一、前言
中國目前處于基礎(chǔ)設(shè)施全面建設(shè)時期,為了建設(shè)全國乃至世界的物流中心和開發(fā)海洋自然資源,海洋工程的發(fā)展十分迅速。根據(jù)參考資料顯示,臨海城市深水港的建設(shè)已為世人矚目,對沿海城市經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展將起到十分重要的拉動作用。作為深水港重要組成之一的跨海大橋,無論是從跨度、連接功能,還是交通紐帶而言,建設(shè)環(huán)境(海洋環(huán)境)是建筑物新的挑戰(zhàn)。
由于跨海大橋是連接港區(qū)和大陸的集裝箱物流輸送動脈,對沿海城市深水港的正常運轉(zhuǎn)起到*的支撐保障作用,為保證跨海大橋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,在國內(nèi)有些超大型工程甚至采用了100年設(shè)計基準(zhǔn)期,工程采取以高性能混凝土技術(shù)為核心的綜合耐久性技術(shù)方案。然而我國目前大型海洋工程超長壽命服役的相關(guān)技術(shù)規(guī)范,高性能混凝土的設(shè)計、生產(chǎn)、施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用方面尚為空白,因此結(jié)合工程的具體需要,研究跨海大橋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性策略和高性能混凝土的應(yīng)用技術(shù)極為迫切和重要。
二、國外情況、國內(nèi)情況
國外情況
20世紀(jì)30年代建造的美國俄勒岡州Alsea海灣上的多拱大橋,施工質(zhì)量很好,但因混凝土的水灰比太大,較短時間內(nèi)大量氯離子侵入混凝土,導(dǎo)致鋼筋嚴(yán)重銹蝕,引起結(jié)構(gòu)損壞。用傳統(tǒng)的方法局部修補破壞處,不久就發(fā)現(xiàn)修補處的附近鋼筋又加劇腐蝕,不得不拆除、更換。
1962~1964年,Gjorv對挪威大約700座混凝土結(jié)構(gòu)作了耐久性調(diào)查,當(dāng)時已使用20~50年的鉆2/3,在浪濺區(qū),混凝土立柱顯示破損的斷面損失率大于30%的占14%,斷面損失率為10%~30%的占24%,板和梁鋼筋腐蝕引起嚴(yán)重破損的占20%。
在阿拉伯海灣和紅海上建造的大量海工混凝土結(jié)構(gòu),由于氣溫高,在含鹽、干熱、多風(fēng)的白晝,混凝土表面溫度高達50℃,而晚上涼得結(jié)露,晝夜溫差很大,構(gòu)成了特別嚴(yán)重侵蝕環(huán)境,加上混凝土等級和混凝土保護層厚度不夠,施工質(zhì)量差等原因,往往在使用的年后鋼筋就遭到嚴(yán)重腐蝕。
澳大利亞的Sharp對62座海岸混凝土結(jié)構(gòu)進行調(diào)查,發(fā)現(xiàn)海巖混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問題都是與浪濺區(qū)的鋼筋異常嚴(yán)重的腐蝕有關(guān)。
印度孟買某河上的座橋是后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋,上于預(yù)應(yīng)力筋過早地發(fā)生嚴(yán)重腐蝕,不得不重修第二座橋。第二座橋預(yù)應(yīng)力筋在安裝前就為大氣中的鹽分所污染,灌注的水泥漿又用了咸水,因而不到10年所有的鋼筋、預(yù)應(yīng)力筋及其套管都遭到了嚴(yán)重腐蝕破壞。
國內(nèi)情況
根據(jù)相關(guān)調(diào)查,處于浪濺區(qū)的海港碼頭,鋼筋腐蝕引起的混凝土結(jié)構(gòu)破壞是相當(dāng)普遍和嚴(yán)重的。1986年以前我國已建港口混凝土結(jié)構(gòu)因氯離子滲入混凝土內(nèi)引發(fā)鋼筋銹蝕,致使混凝土構(gòu)件開裂破壞情況十分嚴(yán)重。其原因除了施工質(zhì)量存在一定問題外,另一主要因素是當(dāng)時對氯離子侵入引發(fā)鋼筋銹蝕的嚴(yán)重性認(rèn)識不足。當(dāng)時執(zhí)行的港口工程技術(shù)規(guī)范JTJ200-82和JTJ221-82,沒有針對防止氯離子滲入引發(fā)的鋼筋銹蝕制定有效的防護措施,關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)如保護層厚度偏小,混凝土水灰比大允許值嚴(yán)重偏大等。
