浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响（共11篇）

篇1：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

对影响桥梁混凝土耐久性的施工工艺问题,从防排水工程、保护层厚度、预加应力、灌浆工艺等方面进行了阐述.

作 者：吴小娟  作者单位：青海省公路科研勘测设计院,西宁,810008 刊 名：青海交通科技 英文刊名：QINGHAI JIAOTONG KEJI 年，卷(期)： “”(3) 分类号：U4 关键词：道路工程   桥梁   混凝土   露筋   裂缝  

篇2：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

浅析混凝土桥梁耐久相关施工措施

引起结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工及维护的各个环节.本文主要探讨了混凝土桥梁耐久相关施工措施,主要包括真空压浆灌浆工艺、防止裂缝措施、淡水制浆措施等等,对于今后混凝土桥梁设计施工具有一定帮助.

作 者：章李 作者单位：中铁四局第二工程有限公司,河北邯郸,056107刊 名：科技风英文刊名：TECHNOLOGY WIND年，卷(期)：“”(7)分类号：关键词：混凝土桥梁 施工 耐久性 真空压浆灌浆 防止裂缝

篇3：浅析混凝土桥梁耐久性影响因素

1 混凝土的碳化

混凝土碳化是指环境中的CO2与混凝土表面接触并且通过混凝土孔隙不断向混凝土内部扩散, 与混凝土中碱性水化物发生很复杂的多相物理化学反应的过程。混凝土碳化会使混凝土的收缩加剧, 混凝土表面因为收缩产生拉力出现微裂纹, 降低了混凝土强度以及抗渗能力;同时, 混凝土碳化会降低混凝土的p H值, 当混凝土中p H值降低到一定数值时, 混凝土中的钢筋钝化膜就会被破坏, 造成钢筋锈蚀。因此, 混凝土的碳化研究对于混凝土结构的耐久性研究具有重要的意义。

影响混凝土碳化的主要因素有:材料因素 (水灰比、水泥品种和用量、掺合料种类和掺量等) ;环境因素 (环境的湿度、温度、CO2浓度等) ;施工因素 (混凝土搅拌、振捣和混凝土的养护等) 。因此, 控制碳化的技术措施主要有三项: (1) 提高混凝土的气密性; (2) 将混凝土中的p H值保持在一个可靠范围之内; (3) 将混凝土与恶劣环境隔离开来。

2 混凝土中钢筋的锈蚀

混凝土中的钢筋表面有一层致密的钝化膜, 在正常情况下钢筋不会发生锈蚀, 但是钝化膜破坏以后, 在有足够的水和氧化剂的条件下钢筋就会发生锈蚀。钢筋锈蚀后导致混凝土结构破坏主要表现在三方面: (1) 钢筋锈蚀导致钢筋截面积减少; (2钢筋锈蚀导致钢筋不能把所受的力有效传递给混凝土; (3) 钢筋锈蚀产物体积增大, 对混凝土的压力增大导致混凝土保护层开裂。

影响钢筋锈蚀的因素一直是研究的热点, p H值、氯离子浓度、温度、杂散电流、孔隙水饱和度和混凝土碳化等因素都会对钢筋锈蚀的速度产生影响。 (1) p H值。研究表明, 当混凝土中p H值大于11.5时, 钢筋处于钝化状态, 钢筋就不会锈蚀;p H值小于9~10时, 钢筋完全脱钝, p H值的大小不再影响锈蚀速度;当混凝土中p H值由11.5降至9时, 钢筋钝化膜逐渐减小, 锈蚀速度逐渐增大。 (2) 氯离子浓度。 (3) 温度, 研究表明, 温度对钢筋锈蚀有着重要影响, 研究认为在40℃以下时, 随着温度的增加钢筋的锈蚀率增加, 但在40℃以上时, 反而反而会延缓钢筋的锈蚀。

3 碱-骨料反应

碱-骨料反应 (AAR) 是指混凝土中的碱性物与骨料中的活性组分之间发生膨胀反应破坏混凝土结构, 是影响混凝土耐久性的主要原因之一。由于碱-骨料反应不同于其他混凝土病害, 它的开裂破坏是整体性的, 而且前还没有有效的修补方法, 因此被学术界称为混凝土的“癌症”。

碱-骨料反应必须同时具备以下三个条件才能发生: (1) 混凝土中含有过量的碱 (Na20和K20) 。我国标准CECS53:93《混凝土碱含量限制标准》中, 根据工程的不同环境条件提出了防止碱-硅酸反应的碱含量限表。我国颁布的国家标准GB50010-2002《混凝土结构设计标准》规定的碱含量为3 k g/m3, 但使用非活性骨料或一类环境时可不限制。 (2) 骨料中含有碱活性矿物。如果骨料中不含有碱活性矿物, 混凝土中含有再多的碱都不会有碱一骨料反应的发生。 (3) 混凝土处于潮湿环境。因为碱-骨料的两种反应都需要有大量的水的存在才能进行, 因此潮湿的环境是碱-骨料反应的必要条件。

4 混凝土冻融破坏

混凝土在搅拌中总会有一些水存留在混凝土毛细孔中, 而这些水在温度正负交替作用下, 就会进行“冻结-消融-冻结”的循环过程。混凝土在这个循环过程中受到水冻胀压力和渗透压力的双重作用下产生疲劳压力, 最终使得混凝土由外到内发生剥蚀破坏。混凝土的冻融破坏形式主要有冻胀开裂和表面剥落两种。

混凝土的冻融破坏的主要影响因素有混凝土的水灰比、含气量、水泥品种、降温速度和养护方法等。 (1) 水灰比。水灰比直接影响混凝土中毛细孔的结构和孔隙率。水灰比越大, 混凝土中自由水的含量越多, 抗冻融能力就越差。因此, 国内外规范都对有抗冻性要求的结构规定了水灰比最大允许值。 (2) 含气量。当混凝土中含有大量的不连通的小孔的时候, 在混凝土受冻的时候这些小孔可以减小混凝土受到的静水压力并抑制混凝土中水结冰, 因此我们通过掺入引气剂等外加剂来增加混凝土中的含气量来提高混凝土的抗冻性。在一定范围内混凝土的抗冻性随着混凝土中含气量增加而提高。

5 氯离子侵蚀

在海洋环境下的混凝土桥梁中的钢筋主要就是受到氯离子的侵蚀, 因此混凝土中钢筋表面氯离子含量的多少就成为衡量混凝土桥梁在海洋环境下耐久性的一个重要指标。氯离子除了来自混凝土的各种原料外, 还来自于外界环境。跨海大桥必然要经受来自海水中氯离子的侵蚀。氯离子会通过混凝土表面的吸附、渗透、扩散、毛细吸附等各种途径侵入混凝土内部。氯离子经过混凝土保护层侵入到钢筋表面, 氯离子在钢筋表面积累到一定浓度就会引起钢筋锈蚀, 这个引起钢筋开始锈蚀的氯离子浓度称之为临界氯离子浓度。许多文章都研究了引起钢筋脱钝的氯离子临界值, 但试验结果不尽相同, 这是由于影响因素众多, 如:混凝土成分、水泥类型、掺合料、温度、钢筋表面等条件。

氯离子引起混凝土结构破坏的过程一般分为两个阶段: (1) 初始阶段, 氯离子透过混凝土保护层, 不断在钢筋表面积聚, 当氯离子浓度超过临界值后, 钢筋开始锈蚀; (2) 钢筋锈蚀发展阶段, 钢筋开始锈蚀后, 锈蚀产物体积膨胀使保护层开裂, 一旦混凝土出现裂缝, 钢筋锈蚀速度加快, 导致混凝土结构的破坏。

参考文献

[1]王信刚, 王睿, 宋固全.一种超高耐久混凝土-梯度结构混凝土[J].南昌大学学报 (理科版) , 2009 (1) .

