滨海环境混凝土结构耐久性控制

龚永辉

摘要：随着临海建筑越来越多，滨海环境对建筑物尤其是混凝土的腐蚀也越来越引起人们的重视，只有提高了混凝土的耐久性方可确保建筑物的设计使用年限，本文主要从某一滨海实体项目分析，从而提出几种提高混凝土耐久性的控制方法。

关键词：氯离子；耐久性；配合比；扩散系数

Abstract：With the Linhai building is increasing, especially in coastal environment on buildings of concrete corrosion has increasingly attracted people's attention, only to improve the durability of concrete can ensure the design lifespan, this article mainly from a coastal entity project analysis, thus proposed several methods to improve the durability of concrete control method.

Key words：Chloride ion; Durability; Mix ratio; Diffusion coefficient

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

本工程属于填海造地工程，地处滨海环境且地下水与海水有水力联系，因此混凝土结构会受到氯离子侵蚀而造成耐久性劣化。为更好地说明耐久性控制方法，通过对项目详勘报告其中三个孔及海水试样分析，提出了滨海环境下高耐久性混凝土配合比及结构耐久性控制施工方法。

1、本工地下水质对建筑材料腐蚀性判定表：

2、场地地下水情况

根据本工程地质报告，场地地下水主要受大气降水渗入、海水补给，径流方向大体为东北向，水位变化因季节而异，与海水水力联系密切，受潮汐影响，最高潮位2.0～2.5m。地质勘察期间，测的地下水位埋深1.70～3.50m，标高-1.19～2.76m。

一、氯离子在混凝土中的破坏机理

氯离子进入混凝土的方式。

通常有两种方式：

氯离子的侵蚀机理

氯离子导致的钢筋锈蚀是一个很复杂的电化学过程，主要反应式如下：

二、提高滨海环境耐久性技术要点

混凝土结构耐久性再设计。混凝土结构要想满足建筑的设计寿命时间，在施工阶段必须耐久性再次设计。在海洋环境中，需考虑氯离子腐蚀作用、混凝土碳化、硫酸盐反应等因素，极限状态设定为钢筋初始锈，选择JSCE模型等合适的劣化模型，通过基于使用寿命的混凝土结构耐久性分析，确定混凝土材料性能、施工要求及耐久性性能构造要求。

提高滨海地区混凝土结构耐久性的技术措施

三、提高高耐久性混凝土配合比确定办法

混凝土结构氯离子扩散系数限量标准确定。当氯离子经过保护层侵入到钢筋表面积累到一定浓度时就会引起钢筋锈蚀，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。对于临界氯离子浓度按JSCE模型确定。

其中结构重要性系数；表面氯离子浓度系数；混凝土施工养护系数；，lim为临界氯离子浓度；为混凝土表面氯离子浓度；DRCM，0为由标准氯离子加速扩散试验（RCM）所确定的28d混凝土氯离子扩散系数，t为计算使用寿命。

计算结果显示，根据设计的保护层厚度要保证结构期望的50年使用寿命，需要的混凝土扩散系数要求在7×10－12㎡/s附近，在本工程的施工中混凝土的氯离子扩散系数限量标准设定为4×10－12㎡/s（均值），最大值也不超过6×10－12㎡/s。

高耐久性混凝土试配及试验

(1)原材料选择及试验检测

在滨海地区，混凝土用砂可能混入海砂，河砂也可能受海水污染，混凝土其它原材料，如碎石、水泥、掺合料等也可能含有微量的氯离子，在试配中除考虑对环境中的氯离子渗透带来的钢筋锈蚀引发的耐久性问题，还必须对混凝土原材料中的氯离子进行检测和控制。原材料检测内容见下表：

（2）高耐久性混凝土配比中影响氯离子扩散系数的主要因素。

通过类似工程及大量试验结果表明：

随着混凝土水胶比的提高，混凝土氯离子扩散系数有较大的提高，水胶比对氯离子扩散系数有明显的影响。在相同混凝土水胶比情况下，随着混凝土中粉煤灰掺量的增加，混凝土氯离子扩散系数有较大的降幅，粉煤灰掺量对氯离子扩散系数有明显的影响。

（3）混凝土试配，初步确定配合比：通过变化水灰比、粉煤灰掺量多种组合并调整砂率进行试配，并掺加入超细矿粉和外加剂，检测不同配比下混凝土的塌落度、保水性、粘聚性、强度、抗渗性、限制膨胀率、氯离子扩散系数等各项性能指标，综合评定选出最优配比。

（4）样板结构氯离子扩散系数检测：经样板试验，对研制的混凝土可施工性能、成型后的外观质量检查，并进行样板实际混凝土初始氯离子浓度、氯离子扩散系数、抗压强度、实际保护层厚度、耐性指数、表面透气性、透水性、干缩及自收缩性能检测和耐久性评估。

为对结构实体耐久性能喝抗裂性能进行检验，须在施工现场进行同条件样板试验。样板试验同时具备检验混凝土在实际模版工艺、施工振捣工艺条件、施工环境及运输条件的工作性能、成型后混凝土外表观感质量（色泽、色差、气泡）等的职能，以便进一步优化配合比、完善施工工艺。

（5）配合比确认：经样板结构检测，对研制的混凝土可施工性能、成型后的外观质量检查，并进行样板实际混凝土初始氯离子浓度、氯离子扩散系数、抗压强度、实际保护层厚度、耐久性指数、表面透气性、透水性、干缩及自收缩性能检测和耐久性评估。根据样板结构检测评估情况，确定最终混凝土配合比。

四、滨海氯离子环境高耐久性混凝土结构施工的注意事项

1、严格按配合比进行试配，对所用的原材料进行严格的质量把关，严格控制含有碱骨料、盐害等不利成分。

2、对于钢筋密集部位，必须从钢筋翻样、钢筋加工及绑扎三方面进行控制，特殊复杂时，可通过电脑放样、现场做样板的方式，确定合理的钢筋绑扎方式。

3、严格控制钢筋保护层的厚度，保证保护层厚度无负偏差。

4、加强埋入对地下的混凝土基础防水层施工质量的控制及成品保护。

5、加强对模版安装精度、刚度的控制，同时，表面质量交叉的模板必须进行更换。

6、加强对混凝土振捣质量的控制，保证混凝土的密实度及不出现明显的外观质量缺陷。

7、加强混凝土结构的养护及混凝土表面的保护。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。