三、海洋環(huán)境
海洋是氯離子的主要來源,海水中通常含有3%的鹽,其中主要是氯離子。以Cl計,海水中的含量約為19000mg/L。海風(fēng)、海霧中也含有氯離子,海砂中更含有不等量的氯離子。我國的海岸線很長,大規(guī)模的基本建設(shè)多集中在沿海地區(qū),尤其是海洋工程如碼頭、護坡和防護堤等由于氯離子引起的鋼筋銹蝕破壞是十分突出的。同時,沿海地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)河砂匱乏的情況,不經(jīng)技術(shù)處理就使用海砂的現(xiàn)象亦日趨嚴(yán)重,這也為氯離子引起鋼筋銹蝕破壞創(chuàng)造了條件。國外的工程經(jīng)驗教訓(xùn)表明,海水、海風(fēng)和海霧中的氯離子和不合理的使用海砂,是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要原因之一。
混凝土中鋼筋銹蝕可由兩種因素誘發(fā),一是海水中Cl-侵蝕,二是大氣中的CO2使混凝土中性化。國內(nèi)外大量工程調(diào)查和科學(xué)研究結(jié)果表明,海洋環(huán)境下導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕破壞的主要因素是Cl-進入混凝土中,并在鋼筋表面集聚,促使鋼筋產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。在跨海大橋周邊沿海碼頭調(diào)查中亦證實,海洋環(huán)境中混凝土的碳化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Cl-滲透速度,中等質(zhì)量的混凝土自然碳化速度平均為3mm/10年。因此,影響跨海大橋結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-滲透速度。
四、混凝土大橋結(jié)構(gòu)布置和耐久性設(shè)計背景
1、大橋混凝土結(jié)構(gòu)布置
跨海大橋跨海段通航孔部分預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁、橋塔、墩柱和承臺均采用現(xiàn)澆混凝土;非通航孔部分以預(yù)制混凝土構(gòu)件為主,其中50~70m的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁是重量超過1000噸的巨型構(gòu)件;陸上段梁、柱和承臺亦采用現(xiàn)澆混凝土?;炷恋脑O(shè)計強度根據(jù)不同部位在C30~C60之間。
2、跨海大橋附近海域氣象環(huán)境
我國跨海大橋多地處北亞熱帶南緣、東北季風(fēng)盛行區(qū),受季風(fēng)影響冬冷夏熱,四季分明,降水充沛,氣候變化復(fù)雜,多年平均氣溫為偏低,海區(qū)全年鹽度一般在10.00~32.00‰之間變化,屬強混合型海區(qū),海洋環(huán)境特征明顯。
3、跨海大橋面臨的耐久性問題
在海洋環(huán)境下結(jié)構(gòu)混凝土的腐蝕荷載主要由氣候和環(huán)境介質(zhì)侵蝕引起。主要表現(xiàn)形式有鋼筋銹蝕、凍融 循環(huán)、鹽類侵蝕、溶蝕、堿-集料反應(yīng)和沖擊磨損等。
我國跨海大橋多位于典型的亞熱帶地區(qū),嚴(yán)重的凍融破環(huán)和浮冰的沖擊磨損可不予考慮;鎂鹽、硫酸鹽等鹽類侵蝕和堿骨料反應(yīng)破壞則可以通過控制混凝土組分來避免;這樣鋼筋銹蝕破環(huán)就成為主要的腐蝕荷載。
五、氯離子對鋼筋的銹蝕
氯離子侵入混凝土的途徑:Cl進入混凝土中通常有兩種途徑:其一是“混入”,如摻用含氯離子外加劑、使用海砂、施工用水含氯離子、在含鹽環(huán)境中拌制澆注混凝土等;其二是“滲入”,環(huán)境中的氯離子通過混凝土的宏觀、微觀缺陷滲入到混凝土中,并到達鋼筋表面。“混入”現(xiàn)象大都是施工管理的問題;而“滲入”現(xiàn)象則是綜合技術(shù)的問題,與混凝土材料多孔性、密實性、工程質(zhì)量,鋼筋表面混凝土層厚度等多種因素有關(guān)。