篇4：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

关键词：钢筋锈蚀；桥梁耐久性；安全性

中图分类号：F32 文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2012.07.019

文章编号：1672-0407（2012）07-059-02收稿日期：2012-05-20

钢筋锈蚀是一个比较普遍，并且严重威胁结构安全性、耐久性的问题。它在影响结构物耐久性因素中，占据主导地位。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。钢筋锈蚀对桥梁结构的破坏分为三个时期：前期是钢筋表面局部锈蚀出现锈斑、锈片等；中期是钢筋整个表面锈蚀，并产生膨胀，与保护层脱离，发生层裂；后期表现为钢筋铁锈进一步膨胀，混凝土本身发生破坏，出现顺筋胀裂，混凝土脱离，直至钢筋不断锈蚀，有效截面不断减小，桥梁结构承载力不断下降，钢筋混凝土构件丧失基本承载能力。

一、钢筋混凝土桥梁中钢筋锈蚀机理

正常情况下，由于初始混凝土的高碱性，钢筋混凝土桥梁结构力筋表面形成一层致密的钝化膜，使其处于钝化状态。但随着环境介质的侵入，钝化膜逐渐遭到破坏，从而导致腐蚀的发生。

力筋发生锈蚀需要三大基本要素：

（一） 力筋表面钝化膜的破坏

（二） 充足氧的供应

（三）适宜的湿度 （RH—60～80％）

三个要素缺一不可，第一要素为诱发条件，而腐蚀速度则取决于氧气及水分的供应。

二、影响钢筋混凝土桥梁钢筋锈蚀的主要因素

（一）混凝土的保护层厚度及完好程度和混凝土的密实度

这三个方面都与侵蚀性介质的侵蚀速度有关，保护层厚度对钢筋锈蚀的影响呈线性关系，因此世界各国规范对保护层厚度都作了规定。我国新修订的 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中，对钢筋的最小保护层厚度作了规定规定，随着使用环境条件的劣化，混凝土保护层厚度也在增加。混凝土的密实度影响着混凝土的渗透性，渗透性高的混凝土更容易发生锈蚀。

（二）混凝土的碳化程度

混凝土的碳化降低了混凝土的碱度，造成PH值降低，给钢筋脱钝提供了可能。钢筋的失重率与混凝土的碳化深度差不多呈线性关系，由此混凝土的碳化程度对钢筋锈蚀有重大影响。

（三）环境条件

环境对钢筋锈蚀的影响主要有以下几个方面：温度、湿度、二氧化碳的浓度、氧气的浓度以及侵蚀性介质的浓度。对于钢筋混凝土桥梁来说，影响最大的是湿度，当桥梁处在湿度较大的环境下，尤其是水位浮动的桥墩部位和浪溅区，最容易发生锈蚀。

（四）氯离子的影响

氯化物是一种很危险的侵蚀介质，但是在我国北方地区，为保证冬季交通畅行，向道路、桥梁及城市立交桥等撒除冰盐，大量使用的氯化钠和氯化钙，使得氯离子渗入混凝土，引起钢筋锈蚀破坏。

北方地区许多的工程经验教训表明，大量地使用除冰盐是影响钢筋混凝土桥梁结构耐久性的主要原因之一。根据国外的相关研究报道，使用除冰盐的桥梁结构一般在5～1 0年就开始腐蚀破损造成钢筋锈蚀，混凝土胀裂。由于到目前为止 ，还没有找到能够完全替代除冰盐的除冰方法，除冰盐仍将继续使用。因此采取针对除冰盐的防腐蚀措施是十分重要的。

三、钢筋锈蚀对钢筋混凝土桥梁耐久性的影响

钢筋锈蚀的直接结果是钢筋的截面积减少，不均匀锈蚀导致钢筋表面凹凸不平，产生应力集中现象，使钢筋的力学性能退化，如强度降低、脆性增大、延性变差，导致构件承载力降低。

（一）锈蚀后钢筋的力学性能

锈蚀钢筋抗力的降低直接影响服役结构和构件的承载能力，严重时可能造成结构提前失效甚至倒塌。沿钢筋长度发生均匀锈蚀时，钢筋的失重率近似等于钢筋的截面面积损失率，钢筋所能抵抗的极限拉力的降低与钢筋截面面积锈损率基本成正比，此时，可以简单地用锈损钢筋的实际截面面积乘以未锈钢筋的极限抗拉强度获得锈蚀钢筋的极限抗拉能力。

但是，由于混凝土材料的不均匀性，使用环境的不稳定性，钢筋各部位受力程度的不同等因素，实际上混凝土中的钢筋锈蚀很少有均匀锈蚀的情况，通常钢筋截面面积损失率大于重量损失率，而且随着钢筋锈蚀的发展，锈蚀的不均匀性和离散性增大，重量损失率与截面面积损失率的差异也越大。因此，钢筋极限抗拉能力的下降，除钢筋截面的锈损，有效截面面积减小外，还有一个因素：锈损钢筋的表面凹凸不平，受力以后缺口处产生应力集中，使锈蚀钢筋的屈服强度和极限强度降低；且锈损越严重，应力集中引起的强度降低越多。

（二）钢筋锈蚀后对钢筋与混凝土协同工作性能的影响

钢筋锈蚀后，钢筋与混凝土之间的粘结锚固性能降低。试验研究结果表明，锈蚀钢筋混凝土主粱抗弯承载力试验值小于只考虑锈蚀后钢筋截面积减小、屈服强度降低计算得到的抗弯承载力值，说明钢筋和混凝土的黏结强度降低也是锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力降低的主要影响因素之一。因此，对受拉钢筋必须乘以协同工作系数，以考虑粘结退化对钢筋混凝土粱抗弯承载力的影响。

理论上，考虑黏结强度降低的影响，锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力应介于未锈蚀构件和无粘结构件之间，而相同条件下无黏结受弯构件承载力约为正常构件的7O％～8O％左右，那么kb则应处于0.71之间。

（三）钢筋锈蚀后对钢筋混凝土桥梁结构性能的影响

混凝土中的钢筋一旦发生锈蚀，在钢筋表面生成一层疏松的锈蚀产物，并且同时向周围混凝土孔隙中扩散。锈蚀产物体积比腐蚀钢筋的体积要大得多，一般可达钢筋腐蚀量的2～4倍。锈蚀产物的体积膨胀使钢筋外围混凝土产生环向拉应力，当环向拉应力达到混凝土的抗拉强度时，在钢筋与混凝土界面处将出现 内部径向裂缝，随着钢筋锈蚀的进一步加剧，钢筋锈蚀量的增加，径向内裂缝向混凝土表面发展，直到混凝土保护层开裂产生顺钢筋方向的锈胀裂缝，甚至保护层剥落，严重影响钢筋混凝土桥梁的正常使用 。

篇5：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

1 混凝土施工过程中的技术控制要点

1。1原材料的选择

对于施工企业而言，由于施工所用到的原材料对于工程的施工质量以及使用质量均有着直接的影响，所以在对市政桥梁进行施工前，必须对施工所需的各种原材料进行严格的选择。因此，在选购原材料时，一定要对供货厂商的供货能力、商品质量及其在业界的信誉度进行全面、仔细的了解，对于混凝土的质量也必须进行严格的把关。即：用于市政桥梁建设的混凝土必须严格的按照规定的比例来对其进行配置，例如，在混凝土中加入适当的粉煤灰，这样做不仅可以在配置混凝土的过程中减少水泥的用量，降低混凝土的水化热，增强混凝土的和易性，而且还可以在很大程度上提高混凝土在浇筑后的强度。在对混凝土的配置原料进行选择时，对于细骨料的选择最好选用中砂，这样不仅可以减少水泥以及水的用量，而且还可以将混凝土的含泥量控制在2%以内。

在对市政桥梁进行施工的过程中，必须在施工前对混凝土进行相应的试验以及检验，以此来确保混凝土的质量能够达到施工的要求。在强化项目建设对于各类试验工作的监测的同时，还必须在工程的施工现场以及混凝土的拌合现场设立专门的试验人员，以便于配合实验室的各项监测工作的顺利开展。此外，还必须按照市政桥梁施工的相关内容以及要求来对施工过程中所需的混凝土以及各类原材料等施工准备内容进行抽查以及复查，且在施工过程中一定要严把质量关，以此来确保项目建设现场的施工质量能够达到设计的要求。

1。2大面积浇筑时的注意事项

在对市政桥梁建设进行大面积浇筑的过程中，一定要注意以下几个方面的问题。

（1）在浇筑前，一定要对模板支撑体系的稳定性进行充分的考虑，在对其进行分层浇筑时，最好将浇筑的厚度控制在400毫米左右。在对混凝土进行浇筑时必须确保浇筑的过程具有连续性，如果不能进行连续浇筑，其间歇的时间不能高于2小时。

（2）在对桥梁建筑进行混凝土浇筑的过程中，最好在每台运输混凝土的泵车的出料口处设置两台振捣器，在对混凝土进行浇筑时，出料口处设置的两台振捣器的主要作用就是对下部斜坡流淌处的混凝土进行振捣密实。

