桩基础防腐施工技术

2016-01-25 255 0

  大量研究表明,硫酸盐是破坏混凝土结构耐久性的一个重要因素。实践中硫酸盐既腐蚀混凝土又腐蚀钢筋,危害极大。混凝土的硫酸盐侵蚀机理主要有两种:

  ①物理侵蚀。在干湿循环交替作用下,渗入混凝土内部的硫酸盐会出现结晶现象,例如NaSO4和MgSO4从水中结晶分别形成NaSO410H2O和MgSO47H2O晶体,其体积将膨胀4~5倍,产生结晶压力,引起混凝土内裂缝的产生,导致混凝土的劣化。

  ②化学侵蚀。硫酸盐侵入混凝土内部,与混凝土内氢氧化钙、水化铝酸钙、单硫型硫铝酸钙等水泥水化物和未水化的铝酸三钙反应,形成膨胀性的产物――石膏和钙钒石,使硬化混凝土开裂破坏,混凝土的开裂又使外部硫酸根离子更容易渗透到混凝土内部,这些过程相互促进、循环发展使混凝土很快破坏;石膏的形成还导致混凝土刚度、强度的降低、表面软化。硫酸盐侵蚀引起的混凝土性能劣化主要表现在:强度损失、膨胀开裂、表面剥落、表面软化、质量损失等。
  防止钢筋锈蚀的技术措施
  根据《地勘报告》,勘测期间地下水标高在0.12~0.80米之间,年变幅为0.80米左右,且勘测时间为丰水期,因此考虑防腐蚀设计水位为-0.68~0.00米。根据现行国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)第12.2.4条,钢筋混凝土结构中的钢筋在长期浸水时具弱腐蚀性,整个烧结厂区设计地坪标高为4.10米。因此,本设计中只有承台埋深不小于4.80米钢筋混凝土桩才处于长期浸水状态,Cl-对桩中的钢筋具有弱腐蚀性,SO42-对桩钢筋混凝土结构具有中等腐蚀性。否则,根据现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)第4.9.5条,在强腐蚀条件下不应采用钢筋混凝土灌注桩。针对这种情况,要采用灌注桩,基础埋深需要加深,使灌注桩处于稳定的水位中,但是施工要采取降水措施,增加挖方量,加大了施工难度,且工程造价大大增加。根据施工单位的要求,为减少挖方量,减少降水措施等施工费用,经过专门的课题分析研究,承台埋深提到1.5米~2.5米,对灌注桩采取以大掺量混凝土技术为核心的综合耐久性策略和方案,提出了以下的防腐、耐久性思路:
  (1)应用高性能混凝土。高性能混凝土不仅具有优良的护筋性能,同时具有优良的综合耐久性,如良好的抗硫酸盐侵蚀性能、耐磨性、耐化学腐蚀性能等等;此外,高性能混凝土相对经济,施工质量易于保证。本灌注桩采用大掺量矿物掺和料混凝土,改善钢筋混凝土结构耐久性,灌注桩采用C40混凝土,水胶比不大于0.4,抗渗等级不小于P8级。
  (2)提高混凝土保护层厚度。氯盐存在的环境中保护层厚度不得小于50mm,考虑到施工偏差,本工程桩钢筋保护层为70mm。
  (3)采用环氧涂层钢筋。处在干湿交替处的灌注桩,Cl-对钢筋的腐蚀是强腐蚀,这部分(约5米长)采用环氧树脂涂层钢筋,隔离钢筋与腐蚀性介质接触,防止Cl-对钢筋的腐蚀。若涂层质量控制良好,能够有效延缓钢筋锈蚀的开始,但是锈蚀开始后的锈蚀速率会加快,因此在施工质量控制中的难题是确保涂层在施工过程中不受到损伤。
  (4)适当应用阻锈剂。阻锈剂能够阻止或延缓氯离子对钢筋钝化膜的破坏。但是桩基应用阻锈剂每立方混凝土造价增加约10%,而且阻锈剂的主要成分是亚硝酸钙,亚硝酸钙是早强剂和防冻剂的主要组分,具有使混凝土早凝作用。综合考虑,应适当添加阻锈剂。
  4结 语
  氯盐和硫酸盐是钢筋腐蚀及钢筋混凝土结构耐久性的关键因素;以大掺量混凝土技术为核心的综合耐久性防腐技术具有可靠、易实施和经济的优点。

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