氯離子對鋼筋銹蝕機理:
1、破壞鈍化膜
水泥水化的高堿性使混凝土內(nèi)鋼筋表面產(chǎn)生一層致蜜的鈍化膜。鈍化膜只有在高堿性環(huán)境中才是穩(wěn)定的,當(dāng)pH<11.5時,就開始不穩(wěn)定,當(dāng)pH<9.88時該鈍化膜生成困難或已經(jīng)生存的鈍化膜逐漸破壞。Cl 是*的去鈍化劑,Cl進入混凝土到達鋼筋表面吸附于局部鈍化膜處時,可使該處的pH值迅速降低,可使鋼筋表面pH值降低到4以下,從而破壞鋼筋表面的鈍化膜。
2、形成腐蝕電池
如果在大面積的鋼筋表面上具有高濃度氯化物,則氯化物所引起的腐蝕可能是均勻腐蝕,但是在不均質(zhì)的混凝土中,常見的是局部腐蝕。腐蝕電池作用的結(jié)果是,在鋼筋表面產(chǎn)生蝕坑,由于大陰極對應(yīng)于小陰極,蝕坑發(fā)展十分迅速。
3、去極化作用
Cl 不僅促成了鋼筋表面的腐蝕電池,而且加速了電池的作用。通常把使陽極過程受阻稱作陽極極化作用,而把加速陽極極化作用稱作去極化作用,Cl正是發(fā)揮了陽極去極化作用。導(dǎo)電作用混凝土中Cl 的存在強化了離子道路,降低了陰陽極之間的歐姆電阻,提高了腐蝕電池的效率,從而加速了電化學(xué)腐蝕過程。
六、提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的技術(shù)措施
混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計壽命要求一般為40~50年,有的要求上百年。而現(xiàn)實中,處于腐蝕環(huán)境中的混凝土遠(yuǎn)遠(yuǎn)達不到設(shè)計壽命要求,有的在15~20年就出現(xiàn)了鋼筋銹蝕破壞,甚至不足五年就開始修復(fù)。此方面的花費是驚人的,已經(jīng)是一個重大經(jīng)濟問題。因此,提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的意義是不言而喻的。
提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性措施主要包括兩大類:基本措施和補充措施。基本措施的基本內(nèi)容是:通過仔細(xì)設(shè)計與施工,大限度地提高混凝土本身的耐久性,在使用中保持低滲透性,以限制環(huán)境侵蝕介質(zhì)滲透混凝土,從而預(yù)防鋼筋銹蝕。
①大限度地改善混凝土本身性能,是提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的許多措施中經(jīng)濟合理的。
?。?)結(jié)構(gòu)采用耐久性設(shè)計。
?。?)提高混凝土保護層厚度和質(zhì)量。
?。?)采用高性能混凝土。
?、谘a充措施是指:環(huán)境侵蝕作用特別嚴(yán)重時,或設(shè)計、施工不當(dāng),單靠上述基本措施還不能保護混凝土結(jié)構(gòu)必要的耐久性時,需要另外增加的其他防護措施。有以下幾方面:
?。?)采用耐腐蝕鋼筋。
(2)對混凝土進行表面處理。
(3)混凝土中摻加阻銹劑。
?。?)電化學(xué)保護
結(jié)構(gòu)設(shè)計
1、結(jié)構(gòu)選型和細(xì)部設(shè)計
頻繁地干溫交替會加劇鋼筋銹蝕,所以在結(jié)構(gòu)選型和細(xì)部設(shè)計時,應(yīng)晝限制混凝土表面、接縫和密封處積水,加強排水,盡量減少受潮和濺濕的表面積。
由于環(huán)境侵蝕介質(zhì)在構(gòu)件棱角或突出部分可以同時從多方面侵入混凝土,而凹入部分易積存侵蝕介質(zhì)、應(yīng)力異常,因此從提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性角度出發(fā),混凝土構(gòu)件選型應(yīng)力戒單薄、復(fù)雜和多棱角。預(yù)計腐蝕破壞嚴(yán)重的構(gòu)件應(yīng)便于檢測、維護和更換。
2、控制裂縫
不可控制的裂縫包括混凝土塑性收縮、沉降或過載造成的裂縫,常為較寬的裂縫,應(yīng)針對成因采取措施預(yù)防開裂,即使難以預(yù)料也應(yīng)加以引導(dǎo),使其發(fā)生于次要部位或便于處理的位置。
