海工码头结构混凝土耐久性检测与评估

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期水利水运工程学报No．52013年10月HYDRO-Sa匝AND日n】ElOct．2013海工码头结构混凝土耐久性检测与评估赵晖，张亚梅，明静(1．金陵科技学院建筑工程学院，江苏南京211169；2．东南大学材料科学与工程学院，江苏南京210001)摘要：为研究环境因素对结构混凝土耐久性的影响，现场检测了宁波某海工码头工作平台不同结构区域的结构混凝土耐久性能．检测结果表明碳化深度和钢筋保护层厚度的特征值与设计值的比值为大气区>水位变动区>水下区；混凝土表面氯离子浓度和碱含量为水下区>水位变动区>大气区；表观氯离子扩散系

2、数为水位变动区>水下区>大气区．大气区混凝土易受CO侵蚀而导致混凝土钢筋保护层劣化．有害介质氯离子与CO：共同侵蚀导致水位变动区混凝土钢筋锈蚀和钢筋保护层劣化．作业时间有限和环境恶劣降低了水下区混凝土对钢筋的保护能力，导致钢筋锈蚀速度和钢筋保护层劣化加快．关键词：环境因素；结构混凝土；耐久性；检测与评估中图分类号：TU375文献标志码：A文章编号：1009—640X(2013)05—0054—0720世纪70年代以来，我国很多混凝土工程出现了不同程度劣化破坏．华南、华东地区2O世纪50O年代末建造的港口码头结构，七八年后就出现钢筋锈胀混凝土开裂、剥落情况．20

3、世纪80年代中后期建造的海港码头运行l0～l5年后大部分码头构件发生轻度和中度破坏J．结构混凝土性能劣化程度与结构区域所处环境密切相关，环境因素引起结构混凝土损伤有两大类别，一类是有害物质通过混凝土传输到钢筋，导致钢筋锈蚀而引起混凝土膨胀，膨胀力引起混凝土本身开裂．另一类是冻融循环、硫酸盐腐蚀、碱集料反应引起混凝土本身膨胀破坏．选择宁波海工码头工作平台板梁(大气区)，东侧西墩(水位变动区)与墩基础(水下区)等典型区域的结构混凝土，对结构混凝土力学性能、碳化深度、自由氯离子含量和表观氯离子扩散系数、碱含量、钢筋保护层厚度进行现场检测．研究东南沿海地区环境因素变化

4、对结构混凝土损伤破坏影响，为建立不同环境因素下海工结构混凝土寿命预测模型提供数据支撑．1工程概述宁波海工码头建于20世纪90年代，码头包括架空式引桥、工作平台、人行便桥及浆砌片石海堤等，工作平台由板梁、系船墩、墩基础结构组成，工作平台各区域混凝土配合比与性能如表1所示．表1各个结构区域混凝土配合比与力学性能Tab．1Mixproportionandmechanicalpropertiesofconcreteatdiferentstructuralregions收稿日期：2013—03—22基金项目：西部交通建设科技支持项目(2006ZB01—2)；金陵科技学院

5、博士启动项目(JIT40610042)作者简介：赵晖(1970一)，男，江苏扬州人，高级工程师，博士，主要从事土木工程材料与桥梁结构混凝土耐久性研究E—mail：njzhaohui@163．corn学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com56水利水运工程学报2013年l0月大．大气区、水位变动区、水下区混凝土平均碳化深度分别为2．65，1．20，0．87mm，混凝土平均碳化深度水平面分布规律为大气区>水位变动区>水下区，同一水平面上混凝土碳化深度从上部到下部呈逐渐减小趋势⋯．这归因于混凝土碳化深度变化与混凝土内部的饱水程度，大气

6、区混凝土因CO：扩散速度较快，所以混凝土碳化深度较大，水位变动区和水下区混凝土内部湿度接近饱和或处于水下，空气中CO很难扩散到混凝土内部，故混凝土碳化深度较小．表2工作平台结构混凝土碳化深度Tab．2Carbonationdepthofstructuralconcreteattheworkingplatform3．3混凝土氯离子含量与表观氯离子扩散系数工作平台结构部位混凝土自由氯离子含量分布、表面氯离子浓度和氯离子扩散系数见表3和图2表3工作平台结构部位混凝土表面氯离子浓度和氯离子扩散系数Tab．3Surfacechlorideionconcentration

7、anddiffusioncoefficientsattheworkingplatform如图2所示，随取样深度增加，板梁(大气区)、东侧西誉墩(水位变动区)、墩基础(水下区)混凝土自由氯离子含量下降，相同取样深度自由氯离子浓度大小为水下区>水位变联梧匿动区>大气区．从表3可看到工作平台各个区域混凝土表面忸氯离子浓度分别为0．0768％，0．2353％和0．6372％，水下皿区自由氯离子浓度比大气区自由氯离子浓度高，这与混凝土持续接触海水有关¨。．混凝土表观氯离子扩散系数为水取样距离／nlm图2工作平台结构部位混凝土自由氯离子含量分布位变动区>水下区>大气区，大

8、气区混凝土表观氯离子扩散系Fig．2C