（3）由于混凝土的塌落度相对较大，因此，在浇筑的过程中，在其表面钢筋的下部会产生一定量的水分，此外，处于表层钢筋上部的混凝土有可能出现细小的裂缝。在对市政桥梁进行建设的过程中，为了防止此类裂缝的出现，通常需要在混凝土初凝前以及预沉后对其进行二次抹面，且必须对其进行压实。

（4）在对市政桥梁的底层进行浇筑时，一定要按照相关的要求，对墩柱施工过程中的测量网点以及测量水准点的钢筋进行预埋。

1。3浇筑过程中的泌水问题

在对市政桥梁进行建设的过程中，大面积的浇筑通常会遇到泌水、水分上升或者是泥浆下沉等情况。因此，在对市政桥梁进行浇筑的过程中，务必要做好相应的.泌水处理工作，以便于将桥梁浇筑过程中的水分及时地排出。在对桥梁进行实际浇筑的过程中，一旦出现泌水的情况，就必须安排专业人员来对其中的积水进行及时地处理，此外，在对其中的积水进行排除时，还必须将混凝土表面的浮浆清理干净。这样做不仅可以提高混凝土结构的整体强度，而且还可以在一定程度上提高桥梁的抗震能力。

1。4表层处理

对于混凝土结构的市政桥梁建设项目而言，完成混凝土的浇筑后，在其初凝前，最好在其表面设置适当的竹胶板来作为跳板，施工人员可以站在跳板上来对混凝土结构进行找平、抹面。这样做的主要目的就是确保混凝土结构上部的沉降表现得较为均匀，且不会受到较大骨料以及钢筋的限制，同时还可以强化混凝土结构表面的密实度，以此来减少混凝土的塑性收缩变形。在混凝土初凝前一终凝前，必须再用木抹子来对其进行再次碾压，提高混凝土表面的密时度，使收缩裂缝得以闭合，以便于防止混凝土桥梁结构在投运后出现收缩性裂缝。

2 对于改进混凝土施工工艺的建议

2。1在对混凝土进行搅拌的过程中，一定要对其进行实时检查。

2。2在对桥梁结构开展浇筑前的支模操作时，务必要在模板下口处抹上8厘米左右的找平层，同时找平层嵌入板墙体以及柱的厚度不能超过1厘米。此外，还必须确保模板下口的严密性，以此来防止浇筑过程中出现漏浆的情况。

2。3当混凝土的自由倾落高度大于2厘米时，最好选用溜槽或串筒等方式来对其进行下料，防止混凝土出现离析的情况。在进料的过程中，一定要对其速度进行适当的控制，以此来避免在对市政桥梁进行浇筑时，在其内部出现过多的气泡。

2。4对振捣的间距进行适当的控制，就插入式的振捣器而言，其长度最好控制在作用半径的1。5倍之内；振捣器到模板之间的间距不能超过其作用半径的0。5倍。此外，在对混凝土进行分层浇筑时，每层的浇筑厚度最好控制在振捣器作用半径的1。25倍左右，在对下一层混凝土进行振捣的过程中，最好将其线插入上层混凝土的5――10厘米中，以此来确保浇筑过程中的上下层能够紧密的结合在一起。一般情况下，插入式振捣器的插入时间最好控制在20――30秒之间，其作用半径为40―50厘米左右，振捣棒的行程可以根据直线或交错运行的方式来对其进行振捣。

2。5在对混凝土进行收浆的过程中，最好进行两次或两次以上。在开展第一次的收浆工作时，最好采用木抹子来对其进行大面积的收浆，这样做的主要目的就是将粗集料压到浮浆下面。在对其进行最后一次收浆操作时，则必须选用铁棒，此项工序一般是在建筑结构泌水完成后或是在定浆操作完成后方可进行。在对桥梁进行收浆的时间段内，严禁对其进行洒水，为了确保收浆工作能够取得较好的效果，可以将结构表面的部分混凝土去除，然后将拌合好的新鲜混凝土涂在其表面，以此来完成相应的收浆工作。

3 施工过程中的安全管理

在对市政桥梁进行施工的过程中，不仅要对施工过程中的质量进行严格的控制，而且还必须强化施工现场的安全管理力度。在对施工方案进行制定的过程中，必须要做好相应的技术交底、施工组织、将责任落实到人头上、明确各部门的分工。在施工的过程中，一定要严格遵守“以人为本，安全第一”的施工原则，以此来确保工程建设能够安全有序的进行。

4 结语

在对市政桥梁进行施工的过程中，通常会受到工期短、场地限制等因素的影响，这就使得施工过程中的质量难以保证，同时还容易出现一系列的问题。基于此，在对市政桥梁进行建设的过程中，对于施工过程中的工艺要点一定要进行严格的控制，以此来确保市政桥梁建设的施工质量以及使用质量均能达到设计的要求。

篇6：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

长期以来, 由于钢筋混凝土梁不设检查设备, 导致桥梁的裂缝病害不能及时发现, 病害不断发展累积, 有的已造成较大损失。20世纪70年代以前修建的大量钢筋混凝土桥梁多数已步入“中年” (服役期达30年以上) , 我国将进入桥梁维修高峰期, 而裂缝和钢筋锈蚀将成为大多数桥梁病害的根源。由于桥梁设计和施工中某些细节处理不当, 原材料的缺陷和使用环境的变化, 使得混凝土结构裂缝引起的病害不断加剧, 不少严重病害已影响到桥梁的正常使用。由于混凝土是多种材料组成的混合体, 且为脆性材料, 裂缝的出现和发展不但影响承载能力, 而且还严重影响桥梁美观及后期使用寿命。本文结合青藏高原地区特点, 针对裂缝病害产生的原因, 分析了裂缝和钢筋锈蚀产生的机理和造成的危害, 对裂缝处干湿交替造成的耐久性下降进行了讨论, 提出相应的整治维修措施和设计施工建议。通过改进桥面排水, 避免裂缝处长期干湿交替, 延缓钢筋锈蚀的发生, 减少桥梁养护工作量, 节约养护经费并延长桥梁的使用寿命。

1 裂缝成因分析

在钢筋混凝土梁的构造上, 过去仅重视影响结构的主要尺寸, 而忽视影响运营维修和构造细节, 主要表现在:

1) 桥上缺乏维修检查设备;

2) 轨底至梁顶间距不足, 造成桥上混凝土轨枕道碴厚度不满足要求, 防水层破裂;

3) 分片式梁梁体接缝处, 防、排水较差, 污水从梁体表面漫流, 导致梁、板病害;

4) 桥面泄水管过短, 造成污水沿结构表面流淌, 既影响美观, 又造成污水沿微裂缝渗入, 加速裂缝扩展, 引起钢筋锈蚀;

5) 现场预制的钢筋混凝土结构制造缺乏严格工艺标准, 对其他线路调查发现, 当砂石含污量超标、水泥用量不足、捣固不实时, 梁体混凝土不仅蜂窝麻面较多, 碳化深度接近1mm/年, 钢筋已开始锈蚀。

混凝土裂缝形式多种多样, 有些对结构承载力和正常使用没有影响, 但有些对结构的力学性能和使用功能及结构的整体性会产生损害, 个别情况会造成工程事故。从裂缝起因来看, 预制混凝土梁体裂缝是由以下原因造成的。

混凝土收缩裂缝:由于混凝土干缩受到约束时产生的, 一般发生在腹板内, 呈竖向, 间隔几米不等, 中间稍宽, 上下两端细小。

混凝土受力裂缝:混凝土梁在反复列车荷载作用下, 下翼缘混凝土开裂。混凝土开裂后, 有时向腹板延伸。当箍筋及弯起钢筋不足时, 自梁体变截面处到梁端, 梁体混凝土会因抗拉能力不足出现斜向裂纹。

混凝土化学反应产生的裂缝:如梁体混凝土中钢筋锈蚀、碱—集料反应导致材料膨胀产生的裂纹。

混凝土温度变化及冻融循环产生的裂纹:由于高原地区早晚温差大, 以及冬季气候寒冷等环境条件影响, 导致梁体混凝土产生裂纹。

正确判断裂缝产生的原因, 对诊断梁体状态和采取有效措施、预测和控制裂缝发展以及延长梁体使用寿命极为重要。

2 梁体裂缝处钢筋锈蚀机理

钢筋锈蚀的电化学方程式可表述为

阳极反应:Fe-2e→Fe2+

阴极反应:undefined

Fe2+与OH-结合, 形成锈蚀物, 随着反应的积蓄, 钢筋不断锈蚀。

由此可见, 诱发钢筋锈蚀的3个基本因素为:

1) 钢筋表面钝化膜的破坏;

2) 充足的氧的供应;

3) 适宜的湿度 (RH=60%～85%) 。

由于梁体裂缝的存在, 氧的传输较快, 氧在顺筋裂缝中直接气相扩散到钢筋表面, 比通过混凝土毛细孔要快1000倍, 相应的, 混凝土碳化速度要快10倍。当含有有害成分的水流经裂缝时, 更易引起钢筋锈蚀。由于毛细管的凝聚作用, 钢筋表面结露的临界湿度降低, 裂缝内的介质处于滞留状态, 裂缝内含盐量增加, 某些不易透过混凝土保护层的有害离子如SOundefined、Cl-等, 会促进钢筋的锈蚀发展。大气中的CO2、SO2、NO2和梁体留下的盐类物质溶解于钢筋表面的水膜中, 形成电解质溶液, 使钢筋发生电化学腐蚀。随着腐蚀的不断进行, 在组成、浓度、pH值等方面和原状金属差异加大, 加剧裂缝处钢筋的锈蚀不断加剧。钢筋锈蚀的发展只有具有氧和水的情况下才能发生, 潮湿或干湿交替环境下腐蚀发展较快。铁锈的体积比原有的钢筋增加数倍之多, 铁皮膨胀引起混凝土爆裂, 会加速钢筋锈蚀, 造成恶性循环。从原西格线和热水支线部分病害桥梁的调查发现, 运营阶段的裂缝维护不及时, 会造成梁体裂缝处钢筋锈蚀病害的逐渐加重, 如图1所示。

因钢筋锈蚀导致的结构物破坏, 量大面广, 能给国民经济造成巨大损失, 应引起高度重视。但由于资金等方面的原因, 目前在对钢筋锈蚀的危害和修补时机等问题的认识和重视程度上还不够, 不愿在初期进行防护投资, 不进行钢筋锈蚀的定期检查、评价工作, 直到结构问题严重时才采取措施, 会给今后维护造成技术、经济方面的困难。

3 裂缝对混凝土构件的耐久性影响

桥梁构件上的裂缝为空气和水分渗入混凝土和达到钢筋表面创造了条件, 从而使钢筋开始锈蚀的时间大大提前, 条件较差时, 锈蚀发展也大为加剧。通过对带裂缝构件的暴露试验结果来看, 除个别情况外, 绝大多数钢筋仅在裂缝处锈蚀, 锈蚀的频率、面积和深度均随裂缝宽度的增大而增大。

微裂缝的存在增加了混凝土的渗透性, 使水分和有害气体易于进入混凝土中。由于裂缝中水分在冬季冻胀, 使裂缝逐渐变宽、变长、变深, 缩短了有害物质到达钢筋表面的距离和时间, 促使钢筋提前锈蚀。受力裂缝一旦出现, 在荷载的反复作用下, 大多会很快穿透到钢筋位置。在没有水直接流入裂缝或流经裂缝的情况下, 对宽度小于0.2mm的裂缝, 其对钢筋锈蚀的影响程度几乎与无裂缝混凝土一样, 裂缝宽度仅影响钢筋锈蚀的开始时间。现场检测发现, 运营几十年的钢筋混凝土梁, 在使用环境差、有污水流经常流经梁体时, 梁体钢筋易发生锈蚀, 严重时, 锈胀裂缝宽达2～3mm时, 出现大面积脱落现象, 如图2所示。

实践表明, 钢筋在目标使用年限内的最大腐蚀深度与环境直接相关。桥梁在干湿交替的环境下的锈蚀深度大约是正常环境下的 3～4倍。干湿交替同时加快了梁体混凝土的碳化速度。现场测试发现, 梁体表面经常有水渍处的混凝土碳化深度, 有时可达正常部位的2～3倍。由于梁体排水不畅等原因造成的干湿交替现象, 即便在较干旱的高原地区, 也能导致预制梁局部耐久性的下降, 形成局部薄弱截面。裂缝处由于干湿交替的影响, 使得该处钢筋和混凝土液体环境浸润时间长, 加上风作用小, 水分自然蒸发较其他部位慢, 因此存在明显的裂隙效应, 这给钢筋锈蚀提供了更有利的微环境条件, 使钢筋局部锈蚀较一般碳化区域严重。同时, 裂缝处干湿交替对混凝土内部结构产生的影响, 包括碱的溶出和物理作用, 并带来了充足的水和氧, 对钢筋锈蚀影响很大。

在铁路混凝土桥梁结构中, 由于受力因素、构造影响及其他自然因素作用, 混凝土开裂是普遍现象。表面裂缝的存在为水分和有害气体渗入混凝土、到达钢筋表面创造了条件, 从而促使钢筋提前锈蚀。由于所有的化学腐蚀, 都需要水做媒介, 结合高原地区的气候特点, 防止混凝土的腐蚀破坏和钢筋锈蚀, 必须做好桥梁的防排水工作。

4 病害检查与整治措施

为了便于对梁体进行检查维修, 建议给每个桥梁工区配备拆装式可移动检修设备, 并给各工务段配备用于耐久性检测的保护层厚度探测仪和钢筋锈蚀测试仪。

混凝土梁裂纹超限后, 采用具有良好延展性和韧性的注浆材料进行裂纹注浆封闭, 以隔绝外界水分、气体向梁体侵入, 防止梁体钢筋进一步锈蚀。

钢筋锈蚀可能会在桥梁的任何部位发生, 特别是经常有水浸润和钢筋出露的地方, 如伸缩缝附近、经常被水淋湿的部位、桥面或混凝土开裂处等。修复时, 首先清除所有锈蚀区域的混凝土, 然后对钢筋进行除锈处理。如果钢筋面积因锈蚀严重减小, 可能影响桥梁的承载力时, 应根据验算结果确定修复部位并增加钢筋数量, 以确保结构的含筋量。上述工作完成后, 在打开处浇筑高强度水泥混凝土。

对预制梁进行水害整治时, 采用接长排水管、封堵挡碴墙断缝, 杜绝桥面排水在梁体流溢, 清除诱发钢筋锈蚀的主要根源。为防止今后水害进一步威胁修补后的钢筋混凝土和施工接缝薄弱部位, 可以在整治完混凝土病害后, 采用硅烷类浸渍性材料进行防护。

5 结论

早期预制的混凝土梁, 级配良好, 密实度高, 使用几十年后, 强度多数大于原设计标号。由于高原地区干旱环境影响和蒸发量远大于降水量的特点, 一般情形下, 钢筋锈蚀较轻。梁体病害主要集中在桥面排水不畅的情况下, 桥面污水在梁体表面流溢时, 裂缝处干湿交替使得混凝土碳化程度加大, 加上高寒地区冻蚀影响, 导致钢筋锈蚀严重, 容易形成局部薄弱截面, 降低梁的安全度。因此, 做好桥梁防排水工作, 是整治梁体病害、延长梁体使用寿命的关键。另外, 为了便于检查、维修, 建议在梁体设计及施工中加设工务维修检查装置。

参考文献

[1]惠云玲.混凝土结构钢筋锈蚀耐久性损伤评估及寿命预测方法[J].工业建筑, 1997.

[2]洪乃丰.钢筋锈蚀破坏和修补技术[J].工业建筑, 1996.