可控制裂縫是靠傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計知識,按結(jié)構(gòu)幾何尺寸與荷載可以合理預(yù)防和控制的裂縫。
七、提高海工混凝土耐久性的技術(shù)措施
國內(nèi)外相關(guān)科研成果和長期工程實踐調(diào)研顯示,當(dāng)前較為成熟的提高海洋鋼筋混凝土工程耐久性的主要技術(shù)措施有:
?。?)高性能海工混凝土
其技術(shù)途徑是采用混凝土礦物摻和料和新型減水劑復(fù)合,配以與之相適應(yīng)的水泥和級配良好的粗細(xì)骨料,形成低水膠比,低缺陷,高密實、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土較高的抗氯離子滲透性為特征,其優(yōu)異的耐久性和性能價格比已受到上研究和工程界的認(rèn)同。
?。?)提高混凝土保護層厚度
這是提高海洋工程鋼筋混凝土使用壽命的為直接、簡單而且經(jīng)濟有效的方法。但是保護層厚度并不能不受限制的任意增加。當(dāng)保護層厚度過厚時,由于混凝土材料本身的脆性和收縮會導(dǎo)致混凝土保護層出現(xiàn)裂縫反而削弱其對鋼筋的保護作用。
?。?)混凝土保護涂層
完好的混凝土保護涂層具有阻絕腐蝕性介質(zhì)與混凝土接觸的特點,從而延長混凝土和鋼筋混凝土的使用壽命。然而大部分涂層本身會在環(huán)境的作用下老化,逐漸喪失其功效,一般壽命在5~10年,只能作輔助措施。
?。?)涂層鋼筋、耐腐蝕鋼筋
采用耐腐蝕鋼筋對混入型和滲入型氯離子的防護都是很有效的。因為環(huán)氧涂層鋼筋是在嚴(yán)格控制的鋼廠流水線上涂覆的,一般可以保證涂層高質(zhì)量,涂層可以將鋼筋與周圍的混凝土隔開,即使氯離子和氧氣等已經(jīng)大量侵入混凝土,它還是可以長期保護鋼筋,使鋼筋免遭腐蝕。
鋼筋表面采用致密材料涂覆,如環(huán)氧涂層環(huán)氧涂層鋼筋在歐美也有一定的應(yīng)用,其應(yīng)用效果評價不一。主要不利方面是,環(huán)氧涂層鋼筋與混凝土的握裹力降低35%,使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的整體力學(xué)性能有所降低;施工過程中對環(huán)氧涂層鋼筋的保護要求極其嚴(yán)格,加大了施工難度;另外成本的明顯增加也是其推廣應(yīng)用受到制約。
(5)鋼筋阻銹劑
鋼筋阻銹劑通過影響鋼筋和電介質(zhì)之間的電化學(xué)反應(yīng),通過提高氯離子促使鋼筋腐蝕的臨界濃度來穩(wěn)定鋼筋表面的氧化物保護膜,可以有效地阻止鋼筋腐蝕發(fā)生,從而延長鋼筋混凝土的使用壽命,因為阻銹劑的作用可以自發(fā)地在鋼筋表面上形成,只要有致鈍環(huán)境,即使純化膜破壞也可以自行再生,自動維持,這不僅優(yōu)于任何人為涂層,而且經(jīng)濟、簡便。但由于其有效用量較大,作為輔助措施較為適宜。合適的辦法是是將電解質(zhì)的pH值提高到12左右,使鋼筋表面有一層穩(wěn)定的鈍化膜使陽極反應(yīng)難以進行,從而阻止鋼筋的腐蝕。阻銹劑能優(yōu)先參與并阻止鋼筋這兩種或任何一種界面反應(yīng),并能長期保證其穩(wěn)定狀態(tài),從而有效地阻止了鋼筋的銹蝕。
?。?)陰極保護
陰極保護的電化學(xué)原理就是:即使鋼筋周圍的混凝土有的已經(jīng)碳化或含有大量氯離子,或者混凝土保護層薄而透水透氣,或鋼筋表面具有銹層,不讓鋼筋表面任何地方放出自由電子,使其電位等于或低于平衡電位,就可以使鋼筋不再進行陽極反應(yīng),即鋼筋銹蝕。
該方法是通過引入一個外加犧牲陽極或直流電源來抑制鋼筋電化學(xué)腐蝕反應(yīng)過程從而延長海工混凝土的使用壽命。但是,由于陰極保護系統(tǒng)的制造、安裝和維護費用過于昂貴且穩(wěn)定性不高,目前在海工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中很少應(yīng)用。
?。?)海水耐蝕劑
海水耐蝕劑是用礦渣、硬石膏、天然火山灰、活性激發(fā)組分等無機材料磨粉而成。
物理作用:海水耐蝕劑的比表面積,其微粉填充效應(yīng)提高了水泥漿體與骨科之間的黏結(jié)強度,從而提高了混凝土的密實度。
