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摘要：近些年来，大量码头构筑物在我国兴建，不断发生工程质量问题，所以有必要探究码头混凝土结构的耐久性问题，具有关键的理论与实际意义。影响海港工程码头混凝土耐久性结构的基本因素为钢筋铸蚀，而引发钢筋诱蚀的关键原因则是氯离子的侵蚀与碳化现象。本文采取实验检测的方法评估了部分港区泊位码头结构的耐久性情况，并基于检测数据，探索适用于码头混凝土结构的深度碳化模型，最后依照港区码头混凝土的现实情况提出了维护方案。
关键词：码头混凝土；耐久性结构；维护方案
混凝土相较于其它建筑材料，拥有很多优点，如成本较低、取材范围广、使用方便及原材料丰富等，所以成为目前最普遍使用的建筑材料。它不但广泛运用在工业和民用建筑之中，还被大量应用到水工码头结构的建设。最近几年，我国港口工程的建设发展迅速，兴建了大批的码头构筑物。在其建设与使用的过程中，相关的质量问题屡见不鲜，怎样控制与克服这些问题，己引起工程界的高度重视。又因为北方气候条件较为复杂，则造成港口工程更为严重的质量问题。
一、影响与破坏码头混凝土结构耐久性的因素
钢筋混凝土结构是港口码头等水工构筑物的基本结构形式，造成破坏码头混凝土结构的因素有许多，而通常是由于多种因素的相互作用，包括如下几类：
1.荷载作用。混凝土结构在动荷载、静荷载和次生应力的影响下发生突变，在薄弱之处产生破坏，主要表现为产生裂缝，超过极限应变，最终导致破坏。
2.温度及外部环境的影响。当码头结构内部部件改变或外界温度变化时，混凝土就会发生形变，如果受到局限，将会产生温度应力，而会由于抗拉强度小于温度应力而产生开裂。空气中有大量的二氧化碳侵蚀混凝土的保护层，进而发生碳化，降低了其钢筋周围的碱性，而海水中存在大量氯离子，借助扩散作用进入混凝土的内部到达钢筋表面，造成钢筋表面的钝化膜遭到破坏，开始铸蚀钢筋，混凝土则受胀开裂。
3.地基变形而引起的破坏和收缩引起的裂缝。较为常见的是由于混凝土自身收缩而发生裂缝的状况。并且若地基基础出现水平和竖向不均匀位移或沉降，将会在结构内部产生附加应力，倘若超过混凝土的抗拉极限，就会使结构开裂。
4.混凝土在使用环节中，构件会反复遭受荷载冲击，受到波浪台风的影响而产生疲劳损伤或者发生塑性破坏。另外混凝土结构容易受到冻胀、施工质量及温湿度等众多因素影响，也会威胁其结构安全性。
码头混凝土结构作为人造构筑物，客观上也含有＂生、老、病、死＂的过程，因此有必要采用合理的技术方法和科学手段及时实施有效的耐久性分析与检测，细致地管理和维护，以确保其安全、健康地发挥出社会与经济效益。
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二、码头混凝土结构的维护现状与方案
随着巨大数量钢筋混凝土建筑的出现与使用时间的延长，开始逐渐出现建筑质量问题甚至事故，混凝土结构的耐久性问题正日益成为工程界关注的焦点。三十年来，我国在混凝土耐久性方面的己取得诸多研究成果，并相继设立了专门课题，研究钢筋诱蚀、混凝土结构耐久性及混凝土碳化的检测评估手段和设计方法等。当前有关氯离子扩散与混凝土碳化的数学模型已初具实用价值。尽管目前颁布的规范仍然停留在理论阶段，但依旧为结构耐久性的设计明确了使用寿命延长的方向。现阶段很多文献中表明，研究混凝土的耐久性问题可划分成三个层次：材料、构件以及结构层面。