篇7：桥梁施工混凝土耐久性分析

关键词钢筋混凝土桥梁；控制措施；控制方法

中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0127-01

钢筋混凝土桥梁是目前我国桥梁工程中建造最多的桥梁之一，其在实际使用过程中，由于长期承受着静载、动载和变形荷载（温度、收缩、不均匀沉陷）等作用，不可避免地会产生混凝土开裂、破损等，这将影响到桥梁结构物的正常使用，严重的甚至引起交通事故及缩短耐久性。

1混凝土配合比设计方案

对混凝土種类、标号、坍落度，以及各项原材料规格等，按照规范要求进行审报，并由监理试验室进行验证试验，以获得合理的砼配合比设计方案。因此，至少要在浇混凝土5周前报送混凝土配合比设计方案，经审定后，监理工程师以书面行式批复给承包商，承包商据此施工。在施工过程中如遇某种情况需要变更配合比，承包商仍应按上述程序报送监理工程lJ币，经批准后再改动，非经监理工程师书面批准，配合比不得变更。报送的配合比应有各种集料的混合比例及混合后的级配曲线、集料与水泥的重量比、水与水泥的重量比、外掺剂用量比例、原材料来源及各项指标，此外还应有混凝土浇筑与养护的方法，混凝土和易性及坍落度等。

2影响桥梁混凝土结构耐久性的因素

1）桥梁设计的标准低。我国在上世纪80年代以前建设的桥梁的设计荷载标准较低，然而，随着经济建设的发展和交通量的日益增多、繁重，以前设计标准较低的公路桥梁却仍在使用，它们早已不能满足现阶段的交通需要，其本身的安全性和耐久性问题随时都可能发生，因此，存在较大的安全隐患。

2）桥梁设计理念不合理。在设计过程中，设计者仅考虑桥梁的结构强度、计算结果满足规范要求，却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及使用全过程中经常 现的人为因素等方面综合计算桥梁混凝土结构的耐久性。另外，保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等等原因，都会严重影响桥梁的耐久性。

3）材料因素：①混凝土中的高碱性溶液可以使钢筋表而形成一层惰性的水化氧化铁薄膜，可以阻止钢筋的锈蚀。但氧化铁薄膜被破坏后，钢筋会生成铁锈，铁锈的体积比铁大的多，易引起混凝土的开裂，使钢筋和混凝土的有效工作面积减小，此外，锈蚀钢筋的强度和塑性性能下降，这些都会导致钢筋混凝土构件结构性能下降。对于预应力钢筋混凝土结构来说，钢筋锈蚀会对结构性能产生更加严重的影响。②混凝土的碳化是指空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化，从而引起使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。当混凝土完全碳化后，就会出现pH

3提高桥梁混凝土结构耐久性的措施

1）耐久性方案设计。充分考虑各种可变因素对钢筋混凝土结构使用寿命的影响，如环境温度、混凝土内应力、裂缝等，以建立使用寿命预测系统，为耐久性方案的设计提供指导和依据，制定有针对性的耐久性解决方案。提高混凝土保护层厚度。这是提高钢筋混凝土使用寿命的最直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加，当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩性会导致混凝土保护层出现裂缝，反而削弱其对钢筋的保护作用。限制裂缝宽度。研究表明，相同条件下带裂缝工作的钢筋混凝土构件，其主筋锈蚀的速度为不带裂缝工作构件的3倍，箍筋锈蚀的速度可达主筋的5倍，因此，应对裂缝进行严格限制。慎重设计桥面防渗构造。桥面渗水的排除和防渗漏是提高桥梁耐久性的有效措施。从20世纪60年代起开始使用防水混凝土构造，但其实际防水效果尚未得到证实。

2）采用新材料、新技术、新工艺。高性能混凝土的强度和耐久性都优于一般概念的混凝土，高性能混凝土中加入了比水泥颗粒小约100倍的胶凝材料（如硅粉、优质粉煤灰等），并采用高效减水剂降低水灰比，采用高强度的骨料。其结果减小了骨料与胶凝材料间的孔隙率，改善了混凝土的渗透性，从而大大提高了混凝土的耐久性。混凝土中掺入的耐久性改善剂，可填充于混凝土孔隙中，提高混凝土的密实度与抗渗性，并能进一步降低混凝土的干缩，提高混凝土的抗冻性及耐酸性。在混凝土中掺加引气剂，对于提高混凝土的密实性、施工性、抗冻性等有很大的作用，特别是可成倍地提高海洋环境中混凝土的抗冻融循环能力。而我国运用引气剂较少，应大力发展，尤其在北方盐冻地区使用更具有应用价值。

3）重视养护管理。充分重视桥梁的超载问题。目前，在我国公路运输中普遍存在桥梁通行的车流量超过原设计量和车辆严重违规超载的问题。对已建工程应定期检查与评定，对于同一个工程结构物应形成连续的资料，对于重要的构造物甚至可以安装全过程监测系统。只有积累大量的资料，才能为科研部门的研究工作和管理部门的决策提供宝贵的资料和依据。做好日常的养护工作，较早地发现缺陷、损坏等异常情况，提出养护措施，从而延长桥梁的使用寿命；另外，还要掌握交通状况，严格管理超载车、特种车过桥，并采取相应的防护、加固措施，减小桥梁损坏。对可能发生台风、暴雨、暴雪、地震、火灾、流冰、洪水危害的桥梁，应做好各种防范措施及应急处理措施。对需要进行限载、限速或停止交通的桥梁，应及时进行交通管制。对桥梁各部分经常保养，对检查发现的缺陷、损坏处进行及时的维修，对检验不能维持原设计载重等级要求的，应有计划地进行维修加同，建立和健全完整的桥梁技术档案。

4结束语

耐久性失效是导致桥梁混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因。钢筋混凝土桥梁裂缝虽然是一种比较突出的质量通病，但只要从多方面加强管理和控制，严格遵守施工规程，裂缝是可以得到控制和预防的。同时，对已发生的裂缝，根据其不同特点采用相应的处理方法，可使裂缝对构建或结构的危害降到最小。加强对桥梁钢筋混凝土结构耐久性的研究，树立全寿命设计的理念，对于节约不可再生资源、保护环境和维持国民经济的可持续发展，都具有非常重要的意义。

参考文献

[1]姜喜涛.如何预防及控制混凝土桥梁裂缝[J].民营科技,2008,2.

篇8：水泥工艺对混凝土耐久性的影响

1 水泥矿物组成对混凝土耐久性的影响

水泥矿物成分的组合比和混合搭配的程度在一定地程度上决定了水泥水化产物的构成及其性能。大量的试验数据表明, 在水泥各种各样的水化产物的成分中, 氢氧化钙 (Ca (OH) 2) 稳定性能很差, 而钙硅比值 (Si/Ca) 相对较大的水化硅酸钙的稳定性则较好。硅酸三钙 (C3S) 与硅酸二钙 (C2S) 相比较, 水化过程所生产的水化硅酸钙的钙硅比值 (Si/Ca) 相对较低, 但是其所生成的氢氧化钙 (Ca (OH) 2) 的数量相对较大。通过上述的对比, 我们可以明确的得出如下结论:在水泥的矿物成分构成中, 硅酸三钙 (C3S) 的含量越少, 硅酸二钙 (C2S) 的含量越多, 则更有利于提高数你混凝土的耐久性能。除此之外, 对于水泥中铝酸三钙 (C3A) 含量过高多导致的混凝土耐久性和工作性能降低的影响也早被人们认识和掌握。

2 水泥粉磨细度对混凝土耐久性的影响

2.1 水泥粉磨细度对混凝土含湿量和孔结构的影响

水泥混凝土孔结构发生的变化主要原因为:随着水泥粉磨细度的提高, 其比表面积也相对的得到了提高, 因此, 水化后的产物会在未水化完全的水泥颗粒的表面形成一层致密的水化产物薄膜, 由于这层致密薄膜的存在, 阻碍了薄膜内部水泥颗粒的进一步水化, 故使其内部形成的更为致密的水化产物相应的减少, 最终使水泥混凝土孔结构发生了变化。前苏联的有关方面的研究人员通过做试验, 得出以下结论:如果在水泥颗粒的组成成分中, 存在大量的直径小于5um的细小颗粒, 则会对混凝土内部的微观孔隙结构造成巨大的改变, 从而进一步可以使水泥石中的大毛细孔数量减少, 微毛细孔的数量增多, 使混凝土的毛细现象增强, 增大混凝土的吸湿性 (尤其是混凝土的孔隙吸湿性) , 最终使混凝土内部空隙的湿度得到了提高。

如经过对比试验表明:不含细颗粒的普通水泥与含有直径小于5um的细小颗粒的普通水泥想相互比较, 对于后者来说, 水泥石在经过28d的硬化后, 在潮湿空气中防止3d的时间后, 其吸湿率同比增大了18%-56%;并且其相对于水泥石体积吸水率的吸水率同比提高了58%-80%。在湿度较低的环境下, 这种水泥石吸湿性能的提升, 就极有可能使混凝土孔隙内部的湿度达到过度的饱和, 使混凝土产生裂缝, 更严重的是引起混凝土的整体开裂破坏。并且这种破坏还会进一步降低混凝土的大气稳定性和抗冻性, 加快碱集料的反应效率和钢筋的锈蚀速率, 以及其他的化学腐蚀破坏程度, 最终造成混凝土的耐久性能明显的下降。