化學(xué)作用:①海水耐蝕劑中的高活性微粉、活性二氧化硅不斷與水化出來的CaOH2發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成更多的C-S-H凝膠,加快水泥水化速度,提高混凝土的強度②火同灰的抗硫酸鹽、抗海水侵蝕效果決定于火山灰中的二氧化硅的含量,二氧化硅含量高可以提高混凝土的耐久性,更重要的是在易被侵蝕的鋁酸鹽化合物上覆蓋了一層C-S-H凝膠的保護膜。
(8)混凝土表層處理
為了防止水、氯化物、二氧化碳等侵蝕介質(zhì)滲入混凝土中,以延緩綱筋銹蝕,對于修補過的或新并行筑的混凝土結(jié)構(gòu),涂覆混凝土干作為道防線,往往是一種比較簡便、經(jīng)濟和有效的輔助性能保護措施。鑲面板是另一種混凝土表層處理方式。
(9)定期檢測
對混凝土結(jié)構(gòu)也應(yīng)做定期檢查,盡早發(fā)現(xiàn)問題,制定合理維修方案,對延長工程壽命也有顯著效果。
八、改善海洋工程結(jié)構(gòu)混凝土耐久性策略
改善混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性需采取根本措施和補充措施。根本措施是從材質(zhì)本身的性能出發(fā),提高混凝土材料本身的耐久性能,即采用高性能混凝土;再找出破壞作用的主次先后,對主因和導(dǎo)因?qū)ΠY施治,并根據(jù)具體情況采取除高性能混凝土以外的補充措施。而二者的有機結(jié)合就是綜合防腐措施。大量研究實踐表明,采用高性能混凝土是在惡劣的海洋環(huán)境下提高結(jié)構(gòu)耐久性的基本措施,然后根據(jù)不同構(gòu)件和部位,經(jīng)可能提高鋼筋保護層厚度(一般不小于50mm),某些部位還可復(fù)合采用保護涂層或阻銹劑等輔助措施,形成以高性能海工混凝土為基礎(chǔ)的綜合防護策略,有效提高大橋混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。
因此,對海洋工程跨海大橋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性方案的設(shè)計遵循的基本方案是:首先,混凝土結(jié)構(gòu)耐久性基本措施是采用高性能混凝土。同時,依據(jù)混凝土構(gòu)件所處結(jié)構(gòu)部位及使用環(huán)境條件,采用必要的補充防腐措施,如內(nèi)摻鋼筋阻銹劑、混凝土外保護涂層等。在保證施工質(zhì)量和原材料品質(zhì)的前提下,混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性將可以達到設(shè)計要求。
對于具體工程而言,耐久性方案的設(shè)計必須考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況——如原材料的可及性、工藝設(shè)備的可行性等,以及經(jīng)濟上的合理性。也就是說應(yīng)該采取有針對性的,因地制宜的綜合防腐方案。
九、試驗方案和主要試驗方法
從高性能海工混凝土的基本要求出發(fā),在原材料的優(yōu)選試驗中,以坍落度評價混凝土的工作性,以抗壓強度等評價混凝土的物理力學(xué)性能,以混凝土的電通量和氯離子擴散系數(shù)(自然擴散法)試驗結(jié)果評價混凝土的抗氯離子滲透性能,并以耐久性能為首要要求。
試驗中所采用的主要試驗方法有:
?。?)坍落度
混凝土的坍落度按《新拌混凝土性能試驗方法》GBJ80-85測定。
(2)抗壓強度
混凝土的抗壓強度按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》GBJ81-85測定。
(3)混凝土的碳化、滲透和抗凍性能試驗參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》(GBJ82-85)進行。
(4)混凝土的電通量和氯離子擴散系數(shù)快速試驗
ASTM C 1202混凝土直流電量法滲透性能評價:參照上通用的ASTM C 1202直流電量法進行混凝土滲透性能評價。試驗儀器采用清華大學(xué)改進的ASTM C 1202電量法測試儀。通過量測混凝土試件在60V直流電壓下通電6h通過的電量,以評價混凝土的滲透性。