通过检测国内某些泊位码头的混凝土外观质量及停靠船舶的防护设施等内容，发现不同泊位的腐蚀损坏情况尚不严重，基本问题在于局部混凝土的剥落、裂缝以及钢筋诱蚀问题。混凝土的剥落和开裂与钢筋铸蚀的关系密切，钢筋铸蚀使混凝土胀裂，混凝土的剥落开裂导致钢筋更易发生绣蚀。为防止进一步腐蚀损坏码头的混凝土结构，需要对其采取科学的维护方案。
1.修复混凝土表面的剥落和裂缝
针对混凝土表面的破损要进行谨慎处理。对混凝土表面裂缝有钢筋诱蚀、空鼓或者脱落等现象的，需要凿除此部分混凝土，用髙压水给露出的铸蚀钢筋进行除锈，然后在其表面涂抹迁移型阻绣剂，再用添加有阻锈剂的细石混凝土抹平。对未出现钢筋铸蚀宽度的裂缝，应当采用环氧树脂灌注法封闭裂缝，然后用细石混凝土抹平。针对混凝土剥落或者漏筋的部位，需要首先凿除混凝土的损伤部位，再用髙压水除诱钢筋，然后在其表面涂抹迁移型阻锈剂，最后用添加有阻锈剂的细石混凝土抹平。对位于浪溅区的部位应该用模板予以简易加固，以便避免细石混凝土在达到等级强度以前遭到冲刷。
2.混凝土结构的防腐蚀维护
预防码头混凝土结构的腐蚀基本包括两种方法：一种是混凝土表面涂层法，即对混凝土表面采用环氧树脂封闭漆进行涂层；另一种是用硅烷浸渍混凝土表面。因为混凝土表面的涂层工艺要求干燥的表面，以确保环氧树脂达到最佳的渗透深度，所以不适用于处在浪溅区的码头泊位，因而采用硅烷浸渍混凝土表面的方法进行防腐蚀维护。硅烷浸渍的基本材料是异丁烯三乙氧基硅烷，在用细石混凝土修复其破损部位而符合混凝土的强度等级时，清理混凝土的表面，清除不利于硅烷浸渍的有害物质如沙子等，并利用喷雾器向混凝土的表面喷射硅烷。
3. 另外按照有关工程规范和以往的经验，可以评估港口码头结构的安全性，并给出对应的维护方案，结果表明各泊位混凝土的保护层厚度、抗氯离子渗透性、抗压强度以及碳化深度等都满足要求，各泊位钢筋的铸蚀概率略低；借助对比与分析实际检测值与碳化模型的预测值，可知以水灰比与水泥用量为根本影响因素的碳化模型基本比较符合码头的实际状况，而该种模型也能够用于预测港口码头混凝土结构的碳化深度；码头泊位的混凝土构件损坏现象主要表现为局部的混凝止剥落、裂缝与钢筋锈蚀。可以拟采取凿除修补的方式予以修复，采用混凝土表面硅烷浸渍的手段对混凝土结构进行防腐蚀维护。
结语
本文探究了适用于码头混凝土结构耐久性的维护方案，仍然需要进一步设计试验，来检测码头混凝土耐久性的氯离子侵蚀问题，建立起可靠、广泛、真实的数据库，准确探究适用于码头混凝土结构耐久性维护的氯离子扩散模型，更加深入地钻研混凝王结构耐久性的有效维护措施。
参考文献：
[1]袁寒.码头混凝土结构的耐久性及维护方案研究[D].山东大学，2016.
[2]高祥壮.现役重力墩式码头钢筋混凝土结构耐久性评估与寿命分析[D].青岛理工大学，2011.
[3]王晓舟.混凝土结构耐久性能的概率预测与模糊综合评估[D].浙江大学，2009.
论文作者:张攀,许传春
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/4/23
标签：混凝土论文; 码头论文; 钢筋论文; 混凝土结构论文; 硅烷论文; 耐久性论文; 表面论文; 《基层建设》2017年第35期论文;