葛云峰
大连长兴岛港口投资发展有限公司，辽宁 大连 116318
摘要:国家港口工程建设技术可以为促进我国国民经济对外贸易发展提供可靠的经济变量支持发展途径;随着近年来由于我国与以及世界其他各国经济交往的不断增多,对我国港口工程建设技术提出了更高的技术要求。其申报的钢筋混凝土基础结构的强度稳定性可能是直接保证我国遵口建筑工程安全和施工质量的重要基础,而实际使用情况可能是由于一些多方面的环境原因:例如钢筋混凝土结构可能会受到有轻度腐蚀等。对此,本文针对这一实际情况分别进行一系列的案例分析。
关键词:海洋港口;防护;管理措施;问题分析
一、引言
当前,我国正逐步处在基本建设的一个高潮发展时期,海洋旅游开发产业规模也在不断扩大,海洋旅游产业,包括临海几个产业,如大量的大型港口货运码头、海上航道跨海大桥、人工岛和客运码头,正在逐步发展增多,其发展目的主要是加快发展海洋旅游业和交通运输业。此外,我国六七十八十年代后期修建的大量临海邮轮码头及其他基础设施也将使其进入受到腐蚀和被破坏的最高风险期。因此,迫切需要对国内现有的新型钢筋混凝土建筑设施设备进行有效的建筑腐蚀程度控制。
二、混凝土中内部钢筋受到破坏的主要表现
(一)混凝土
由于混凝土顺筋抗折弯和抗裂缝的性能差,钢筋受到腐蚀后期所产生的钢筋腐蚀破坏产物常常会引起钢筋混凝土内部顺筋产生裂缝。裂隙现象发生后,钢筋直接整体暴露于外部具有腐蚀性的环境中,更容易直接促进内部腐蚀性的发展,甚至比其在空气环境中的产生裂隙更快。
(二)钢筋握力大幅下降和质量损失问题
夹持性握力一般是广泛指建筑钢筋和墙体混凝土之间的一定粘结力,腐蚀化学产物的大量出现将导致使钢筋粘结力大幅下降。握力值的降低可能会严重影响主体构件的施工质量,降低主体结构的强度承载能力,甚至可能引起其它构件开裂,对整个建筑物的正常施工使用可能造成很大量的危害。
(三)关于钢筋墙体截面断层损耗腐蚀
钢筋断层腐蚀通常是指属于钢筋混凝土的墙体局部断层腐蚀,严重时甚至可能会直接引起墙体钢筋局部断裂。但从建筑钢筋构件腐蚀、混凝土顺筋构件开裂等再到铸钢构件腐蚀破坏,是一个复杂的变化过程,这不仅主要取决于当前钢筋构件腐蚀技术发展的巨大速度,还主要取决于钢筋构件的整体承载能力和整体受力性能状况等。因此,有时候旧的钢筋内部锈蚀并不很严重,构件就可能会被钢筋破坏:而有时候新的钢筋又会出现明显的钢筋截面锈蚀损失,构件仍然被钢筋支撑着。对大型钢筋构件截面应力损失与钢筋构件整体承载力损失关系的深入研究还有待于进一步研究深入。
(四)断裂钢筋
如果处于突然应力腐蚀状态，在各种腐蚀剂的作用下面就会容易出现突然腐蚀断裂。在当时世界大陆范围内也曾先后发生过多座钢筋混凝土结构桥梁突然发生倒塌、建筑主体结构突然发生断裂等重大事故。由于高层钢筋承受应力层的腐蚀导致断裂,柏林议会摩天大厦高层屋项突然发生坍塌。钢筋未完全出现明显的脆性锈蚀就可能会直接产生钢筋应力断裂腐蚀或者断裂,钢筋应力断裂通常属于脆性断裂。它指的是"腐蚀"和"应力"相互作用的综合结果:钢筋应力作用使其在钢筋裂纹表面腐蚀产生微小的裂纹,腐蚀沿着钢筋裂纹纵向发展,应力作用促使钢筋裂纹横向扩展。
(五)断裂钢筋的腐蚀情况
断裂后的钢筋通常处于一种应力腐蚀状态，在一些腐蚀剂的作用下它就会容易出现突然性的断裂。在当时世界大陆范围内也曾先后发生过多座钢筋混凝土结构桥梁突然发生倒塌、建筑主体结构突然发生断裂等重大事故。由于屋顶钢筋遭受应力层的腐蚀导致断裂,柏林议会摩天大厦高层屋顶突然发生坍塌。钢筋未完全出现明显的脆性锈蚀就可能会直接产生钢筋应力断裂腐蚀或者断裂,钢筋应力断裂通常属于脆性断裂。它指的是"腐蚀"和"应力"相互作用的综合结果:钢筋应力作用使其在钢筋裂纹表面腐蚀产生微小的裂纹,腐蚀沿着钢筋裂纹纵向发展,应力作用促使钢筋裂纹横向扩展。这样周而复始,直到突然彻底破裂。应力蚀刻的断裂与工作环境中的介质应力有关。
