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文档简介

1、钢筋混凝土长时间在水中浸泡会怎么样?海里建筑寿命低,原因有三:“咸 +干湿交替+高温咸,主要是说海洋的腐蚀环境。相比起湿度较为恒定、空气 成分简单的内陆环境,湿度高、盐度大的海洋环境对于各类工程的腐 蚀作用极强。还有,在内陆地区可以轻松屹立50年的建筑,到了海里不到三五年就剥蚀得不能使用了。图为被腐蚀的桥墩,虽然比拟模糊,但可以明显看到暴露的钢筋咸一混凝土、钢筋一概不放过海水不同于淡水,它是一种腐蚀性很强的液体。海水中含有大量 的腐蚀性离子,如钠离子、氯离子、硫酸根离子等。它们作用于混凝 土结构上,会使得外表的混凝土发生劣化。海水中硫酸盐甚至会在混 凝土内产生结晶,晶体生长将混凝土胀裂,使得钢

2、筋暴露在外。而钢材本身又是一种非常容易锈蚀的东西,一旦失去了混凝土的 保护,带有离子和溶解氧的水就会接触到钢筋外表形成原电池(翻翻 高中化学课本),钢筋就会迅速腐蚀甚至断裂,到这时,整个结构也 就坏掉了。干湿交替一飞沫区建筑最易变成豆腐渣不过,咸只是海水腐蚀的一局部原因,海洋环境之所以对建筑物的伤害巨大,最重要的是因为其干湿交替的环境。筑物的伤害巨大,最重要的是因为其干湿交替的环境。飞沫区浪溅区桥墩潮汐区淹没区海洋环境示意图,受害最严重的是飞沫区事实上,完全浸没在海水中的那局部建筑结构(比方桥墩)虽然 接触到的海水比露出水面的局部多得多,但是由于海水中环境稳定, 湿度始终保持不变,其受到的腐蚀

3、作用并不强。反倒是暴露在空气中 的飞沫区,虽然很少能直接接触到海水,但大量的海水飞沫裹挟着盐 分冲击结构,结构外表一会儿干一会儿湿,每颗小飞沫还都携带着有 害离子粘在上面,折腾不了几年,这局部结构就变成了豆腐渣。高温一加快腐蚀进度更可怕的是,中国的多数海域夏天都非常炎热,南海更是一年四 季艳阳高照。这样的高温也大大加快了腐蚀的进程,使得海洋土木工 程师面对更大的挑战。防腐大法一:更换零件法面对如此恶劣的海洋环境,工程师们自然也不能愧对自己的工资。于是,他们想象出了许许多多对抗海洋环境腐蚀的方法,其中最重要 的就是勤换零件。构件名称使用寿命(年)期越桥墩1200护栏601支座601254表格是某

4、设计寿命120年的跨海桥梁局部构件的使用寿命针对那些易于损耗的构件,定期更换的做法是可行的。但是每次更换构件,势必影响到工程设施的使用。比方更换个桥 面板,恐怕就要十天半个月无法通车。更何况,像桥墩这种重要构件, 与其更换桥墩,还不如重新修座桥呢。防腐大法二:混凝土加强法工程师们思来想去,还是要给构件延寿。打铁还需自身硬,延长 混凝土结构的寿命,就要提高混凝土本身的性能。因此,在海洋工程 中,工程师们会选择强度更高的混凝土。例如,在普通的民用建筑中通常采用能抗30兆帕应力的混凝土, 而到了海洋工程中就会选择60、80兆帕甚至更高强度的混凝土。除了强度更高以外,这种高性能混凝土还比普通混凝土更为

5、致密, 其内部的微孔隙更小,从而使得海洋中的离子更难透过。止匕外,工程师们还会在混凝土中添加外加剂,以使得新拌混凝土 的流动性更好,硬化之后更加致密;还采使用一些工艺防止混凝土开 裂,也是为了防止海水中的离子进入结构;正确地选择骨料、水泥的 种类也有助于混凝土抗腐蚀性能的提升。防腐大法三:钢筋防锈法对于建筑结构来说,混凝土剥落一点,问题还不大,但要是里面 的钢筋坏了,那可要了亲命。钢筋是重要的抗拉构件,除了支撑结构 外,还主要承当抗震功能。然而,钢铁恰恰属于特别容易锈蚀的材料。如果在陆地上,在混凝土内强碱性环境的保护下,钢筋外表会发生钝化,不容易生锈;但在海洋结构中,混凝土外表被海水逐渐腐蚀

6、剥离,钢筋就要直面汹涌的海水了。保护层 (钢筋保护层变厚混凝土横截面示意图因此为了保护钢筋,海洋结构中通常会增加混凝土的保护层厚度 来延缓钢筋被侵蚀的时间。这种做法允许离子侵入构件外表并使得表 面的混凝土劣化,但是离子很难深入到钢筋的位置,钢筋也就得以保 全。除此之外,为防止钢筋生锈,也会在混凝土中添加亚硝酸盐、有 机胺等阻锈剂防止钢筋生锈。总之,只要钢筋不软,海洋结构就永远 硬!防腐大法四:替代材料法有些工程师的头脑更加活泛:既然钢材和混凝土这些传统材料都 不防腐,那为何不选用些防腐的材料呢?1.塑料!当然,普通的塑料是不行的,要采用那些强度特别高、性能特别 优秀但还不能太贵的复合材料。例如

7、乙蟠基树脂、超高分子量聚乙烯 纤维、芳纶纤维以及不是塑料、胜似塑料的玻璃纤维、碳纳米纤维等。 对这些材料进行胶合、压模之后,就可以制成FRP钢筋应用于建 筑材料之中。这些高分子材料虽然比拟昂贵,但防腐性能绝对一流, 强度也不比钢材低。图中这些长得像钢筋的东西就是由有机高分子材料制成的耐腐蚀 FRP钢筋方腐性能绝对一流除了制成加固筋以外,高分子材料也可以编织成网,应用于建筑 结构的外表。它可折可弯,一贴就灵,也不需要大型施工设备来帮助, 既可以应用于原始结构当中,又可以用于既有建筑物的修复,真可谓 优秀的建筑材料。更可贵的是,这种材料便于大批量生产,造价也可以被产量平摊。 因此,这种材料在船舶、港口、桥梁等工程中的应用十分广阔。碳纤维织物,多功能建筑材料缺了 毒性涂料,你的大桥还是药丸!讲到这里,几种主流的海洋桥梁防腐措施就已经跟大家讲了个八 九不离十。但是别忘了,还有一种材料,它既不怎么环保,也不能保 护钢筋,可

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