用濃度曲線法測試混凝土表觀氯離子擴散系數(shù)的試驗方法,參照NT Build 443方法,將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28天的混凝土試件浸泡于質(zhì)量濃度為3.0%的NaCl溶液中至齡期(90d)后,用剖面切削機從混凝土表面以不大于2mm的厚度取樣,并用化學(xué)方法測試樣本氯離子濃度,做混凝土氯離子濃度-深度曲線并用Fick第二定律進行非線性回歸求得混凝土表觀氯離子擴散系數(shù)。
十、高性能混凝土的質(zhì)量保證措施
高性能海工混凝土工程耐久性是一項系統(tǒng)工程。為保證整個設(shè)計的系統(tǒng)性、完整性、規(guī)范性、科學(xué)性和可行性,必然需要一個完善的整體思路和框架。因此,在建設(shè)過程中我們遵循了一個以預(yù)先質(zhì)量控制與評估,耐久性方案設(shè)計和質(zhì)量控制與評估的思想。為確?;炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的目標(biāo),須從三大環(huán)節(jié)進行控制,即:
(1)預(yù)先質(zhì)量控制與評估:是在了解工程背景、使用環(huán)境以及混凝土材料在海洋環(huán)境中的性能特點的基礎(chǔ)上,通過對材料性能的試驗研究,建立混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的數(shù)據(jù)和依據(jù),并預(yù)測混凝土結(jié)構(gòu)的實際使用性能。
?。?)耐久性方案設(shè)計:充分考慮各種可變因素對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的影響,如環(huán)境溫度、混凝土內(nèi)應(yīng)力、裂縫等,以建立使用壽命預(yù)測系統(tǒng),為耐久性方案的設(shè)計提供指導(dǎo)和依據(jù)。再以使用壽命預(yù)測系統(tǒng)為基礎(chǔ),制定有針對性的耐久性解決方案。
?。?)質(zhì)量控制與評估:是指在方案的實施過程中如何控制各方面的質(zhì)量以及如何對已完成部分的質(zhì)量進行評估的過程。在質(zhì)量控制與評估環(huán)節(jié)中,主要需要確立各種質(zhì)量控制措施和實施標(biāo)準(zhǔn),建立各種性能試驗的評價體系,保證混凝土性能符合方案設(shè)計要求。
對于實際施工過程中,質(zhì)量控制與評估將是重中之重。相對普通混凝土的質(zhì)量控制而言,高性能混凝土施工質(zhì)量控制主要涉及原材料質(zhì)量、配合比、拌和、施工、保護層厚度、養(yǎng)護等方面,其重點和難點在于保護層厚度和養(yǎng)護等方面。
1)高性能混凝土保護層厚度質(zhì)量控制和保證措施
高性能混凝土保護層墊塊采用變形多面體形式,高性能細(xì)石混凝土預(yù)制,墊塊材料的強度及抗?jié)B透性均不低于本體高性能混凝土的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
?。?)高性能混凝土的養(yǎng)護
頂面混凝土由于陽光直射溫度較高產(chǎn)生溫差過大的現(xiàn)象,同時由于風(fēng)速較大也容易造成混凝土表面失水過快,混凝土表面收縮較大而導(dǎo)致混凝土開裂。因此,在實際施工過程中,箱梁混凝土澆注完畢后即在頂面加蓋塑料薄膜頂棚以保溫保濕。對于預(yù)制箱梁等大型預(yù)制構(gòu)件,由于預(yù)制場地的限制和施工進度要求,采用低溫蒸養(yǎng)的方式。
對于現(xiàn)澆混凝土,混凝土成型抹面結(jié)硬后立即覆蓋土工布,砼初凝后立即進行澆水養(yǎng)護,養(yǎng)護用水為外運淡水,拆模前12小時擰松加固螺栓,讓水從側(cè)面自然流下養(yǎng)護,側(cè)面拆模不小于48小時。
十一、結(jié)語
根據(jù)分析,影響我國現(xiàn)階段跨海大橋結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-滲透速度。針對這一具體情況,并考慮各地的實際情況——如原材料的可及性、工藝設(shè)備的可行性等,以及經(jīng)濟上的合理性,跨海大橋工程采取以高性能混凝土技術(shù)為核心的綜合耐久性策略和方案。通過符合現(xiàn)階段工程實際情況和技術(shù)水平的施工措施和質(zhì)量保證措施,確保了高性能混凝土的質(zhì)量符合耐久性設(shè)計的要求。