内学者和工程技术人员进行了大量的研究和试验工作。对已腐蚀损坏的海上钢筋混凝土结构物，其修复及防腐蚀技术方案主要有：
2.1.1凿除混凝土、局部修补。凿除已经开裂部位的混凝土保护层，对此处钢筋进行除锈补强处理后，采用水泥砂浆，通过人工涂抹或高压喷涂，恢复构件的混凝土保护层。此种方法于70年代由国内学者提出，但没有解决钢筋混凝土遭受氯盐破坏的问题，经过修补混凝土内部仍存在已侵入的氯离子，在修复后使用一段时间，混凝土将继续遭受内部已侵入的和外部海水中的氯离子侵蚀而再次被破坏。
2.1.2有机涂层防腐措施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在凿出混凝土、局部修补后，使用有机涂料将混凝土表面涂上一层防腐层，形成一层封闭保护层。国内常用有机涂层材料有：环氧树脂、聚氨基甲酸酯、过氯乙烯树脂、氧化橡胶涂料、苯乙烯焦油等等。此种方法在80年代被广泛使用，可以减缓海水中氯离子对砼表面的侵蚀影响，并有较好的成效。
2.1.3无机涂层防腐措施。原理同有机涂层防腐，该法采用无机聚合物改性水泥砂浆作为混凝土表面保护覆盖层，例如国内研制成功的丙乳砂浆防渗修补材料。该法于90年代得到成功应用。
2.1.4外加电流阴极保护。此方法于90年代研制成功，即在混凝土表面覆盖阳极材料，通过直流电源强制钢筋成为阴极，通过维持外加电流给保护的钢筋，使钢筋的铁离子不会失电子而被腐蚀。此方法比较适用于水中的基桩和打板桩，但该方法需要更高的检测和维护费用，并需要外部电源，持续的电源供给费用，在工程中是否经济难以测算，故未能推广使用。
3 冻害影响的应对措施
水工建筑物除在结构上采取防冻加强措施外，对已建工程可以采用其它必要的防冰冻措施，防治措施总结如下：
3.1 防止建筑物周边结冰
其中有1、挠动水面防冻法，主要方法有压力充气法，压力充水法，调节水位法及加热法等。压力充气法，是通过压缩空气使表层和下层强制对流，防止建筑物前的水冻结。压力充水法，是用潜水泵把库内温度较高的水抽上来，用管道上穿有小孔布设在建筑物周边进行喷射，挠动和加热建筑物周边水体防止结冰。
3.2加热防冻法：
分为热风法、电热法和热水法。热风法，是通过送风管上的大量小孔，将热风送到加热部位，优点为防冻效果好，维修容易，缺点为设备费用高，用电量大。电热法，是通过电热管等电加热器，直接或间接加热物体，优点是设备简单，加热效果好，适用于闸槽侧壁和底部，但外露时易损坏。热水法，是用管道将热水（汽）通至需要防冻部位，需要锅炉和保温管道，但管道造成热量损失大，且设备费用较高。
3.3 在结构及管理上采用防护措施
在北方及南方部分冰冻地区的护坡，应有足够的重量，砌筑整体性好，且具有良好的表面平整度，通常采用较好的混凝土板或石料。采用石料作为护坡材料时，应选抗冻性强的石料，施工期间应使石料相互咬紧，护坡层的厚度及石料的块径应经过抗冻计算确定。采用混凝土板作为护坡材料时，应选用整体性好和重量较重的混凝土板，混凝土板的厚度由冰情及风浪条件确定，在寒冷地区一般应大于20cm。
3.4多用新型防冻材料
多研究出新型的抗冻材料，并用之。
结束语：
水运工程的混凝土结构物工作环境十分恶劣，在使用过程中受到各种因素的破坏。一是海水盐类对混凝土内部的腐蚀；二是潮水与风浪撞击，风浪撞击容易使高潮位以上的混凝土内部产生海盐积聚，加上干湿不断循环，也是使混凝土遭受破坏的天然因素；三是冰冻，处于寒冷地区的混凝土结构物在水位变动区，由于冻融循环作用和冰凌撞击作用，更容易使混凝土遭受严重破坏。因此，位于寒冷地区的海洋混凝土，其抗冻融性能的好坏，更是直接影响结构物使用寿命的重要因素。而且就近海及海岸构筑物腐蚀及冻害影响的应对措施技术而言，国内的这种技术水平已达到或超过国际先进水平。随着我国科学技术水平的不断发展，将会有更多更好的先进方法，解决和预防水工钢筋混凝土腐蚀问题。
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论文作者:刘麟,叶顺波
论文发表刊物:《基层建设》2016年26期9月中
论文发表时间:2016/12/8
标签：混凝土论文; 冻害论文; 建筑物论文; 构筑物论文; 水运论文; 水工论文; 工程论文; 《基层建设》2016年26期9月中论文;