三、原因现象分析
钢筋混凝土为一种复合人造结构材料,具有特殊多孔性,微孔或裂缝状的结构,表面粗糙。因钢筋混凝土和其他钢筋的主体形变结构性质不同,造成凝土结构主体表面涂层产生较大的弹性变形,混凝土结构表面可能出现许多局部显微缝和裂缝,混凝土结构表面涂层出现较大的涂层粗糙度和涂层多孔性,为其结构表面具有吸水特性创造条件。引起高温钢筋混凝土具有腐蚀性和变质的根本原因主要分为有以下几个主要方面:
(一)水分冻融
严寒干旱地区或秋冬季节,混凝土内部的水分在0C以下容易结冰,造成冰块表面和内部冰层胀裂,冰块中的体积逐渐增大,高温时可使冰块逐渐融化,反复冻融导致混凝土表面松散,导致混凝土表面发生开裂,导致混凝土表面脱落。冻结不仅破坏了混凝土本身,还使混凝土中的钢筋失去保护而被腐蚀。冻害也是直接影响建筑钢筋混凝土主体结构使用耐久性的一个重要影响因素。
(二)各类碱-酸性集料反应作用
建筑混凝土活性金属矿物溶液集料与建筑混凝土孔隙过程中的各种碱性矿物溶液发生反应作用是其主要化学反应机理形式。在磷酸碱-s-骨料膨胀反应中,碱-si0反应分子生成的磷酸碱活性硅胶分子吸收了在微孔骨料中的大量水份并由此产生一个体积小的膨胀。如果墙体膨胀时的压力大大超过基层硬化混凝水泥浆所承抗拉力的强度,就可能会直接导致硬化混凝土内壁产生巨大裂缝或者破坏。(三)选用中性词物的水化材料
水泥的中性产物中一般含有较多的钙和氢氧化钙,因此钙在混凝土中应具有强烈的碱性,其在水溶液中含量应为ph≥1.6。空气中的乙c0遇到氨水后会转变为碱性酸液,分解,造成钢筋混凝土内壁胀裂、粉化甚至脱落,强度也会大大降低。
四、钢筋混凝土主体结构防水护栏的技术处理措施
(一)材料涂层钢筋混凝土
许多类型的钢筋混凝土及其表面基层涂料,主要可以根据其耐腐蚀性和环境、耐久性能等要求进行选用。最常用的塑料表面涂层材料有:惰性煤焦和油类以及沥青。因为碱性混凝土涂料具有高耐碱性,所以一般用于碱性混凝土建筑结构墙体表面的防腐涂料必须保证具有好的耐碱性,并且在混凝土结构表面没有施工的困难;用于树脂类的涂料诸如环氧树脂、丙烯酸聚酯树脂、乙烯基聚酯树脂等均必须具有良好的墙体防护防腐性能和好的耐久性。另外,还有像聚硅烷之类的高渗透活性涂层。
(二)环氧混凝土材料环氧树脂
丙烯酸环氧树脂、乙烯基镀锌树脂等均产品具有良好的涂层防护腐蚀性能为了有效防止优质钢筋受到腐蚀,人们直接对优质钢筋基体表面涂层进行腐蚀处理,先后相继出现了采用镀锌型铜钢筋、包锌型铜包锌钢筋、合金钢包铜钢筋和铝钢筋等新型优质钢筋腐蚀保护措施。迄今为止,环氧乙烯涂层防护钢筋在建筑工程上已经得到了较为广泛的技术应用,被普遍认为说它是一种有效的安全防护钢筋措施。
(三)湿润饰面漆钢筋涂装
设计中的选材问题实践证明,钢筋直接腐蚀破坏是直接影响基层钢筋混凝土使用耐久性的首要和最大关键,而钢筋对基层混凝土的直接腐蚀性和破坏,已发展成为一个世界性技术难题。许多科学研究成果表明,阻锈氧化剂在完全防止和有效减缓混凝钢筋层的锈蚀老化方面仍然具有独特的重要作用。
总结:港口工程建设安全意义重大,绝对坚决不能因为出现钢筋结构问题而直接影响整个港航工程的运行稳定安全。为此,本文就天津海港隧道工程基层钢筋在边坡施工防护过程中可能受到的腐蚀和造成边坡基层外露的主要原因性以及其主要腐蚀表现形式作了具体性的阐述,并对其施工防护处理措施特点作了详细性的介绍。
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