2.2 水泥粉磨细度对混凝土自收缩和压力水渗透性的影响

根据国内外的相关资料、试验及研究表明, 如果混凝土结构内部的微毛细孔数量较大, 而大毛细孔的数目较少, 则容易使混凝土内部孔隙中的的毛细孔压力增大, 还会使混凝土自收缩的幅度大幅度的增加, 进而导致混凝土自收缩裂缝的增多。这种结果不仅会加速水和各种具有强腐蚀性液体的腐蚀速度, 还会使混凝土包括耐久性在内的各种力学性能和抗渗性能的下降。现阶段的工程中, 由于盲目的降低混凝土的水胶比和提高水泥粉磨细度, 导致高强和高密实混凝土由于自收缩所造成的裂缝产生现象时有发生。

2.3 水泥粉磨细度对混凝土常压渗透性的影响

混凝土的常压渗透性既是指在常压的条件下, 混凝土由于本身的孔隙结构的毛细作用而产生的渗透性。我国在现阶段的渗透性测试环节中还存在很大的盲区, 既不能够在没有氯离子浓度差和水压差的常压状态下, 测量反映毛细孔压力对混凝土渗透性能的影响程度。根据有关的经验, 我们可以知道在实际的情况下, 毛细孔压力的大小要远大于水的压力, 并且破坏的最不利条件是在常压条件的大气环境中。由此, 我们可以知道对于混凝土的渗透性来说, 我们要把关注的重点放在常压渗透上来, 而不用过多的对于水作用下的渗透性, 因为由于常压渗透性所造成的破坏更容易使钢筋腐蚀, 更容易遭受冻害, 并且还会使混凝土的耐久性急剧下降。

通过在没有水压差和浓度差的常压状态下所进行的不同细度水泥对混凝土渗透性影响的实验, 我们可以得出以下结论:如果混凝土中的细颗粒比较多, 则其常压渗透性会比细颗粒较少的混凝土的常压渗透性更大。具体表现为以下的两种情况:一是水泥细度较细的混凝土的体积吸水率较大;二是水泥中所含细颗粒也多则其渗透性越高。这两种现象都证实了水泥的细度如果越细, 则混凝土的常压渗透性越不利。

3 结论

混凝土耐久性直接影响到人民的生命财产安全, 需要对其进行深入的研究。然而, 混凝土耐久性能的研究作为工程建设中一个永恒的课题, 是需要不断的探讨的。影响混凝土性能的因素是多种多样的, 本文从水泥工艺的角度进行了详细的分析和探讨, 最终得出了一些有用的结论, 希望这些结论可以更好的为后序相关的研究提供借鉴。

摘要：随着社会的发展, 我国建筑行业也在快速的发展, 同时, 对于建筑性能和质量的要求也越来越严格。水泥作为混凝土的重要组成部分, 其对混凝土的耐久性能具有重要的影响。因此, 面对日益复杂的施工环境和要求, 为了保证建筑的工程质量, 首先需要确保混凝土耐久性能得到充分地重视。本文通过简要的叙述水泥工艺对混凝土耐久性的影响, 希望对后序的研究提供借鉴。

关键词：水泥工艺,混凝土,耐久性,影响

参考文献

[1]孔令炜, 张丹等.水泥组成和粉磨细度对混凝土耐久性的影响及改善途径[J].建筑技术, 2012, (12) :78-79.

[2]喇华璞.水泥生产工艺与混凝土莉久性昀关系[J].同济大学材料学院校报, 2012, (10) :102-103.

篇9：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

1.混凝土的碳化

目前碳化对混凝土的影响很严重，几乎所有混凝土表面都处在碳化过程中。它是空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用生成碳酸钙和水，使其成分、组织和性能发生变化，使用机能下降的一种复杂的化学过程。混凝土碳化本身对混凝土并无破坏使用，其主要危害是由于混凝土碱性降低而使钢筋表面在高碱环境下形成的对钢筋起保护作用的致密氧化膜遭到破坏，使混凝土失去对钢筋表面的保护作用，使混凝土中钢筋产生锈蚀。同时，混凝土的碳化还会加剧混凝土的收缩，这些都可能导致混凝土的裂缝和结构的破坏。所以说，混凝土的碳化与混凝土结构的耐久性密切相关，是衡量钢筋混凝土结构可靠度的重要指标。桥梁所处的工作环境是户外。当代由于工业化进程加快，CO2排放的增多，更加速了碳化，碳化不但会使桥梁、板和桥墩混凝土产生开裂，还能腐蚀其内部钢筋，碳化对钢筋混凝土桥梁耐久性的危害是巨大的。

由于碳化作用，使混凝土强度大幅下降。然而对于添加了活性矿渣和粉煤灰掺合料的混凝土，由于掺合料的密实填充效应，改善了混凝土的孔隙结构。提高了混凝土抗CO2的侵入能力。使混凝土抗碳化的能力增加。但过量添加掺合料会降低混凝土强度，反而对抗碳化不利。混凝土的碳化速度和碳化深度是衡量碳化的重要指标。一般而言，CO2含量越高，碳化速度就越快；温度越高，碳化速度越快；相对湿度90%以上碳化速度较慢，RH25%以下时，水分不足，碳化速度降低，RH50%—60%时碳化速度最快。并且水泥熟料越多，混凝土的碳化速度越慢。因此，在材料的选用上，集料要级配良好，掺入优质适宜的掺合料和外加剂并且严格控制水灰比和水的用量。

为了防范碳化的发生或加深，如果构筑物地处环境恶劣的地区，采取环氧基液涂层保护为宜；一般采用沥青涂料涂抹，效果较好。

2.桥梁混凝土中钢筋的锈蚀

钢筋腐蚀是影响桥梁混凝土耐久性的最主要因素之一。当有CL-时（如桥墩在海水中浸泡、混凝土中掺有氯盐、桥面撒盐除雪等），即使混凝土依然保持强碱性，钢筋仍会锈蚀。钢筋锈蚀之后，其锈蚀后的体积约变为原来的2-4倍。若钢筋腐蚀的体积膨胀的力量大于混凝土所能承受的拉应力时，混凝土将会产生张力裂缝，甚至导致混凝土局部保护层脱落。同时，钢筋的腐蚀会使混凝土对钢筋的握裹能力下降，引起结构承载能力下降。

2.1钢筋锈蚀的因素

（1）混凝土液相PH值大于10时，钢筋锈蚀速度很小。当PH值小于4时，钢筋锈蚀速度急剧增加。

（2）混凝土中氯离子的含量。其对钢筋锈蚀影响极大，氯盐的掺量应小于水泥重量的1%。

（3）保护层的厚度及完整性。保护层的厚度愈厚，愈完整，钢筋越不易锈蚀。

（4）环境条件因素。可能会加速或延缓锈蚀速度。

2.2钢筋防锈措施

（1）加入减水剂，降低水灰比，提高混凝土密实度，减少微细孔隙。

（2）为了防止锈蚀提高液相PH值，但同时防止开裂，可适量加入活性矿物掺料（如粉煤灰或矿渣微粉）。

（3）钢筋表面加涂防锈涂料。

（4）增加保护层厚度。

（5）适量掺加钢筋阻锈剂。

3.碱-骨料反应

桥梁大体积混凝土与普通混凝土一样会发生碱-骨料反应。最常见的是水泥或水中的（碱分NA2O、K2O）和某些活性集料（如蛋白石、燧石、安山岩、方石英）中的SIO2起反应，在界面区生成碱的硅酸盐凝胶，使体积膨胀，使混凝土破坏、开裂。这种反应又名碱-硅酸反应。

由于碱-骨料反应发生普遍且尚未发现有限措施，且发生之后的处理难度很大。因此预防就显得特别重要。碱骨料发生须具备三个条件：碱活性骨料、碱和水。消除以上三要素中的任何一种，如使用非活性骨料、降低混凝土碱含量、使混凝土与水分隔绝，均可以达到预防的目的。因此目前防止措施主要有：控制混凝土碱含量；控制湿度和使用掺合料或化學外加剂。

3.1控制混凝土碱含量

主要是基于当混凝土碱含量低于一定值，通常认为3Kg/m3，混凝土孔溶液中钾、钠离子浓度低于临界值，碱-骨料反应难于发生或反映程度较轻，不足以使混凝土开裂破坏。预防发生碱-骨料反应破坏，使用碱含量低于0.6%的水泥以降低混凝土中的碱含量，并在一定程度上能缓解该问题。

3.2研究表明，降低相对湿度可以减少膨胀的发生

3.3使用矿物混合材料

在混凝土中掺加混合材料是抑制碱-骨料反应的重要途径，它不仅能够延缓或抑制碱-骨料反应，而且对混凝土的其它性能也有一定的改善作用，同时有利于节约资源、保护环境。硅灰、粉煤灰、矿渣是三种最常用的混合材料，此外，对抑制作用有益的掺和料还有：偏高岭土、硅藻土、沸石粉等。

