某海港码头海洋大气区钢筋混凝土结构的耐久性评估与修复

摘要

处于海洋环境下的钢筋混凝土结构，由于严酷的外界环境作用，使结构的耐久性能大幅度降低，包括氯化物、大气中的二氧化碳等酸性物质对混凝土结构的侵蚀，其中以氯离子的侵蚀较为严重。本论文以某海港码头为实例，根据工程检测数据和实验室数据对海洋环境下的钢筋混凝土结构进行耐久性评估，并根据评估结果对钢筋已开始腐蚀的钢筋混凝土结构提出防护与修复措施，来延长结构的耐久年限。
　　(1)通过对该海港工程实地调查，对钢筋保护层厚度、钢筋的腐蚀电位、混凝土强度进行了测定，根据国内外规范规定的混凝土保护层厚度设计、施工标准及利用钢筋腐蚀电位判定其腐蚀情况的方法，并对影响混凝土结构耐久性的各个因素进行了分析。
　　(2)对海港码头钻取混凝土芯样，进行氯离子浓度、碳酸钙含量、毛细吸水量的测定，并对氯离子浓度的测量值进行拟合，根据它们在混凝土中的分布情况，可以得出外界环境对该码头侵蚀的严重程度，在码头不同部位混凝土的氯离子含量、碳酸钙含量、毛细吸水量各不相同，所以外界环境影响作用的差异性是较大的。
　　(3)基于Fick第二定律得出的结构寿命预测方程中各个参数对混凝土结构寿命的影响，根据检测数据和实验数据对其中各个参数的概率特征进行分析，并利用Monte Carlo方法对钢筋初锈时间的预测方程进行模拟，得出钢筋初锈时间的分布特征，根据可靠指标和混凝土结构寿命的关系，预测出该海港码头的耐久寿命为37.3年。
　　(4)根据测量数据得出该码头混凝土碳化较严重，通过对钢筋混凝土结构的碳化寿命进行了预测，得出结构碳化剩余寿命为10年，进一步说明了处于海洋大气区的混凝土结构不仅受氯离子侵蚀严重，同时混凝土碳化也是不容忽视的。
　　(5)根据结构遭受侵蚀情况和耐久寿命的预测应采用一定的措施对混凝土结构进行防护与修复，来提高钢筋混凝土结构的耐久性能，根据目前混凝土结构传统的修复方法，提出了针对该海港码头现行的修复措施。