海港码头混凝土耐久性研究——混凝土碳化程度对氯离子扩散的影响及数值模拟

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3、定的服役年限。这其中有的是由于结构抗力不足引起的，更多的是由于结构的酎久性不足导致的。特别是沿海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能，从而使结构的安全性能发生变化，严重的还将导致结构物的损伤和倒塌，造成人身伤亡和经济损失。沉重的重建与维修费用使得混凝土结构的耐久性问题越来越受到关注和重视，成为世界各国土木工程界的前沿课题。相对于一般的混凝土结构，码头结构的造价更高，且工作环境更恶劣，使用寿命更短。因此码头结构耐久性问题的解决更加急迫。下面将对国内外港工结构耐久性调查情况作简要介绍。1．1．1国外的耐久性调查1984年美

4、国州际公路网56万座桥梁中，一半以上出现了钢筋锈蚀，处于严重失效的就有9万多座，损失率达16％，一般使用5年后就出现钢筋锈蚀迹象，每年损失达数亿美元。30年代建造的美国俄勒冈州Alsea海湾上的多拱大桥，施工质量很好，但因混凝土水灰比太大，在较短的时间内使得大量氯离子侵入混凝土，导致钢筋严重锈蚀，引起结构损坏。美国1998年因钢筋锈蚀而花费的桥梁修复费用为1550亿美元。英国为解决海洋环境下钢筋混凝土结构物的腐蚀与防护问题，每年就花费将近20万英镑，英国英格兰岛中部环形线的快车道上有11坐混凝土高架桥，建于1972年，建造费为2800万英镑，建成2年后就发现了钢筋锈蚀造成的混凝土顺

5、筋裂缝现象，1974．1989年的15年间，其修补费用已高达4500万英镑，为初始造价的1．6倍，每年英国用于修复钢筋混凝土结构的费用达200亿英镑。绪论在日本大约有21．4％的钢筋混凝土结构损坏实例是因钢筋锈蚀引起的，如果再加上混凝土的碳化引起的损坏则所占的比例更高。日本运输省检查103座混凝土海港码头状况，发现使用20年历史以上的码头，都有相当大的顺筋锈裂Ⅲ。日本每年召开的混凝土工学会上有相当一部分论文专门讨论钢筋锈蚀与防腐问题。前苏联有关资料统计，仅工业厂房受腐蚀损坏的总额就占其固定资产的16％，有些厂房的钢筋混凝土结构使用10年左右即严重破坏，经常需要维修，有些建筑物的维修

6、费用己超过原造价。这些反应了混凝土结构耐久性造成的损失远远超出了人们的想象。美国学者用“‘‘5倍定律”形象地说明了耐久性问题的重要性。若在设计时，对新建项目在钢筋防护方面每节省1美元，就意味着发现钢筋锈蚀时采取措施多追加5美圆，顺筋开裂时多追加25美元，严重破坏时多追加125美元。现在，许多国家都十分重视研究混凝土结构中钢筋的锈蚀和防护问题，不断推出新的检测评价方法与监控防护措施。如英国仅为解决海洋钢筋混凝土构筑物的腐蚀与防护问题，每年就花费将近20万英镑。美国每两到三年就召开一次钢筋混凝土结构防腐专题讨论会。1．1．2国内的耐久性调查1988年由中交四航局主持，南京水利科学研究院

7、等相关单位参加对华南地区沿海码头进行了调查，这些码头从建成到被调查的时间仅一年，却发现有部分码头的结构已经发生了严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，随后有关单位对华东及华北地区沿海码头的调查也发现类似的情况。其中，连云港杂货1、2码头于1976年建成，1980年即发现裂缝和锈蚀；宁波北仑港万吨级矿石码头，于1980年建成，使用不到10年，其上部结构即发现严重锈蚀损坏。20世纪90年代，四航局研究院又对华南地区湛江港、深圳赤湾港、惠州港等20余个泊位的码头进行调查，发现经10余