篇10：水泥工艺对混凝土耐久性的影响

水泥作为混凝土的一种重要原材料, 其性能对混凝土性能有着十分重要的影响。而混凝土的性能中, 其耐久性是相当重要的性能。混凝土耐久性能是决定建筑耐久性和质量水平的前提, 并且如果混凝土的结构性能没有达到预期使用的年限就被过早破坏, 经济损失较为巨大, 同时也会危及人们的安全。就这个情况来讲, 水泥的工艺水平的高低对于我国建筑行业的质量有着十分重要的意义。

一、水泥工艺对混凝土耐久性的影响

1、水泥的矿物组成影响混凝土的耐久性

水泥矿物成分组合的比例以及成分的混合搭配程度对水泥或者水化产物的性能及结构会有很大的影响。根据建筑行业的实践结果显示, 在水泥多样的水化产物成分当中, 稳定性最差的就是氢氧化钙, 稳定性较好的是钙硅比值比较大的水化硅酸钙。硅酸钙中有硅酸三钙与硅酸二钙, 其中硅酸三钙的水化过程生产的水化硅酸钙的钙硅比值比硅酸二钙的钙硅比值较低, 但是硅酸三钙生成的氢氧化钙的数量比硅酸二钙的要多。通过硅酸三钙与硅酸二钙的对比, 可以发现:在水泥的矿物成分构成中, 硅酸二钙的含量越多, 硅酸三钙的含量越少, 这种情况是有利于提高混凝土的耐久性的。另外人们也早已了解、认识水泥中铝酸三钙 (C 3 A) 含量过高多导致的混凝土耐久性和工作性能降低的影响。

2、水泥粉磨细度影响混凝土的耐久性

2.1水泥粉磨细程度影响混凝土的含湿量以及孔结构

水泥粉磨细程度会影响到水泥混凝土孔结构。即随着水泥粉磨细度的提高, 其比表面积也相对的得到了提高, 所以, 水化产物会在未水化完全的水泥颗粒表面形成一层致密的水化产物薄膜, 因为存在这层致密薄膜, 会严重影响到致密薄膜内部水泥颗粒的进一步水化, 从而会使得混凝土内部形成的更为致密的水化产物数量减少, 进而影响到水泥混凝土的孔结构。通过科研人员的悉心研究发现:如果在水泥颗粒的组成成分中, 有大量直径小于5um的细小颗粒存在, 会严重的改变混凝土内部的微观孔隙结构, 以致于使水泥石中的大毛细孔数量急剧减少, 微毛细孔的数量增多, 最终增强混凝土的毛细现象及混凝土的吸湿性, 最后会导致混凝土内部空隙的湿度得到了提高。而通过实验对比发现, 比较直径小于5um的细小颗粒的普通水泥与不含细颗粒的普通水泥, 对于直径小于5um的细小颗粒的普通水泥来说, 如果其水泥石经过28d的硬化后, 在潮湿空气中防止3d的时间后, 其吸湿率同比增大了百分之20到百分之60, 同时相对于水泥石体积吸水率相比较提高了百分之60到百分之80。如果在湿度较低的环境下, 会提升水泥石吸湿的性能, 并且极有可能使混凝土孔隙内部的湿度达到过度的饱和, 从而使得混凝土产生裂缝, 严重的会引起混凝土的整体开裂破坏。而且这种整体的开裂破坏也会降低混凝土的抗冻性、大气稳定性, 加快碱集料的反应效率和钢筋的锈蚀速率以及其他的化学腐蚀破坏程度, 从而严重影响混凝土的耐久性能

2.2水泥粉磨细度影响混凝土的常压渗透性。

所谓混凝土的常压渗透性是指在常压的条件下, 混凝土因为其本身的孔结构的毛细作用产生的渗透性。虽然我国经济在不断地发展, 但是在混凝土的渗透性测试中存在的问题还是很多的。主要的盲区就是不能够在没有水压差, 并且氯离子浓度差的常压状态下, 测量反映毛细孔压力对混凝土渗透性能的影响程度。根据研究人员的研究资料及社会实践显示, 在实际的情况下, 毛细孔压力的大小远远的大于水的压力, 同时进行破坏的最不利条件就是在常压条件的大气环境中。因此, 对于混凝土的渗透性来说, 其关注的重点就是在常压渗透, 而不用过多的对于水作用下的渗透性, 因为由于常压渗透性所造成的破坏更容易使钢筋腐蚀, 更容易遭受冻害, 同时也会严重影响混凝土的耐久性。

2.3水泥粉磨细度影响混凝土自收缩、压力水渗透性

在国内外的水泥粉磨细度对混凝土自收缩、压力水渗透性的资料、研究中显示, 当混凝土内部结构的微毛细孔数量较多、大毛细孔的数量较少的情况下, 会容易使混凝土内部孔隙中的的毛细孔压力处于增大的状态, 同时也会增加混凝土自收缩的幅度, 从而会造成混凝土自收缩裂缝的增多。因为这种情况的存在在一定程度上会加速水、各种具有强腐蚀性液体的腐蚀速度, 同时也会影响到混凝土的耐久性、抗渗性能等各种性能。由于当前的实际工程中, 操作人员会盲目的降低混凝土的水胶比、提高水泥粉磨的细度, 最终会影响高强和高密实混凝土因为自收缩所造成的裂缝产生现象经常出现。

二、控制水泥工艺的具体措施

1、控制水泥的矿物组成部分

在国内外的水泥行业工作者为了解决水泥对于高强、磨细、降低水化热和需水量的要求做了大量的研究。主要的措施就是通过水泥生料配料方案的优化降低C3 A的含量, 加强水泥熟料煅烧工艺以及加快冷却速率改善矿物晶体结构, 同时也可以通过调整水泥粉磨系统的工艺参数合理分配水泥的颗粒级配, 就是通过调整RRB曲线的斜率保持1.0左右的方式。

2、控制水泥的细度

我国传统的控制细度方式是相对简单、粗糙的, 其关注的重点是大颗粒所引起的水泥水化反应, 但是严重的忽略了颗粒大小对于水泥的作用。所以需要有新的方式控制水泥的细度。

第一, 控制均匀性系数。均匀性系数是影响、评价水泥颗粒分布大小的重要因素。即如果水泥颗粒分布的范围较窄就体现着其均匀系数较大。粉磨中颗粒级配的情况也是由控制均匀系数的方式表现的。所以在实际操作中, 要调整及研究水泥的均匀系数问题。

第二, 控制水泥特征的颗粒直径。水泥的特征粒径是影响水泥总细粉含量的重要因素, 并且也在很大程度上影响着水泥的强度增进率。如果水泥的特征粒径较小, 其水泥细粉的含量也较多。因此, 在实际操作过程中, 要严格的掌握控制特征粒径, 调整水泥的细度。

第三, 控制比表面积。控制比表面积也是相当重要的部分。因为均匀性系数与特征粒径对于水泥颗粒的粉磨程度的反映不能达到标准, 所以就需要通过比表面积来反映, 因此, 要控制比表面积。

3、提高操作人员的专业素养

人员的专业素养是影响水泥工艺质量的又一重要组成部分。操作人员的专业素养代表着水泥工艺质量的高低。如果操作人员的专业操作能力较差, 很有可能造成水泥的成分比例失调, 严重影响混凝土的质量从而影响到建筑物的质量。所以企业在任用人员的时候要考虑到操作人员的专业素质、知识水平, 并定期对这些人员进行技术培训。

结语

混凝土的耐久性是在建筑行业中相当重要的质量性能, 不仅影响到建筑行业的经济状况, 而且直接的影响到人民的生命及财产的安全, 所以国家及相关行业高度重视混凝土的耐久性。同时由于水泥的工艺对于水泥混凝土的耐久性的影响较为巨大, 所以在处理混凝土耐久性问题中要着重解决水泥的生产工艺, 并且要在实践的过程中不断地提高生产水泥的工艺水平, 确保水泥性能的优良从而保证建筑物的质量及人民的生命财产安全。本文通过阐述水泥对混凝土耐久性影响的主要方面, 并由此提出控制水泥工艺的具体措施, 望对阅读者有借鉴意义。

参考文献

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[3]冯昭君.预拌混凝土技术经济性优化研究[D].青岛理工大学, 2014.

