关键词:耐久性;混凝土桥梁;施工技术
1引言
所谓混凝土的耐久性,指的是混凝土的抗化学侵蚀性、抗冻性、抗钢筋的锈蚀性、抗碳化性以及抗碱集料的反应性等。对于高温、潮湿等环境中的混凝土桥梁,引起其结构发生损坏即耐久性遭到的破坏的因素有很多种,且随着不同区域的变化而各不相同。所以在进行混凝土桥梁的建设中,应根据当地的环境气候等因素,分析影响混凝土耐久性的因素,采用适用于此区域的可以提高混凝土耐久性的施工技术,确保桥梁运营的安全性。
2影响混凝土耐久性的因素
影响混凝土耐久性的因素主要有混凝土配置中的碱含量的多少、矿物添加剂的含量、以及其所用材料的抗硫酸盐侵蚀的能力等因素。第一,混凝土配置中所有原材料中所含有的碱含量对混凝土耐久性会产生直接的影响,碱含量过高会降低其耐久性,所以通常减少含碱量较高的水泥的使用,而是采用低碱度的水泥或者无碱的矿物添加剂来代替,这样可以对混凝土配置中的碱集料反应进行有效抑制;第二,以防冻剂等矿物添加剂为例,由于不同的添加剂中所含有的成分各不相同,而防冻剂中大多含有碱成分,施工环境的温度越低则需要添加更多的防冻剂,因此会导致碱含量过高而影响其耐久性。所以应该控制混凝土集料的活性以及所用环境的潮湿性,以避免混凝土碱集料反应的发生,或者对于非活性的集料,则可以含有少量的碱,并对其抗赶紧锈蚀有着较大的帮助;第 三,混凝土原材料的抗硫酸盐侵蚀性能直接影响着其变形能力、承载能力等,如拉应力能够增加混凝土的渗透性,降低其抗硫酸盐的腐蚀能力。荷载越高也会加速混凝土的化学腐蚀,而钢筋的锈蚀则是对混凝土破坏的主要形式,需要确保其保护层的密实程度和足够的厚度。
3提高混凝土耐久性的桥梁施工技术
3.1减少拌合水和水泥浆的用量
在混凝土拌合过程中,如果对其水胶比进行控制来对混凝土耐久性进行控制,则无法解决混凝土中浆体过多而造成的收缩和水化热的增加问题,所以需要采用一种既可以降低浆体量,还能提高骨料占比的方法,所以可以通过对拌合水和水泥浆用量的控制,可以实现对浆骨比的控制,来提高混凝土的耐久性。
3.2对胶凝材料进行合理选择
在混凝土的胶凝材料的体系之中,为了提高混凝土结构体积的稳定性和抗化学的侵蚀性能,通常采取减少混凝土水泥用量和增加细粉矿物的掺合料用量的方法,但是在长时间的使用过程中,人们以为将矿粉进行磨细以及增加粉煤灰的用量会影响混凝土的品质,但是经过实践证明,即便是掺入了大量的以上物质,在水胶比较低时,混凝土还具有非常高的品质。
3.3降低水胶比
正如前文所述,在水胶比较低时,即便是掺入了大量的细粉矿物质和粉煤灰也不会影响混凝土的质量,所以水胶比对混凝土密实性和强度的影响较大,在将混凝土的水胶比控制在较低的水平上时,不仅可以提高其强度,而且可以掺入其他物质来实现其具有其他良好的性能,可以减轻氢氧化钙在界面上聚集的现象,对界面起到强化作用,全面提升混凝土的性能。
3.4添加引气剂
在混凝土中加入引气剂,可以将封闭气体引进其中,提高混凝土的抗冻性和抗渗性,还能提高混凝土的抗化学侵蚀能力,这是因为这些封闭气体的分子质量和体积较小,能够对应力具有减缓作用,并且能够对裂纹的生成和扩展起到抑制作用。
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4提升混凝土的耐久性和防腐蚀措施
4.1表面涂层技术
此技术就是在混凝土的表面进行隔离层的涂覆,避免氧、氯离子和水分子等进入混凝土的内部,从而对混凝土起到保护作用,降低其腐蚀程度的方法。此技术的原理和操作较为简单,而且具有显著的保护效果。但是在应用此技术时应注意以下几点:一是所用涂料的选择和设计应综合考虑多种因素,主要包括混凝土桥梁的建设环境等级、混凝土的设计使用年限、以及涂装的施工条件等;二是涂装后的混凝土需要达到一定的性能标准,主要包括混凝土涂层配套的指标、涂层性能指标、结构部位涂料性能指标等,需要按照一定的涂装施工工艺进行施工,并采用相应的试验方法进行验收,以及相应的质量检查方法进行检查和质量控制。
4.2.表面硅烷浸渍技术
由于硅烷是一种黏度较低的有机硅化合物,且混凝土表面的毛细孔存在一定的张力作用,可以将涂覆在其表面的硅烷吸入若干毫米深,被吸入的硅烷会与混凝土孔壁中的氢氧化钙发生反应而生成致密物质,而且硅烷属于浸入型物质,不会在表面形成保护膜,所以不会对空气和水产生隔离作用,确保了混凝土原有的透气性和投水蒸汽性,而且能够降低其吸水性,但是由于混凝土中的水分蒸发,所以保持了混凝土的干燥性和较高的电阻率,因此氯离子会在其中不断的迁移和扩散,降低毛细孔吸入混凝土中的迁移率,这样可以是钢筋锈蚀的时间有效减缓,从而提高混凝土的护筋性,降低了氯离子的渗透性,所以比较适用于海港等潮湿的桥梁施工环境中。
4.3环氧涂层钢筋技术
此技术就是在钢筋生产的过程中在其表面使用喷涂静电方法将具有渗透性、连续性和讲韧性的灼缘层,而且在钢筋的使用过程中需要在其运输、加工、储存和安装以及混凝土振捣过程中严格执行作业标准,这样不仅可以对钢筋和周围的混凝土进行隔离,而且即使是有部分氧和氯离子进入混凝土内部,也会对钢筋起到保护作用而不至于在短时间内造成腐蚀影响。
4.4钢筋的阻锈剂技术
此技术是将适量的阻锈剂添加到混凝土的拌合物之中,这些阻锈剂的作用就是阻止或延缓电解质的界面以及金属电化学反应,以此从金属腐蚀机理上对腐蚀问题进行防护,这也是对钢筋在及其恶劣的环境中起到防腐蚀作用的重要措施。但是阻锈剂的加入不能够显著提高混凝土的性能,所以还应要求混凝土在加入阻锈剂的基础上确保其他性能满足要求。在实际的混凝土桥梁建设中,通常选用海砂作为混凝土的细骨料。此外,还可以在混凝土拌合物中加入胺与脂的有机复合阻锈剂以及磷酸单氟钠阻锈剂。原理上,阻锈剂通过提升混凝土中主要的钢筋锈蚀临界值减缓发生锈蚀过程,因为缺少能在短期内简便迅速评价和测试阻锈剂具体实际的阻锈效果,这也限制和影响了将阻锈剂应用于实际工程中。
5结语
由于混凝土中的碱含量、添加剂的种类和数量、以及所用原材料的自身抗硫酸盐侵蚀的性能对混凝土的耐久性有着直接的影响,所以在混凝土桥梁的施工过程中可以采用减少拌合水和水泥浆的用量、对胶凝材料进行合理选择、降低水胶比以及添加引气剂等措施来提高混凝土的耐久性,并且采用表面涂层技术、表面硅烷浸渍技术、环氧涂层钢筋技术、以及钢筋的阻锈剂技术来提高混凝土桥梁的防腐蚀性能,确保桥梁能够正常安全的工作。
参考文献:
[1] 刘万斌. 道路桥梁的施工和桥梁结构混凝土耐久性的不足与控制对策[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(23).
[2] 郭晓媛, 杨东良. 裂缝对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响与对策探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2015(8).
作者简介:李程 1988 男 (壮族)广西上林人,助理工程师,学士,主要从事水利水电工程施工管理工作
论文作者:李程
论文发表刊物:《科技新时代》2018年2期
论文发表时间:2018/5/14
标签:混凝土论文; 耐久性论文; 桥梁论文; 硅烷论文; 钢筋论文; 锈蚀论文; 技术论文; 《科技新时代》2018年2期论文;