[4]向美玲.西安地区现场暴露混凝土耐久性试验研究及寿命预测[D].兰州理工大学, 2014.

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[6]沈威《水泥工艺学》武汉工业大学出版社

[7]向才旺、郭俊才、姚大喜主编《水泥应用》, 中国建材工业出版社

篇11：浅析施工工艺对桥梁混凝土耐久性的影响

【关键词】材料 外部环境

混凝土作为土建工程中用途最广，用量最大的建筑材料之一，其强度不断提高， 且混凝土结构的耐久性问题也愈来愈被人们所关注。所谓混凝土结构的耐久性， 是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下， 在设计要求的目标使用期内， 不需要花费大量资金加固处理而能保持其安全、使用功能和外观要求的能力。

混凝土的主要技术性能分为：和易性、强度和耐久性。混凝土结构耐久性是指混凝土结构对破坏过程的抵抗能力。由于混凝土的缺陷（例如裂隙、气泡、孔洞等），环境中的水及侵蚀性介质可能渗入混凝土内部，产生碳化、冻融、锈蚀作用而影响结构的受力性能。混凝土结构的耐久性问题表现为：混凝土损伤（裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等）；钢筋的锈蚀、脆化、疲劳；以及钢筋与混凝土之间粘结锚固作用削弱等三个方面。从短期而言，这些问题影响结构的外观和使用功能，从长远看，则会降低结构安全度，成为发生事故的隐患，影响结构的使用寿命。

1影响混凝土结构耐久性的主要因素

1.1 内在因素

混凝土材料的自身特性、混凝土结构的设计与施工质量是决定其耐久性的内因。混凝土的材料组成，如水灰比、水泥品种和数量、骨料的种类与级配都直接影响混凝土结构的耐久性，混凝土的外表缺陷会造成水分和侵蚀性物质渗入混凝土内部，与混凝土发生物理化学作用，同样影响混凝土结构的耐久性。

1.2 外界因素

混凝土结构所处的环境条件和防护措施，是影响混凝土结构耐久性的外因。外界环境因素对混凝土结构的破坏是环境因素对混凝土结构物理化学作用的结果。环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏主要有：

1.2.1 混凝土的碳化

混凝土的碳化是指混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳和其它酸性气体发生化学反应的过程，一般情况下混凝土呈碱性，在钢筋表面形成碱性薄膜，保护钢筋免遭酸性气体的侵蚀，起到了“钝化”保护作用。碳化的实质是混凝土的中性化，使混凝土的碱性降低，钝化膜被破坏，在水分和其它有害介质侵入的情况下，钢筋就会发生锈蚀。

1.2.2 氯离子的侵蚀

氯离子对混凝土的侵蚀是氯离子从外界环境侵入已硬化的混凝土造成的。海水是氯离子的主要来源（沿海地区有部分混凝土采用海砂做细骨料，海砂必须经过除氯处理），氯离子对混凝土的侵蚀属于化学侵蚀，对结构的危害是多方面的，但最终表现为对钢筋的锈蚀。

1.2.3 碱—骨料反应

碱—骨料反应一般是指水泥的碱和骨料中的活性硅发生反应，生成碱—硅酸盐凝胶，并吸水产生膨胀力，造成混凝土开裂。其引起的混凝土结构破坏程度，比其他耐久性破坏发展更快，后果更严重，一旦发生，很难加以控制，一般不到两年就会使结构出现开裂。

1.2.4 冻融循环破坏

渗入混凝土中的水在低温下结冰膨胀，从内部破坏混凝土的微观结构，经多次冻融循环后，损伤积累将使混凝土剥落酥裂，混凝土强度降低。在反复冻融循环后，混凝土中的裂缝会互相贯通，其强度也会逐渐减低，最后甚至完全丧失，使混凝土由表及里遭受破坏。

1.2.5 钢筋锈蚀

钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性和使用寿命的重要因素。混凝土中钢筋腐蚀的首要条件是混凝土的碳化和开裂，只有将覆盖钢筋表面的碱性钝化膜破坏，加之有水分和氧的侵入，才有可能引起钢筋的腐蚀，钢筋腐蚀伴有体积膨胀，使混凝土出现沿钢筋的纵向裂缝，造成钢筋与混凝土之间的粘结力破坏，钢筋的有效截面面积减少，材料的各项性能也会发生衰退，使结构构件的承载力降低，变形和裂缝增大等一系列不良后果，并随着时间的推移，腐蚀会慢慢恶化，最终可能导致结构的完全破坏。钢筋锈蚀也是引起混凝土结构耐久性下降的最主要和最直接的因素。

值得注意的是，几乎所有侵蚀混凝土和钢筋的作用都需要有水作介质。混凝土开裂 ，腐蚀速度将大大加快，耐久性能将进一步恶化。在影响混凝土结构耐久性的诸多因素中，钢筋锈蚀危害最大，混凝土保护层碳化和开裂是钢筋锈蚀的前提，水分、氧气的存在是引起钢筋锈蚀的必要条件。所以，提高混凝土的抗渗性对于混凝土的耐久性具有重大的意义。

2混凝土结构耐久性设计与施工原则

2.1混凝土结构耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结构的使用环境，与结构设计、施工及养护管理密切相关。一般从三个方面解决混凝土结构的耐久性：

（1）采用高性能的混凝土，增强混凝土的密实度，提高混凝土的抗渗性，提高混凝土自身的抗破损能力。

（2）加强建筑物的排水和防水层设计，改善建筑物的环境作用条件。

（3）设计时可加大钢筋保护层厚度，施工中严格控制钢筋保护层厚度，加强构造钢筋，防止控制裂缝发展，采用具有防腐保护的钢筋。

2.2混凝土结构耐久性的基本要求：

提高混凝土自身的耐久性能有效阻止腐蚀性介质的渗入，是解决混凝土结构耐久性的前提和基础，水灰比和水泥不仅影响混凝土的强度，而且是影响混凝土耐久性的主要因素，影响混凝土抗渗性的根本因素是孔隙率和孔隙特征。混凝土的孔隙率越低，连通孔越少，抗渗性越好。混凝土中的渗水通道主要是来自水泥浆中多余的水分蒸发而留下的气孔和水泥浆泌水所产生的毛细管孔道、内部的微裂以及施工振捣不密实产生的蜂窝、孔洞，这些都会导致混凝土渗水。为了防止钢筋腐蚀，在混凝土中掺入各类活性矿物掺合料以及采用较低的水灰比，可以极大地改善混凝土的颗粒级配，使混凝土尽可能地密实，使其具有良好的抗渗透性能，控制最低水泥用量也很重要，单位水泥用量较高的混凝土拌合物比较均匀，可减少混凝土捣实中出现的局部缺陷。

2.2.1加大钢筋的混凝土保护层厚度

混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提。只有混凝土保护层碳化，钢筋表层钝化膜破坏，钢筋才有可能锈蚀，因此加大混凝土保護层厚度，并在施工中严格加以控制，是保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要措施之一。

2.2.2加强构造配筋，防止和控制混凝土裂缝

混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝的存在会增加混凝土渗透性，使侵蚀破坏作用升级，混凝土耐久性不断下降。因此，防止和控制混凝土的裂缝，对提高混凝土耐久性十分重要。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程中大量出现的非工作裂缝。

2.2.3减水剂和掺合料的影响

使用减水剂可以大幅度降低混凝土的水灰比（水胶比），提高混凝土的强度和致密性，使混凝土抵抗冻融破坏的能力提高.从而提高混凝土的抗冻耐久性。掺加部分粉煤灰或细磨矿渣或硅灰等骨料，其有助于改善混凝土内孔结构、填充内部空隙、提高密实度、改善混凝土性能。

2.2.4增大保护层厚度与控制混凝土裂缝的矛盾

增加钢筋保护层厚度对于提高混凝土结构耐久性最为有效，也是最简易最经济的措施，但过厚的钢筋保护层对控制混凝土产生表面裂缝不利，这是因为钢筋的抗裂作用存在有效范围，在一般环境下抗裂范围为10d，在潮湿环境下仅为8d，如果保护层过厚即使增加配筋量，对控制裂缝仍然效果有限。结构裂缝的控制在很大程度上取决于结构设计，而合理的结构设计和配筋，可以有效地防止结构裂缝的产生，因此，合理的结构设计可以有效地保证结构的耐久性，在配筋设计中，应在增加保护层厚度与控制构件裂缝之间寻求一个最佳平衡点，使混凝土保护层在不开裂的条件下最大限度地发挥其保护钢筋的作用。 3结束语