桥梁工程中混凝土耐久性的探讨

    摘要：改革开放以来，我国进行了大规模的基础建设，所建构筑物以钢筋混凝土结构为
主。钢筋混凝土的设计方法除了传统的强度、刚度等基本的力学性能指标外还必须考虑其耐
久性、经济性。截止本世纪末，我国现有接近一半的建筑物进入老化阶段。对这些老化的建筑
进行科学合理的耐久性和经济性评定以及剩余寿命的预测，是当今土木工程领域的研究热
点。本文针对混凝土材料耐久性对桥梁工程的影响，从气候条件、暴露条件、荷载条件、温度
应力裂缝、碱骨料反应、混凝土碳化等方面研究了影响桥梁中混凝土耐久性的因素及应采取
的措施，从而确保桥梁工程混凝土耐久性。

 

　　关键词：桥梁工程；混凝土；耐久性

 

　　

 

　　桥梁工程用混凝土除了要满足一般混凝土的工作性能和强度要求外，还要求具有优良
的耐久性能。对于桥梁建筑混凝土，由于无遮盖而裸露在大气中，长期受风霜雨雪的侵蚀。
因此，混凝土耐久性能的首要要求是混凝土必须具备抵御其现场条件破坏的能力；其次还
要满足荷载条件、混凝土的碳化、温度应力等要求，尤其对裂缝的控制应十分严格。

 

　　一、气候条件

 

　　温度变化引起的混凝土的膨胀和收缩通常在结构设计中考虑，然而，冰冻条件或冻融
循环的年发生次数则需要重点考虑，因为冻融是导致桥梁混凝土劣化最普遍的原因之一。

 

　　混凝土是多孔隙的复合材料，外部的水分可以通过毛细作用进入这些孔隙。当温度降至
冰点以下时，孔隙中的水冻结膨胀，其体积大约可增加

9%，只有当 91.7%的孔隙充满水时，

水结成冰才产生内应力。孔隙体积膨胀，孔壁受压变形，冰溶化后，就可能使孔壁产生应力
拉力，反复冻融，当作用于孔壁的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，即可产生微裂缝
持续冻融的结果使混凝土开裂，甚至崩裂。

 

　　混凝土的密实性不好，则其抗渗性能就差，可导致更多的水分进入混凝土内部，加快
混凝土结构的冻融破坏。因而降低混凝土的水灰比，提高单位混凝土中水泥的用量对混凝土
结构结构抗冻融破坏都是有利的。此外，应避免采用吸水率较高的集料，加强排水以免混凝
土结构被水饱和，还可以采用引气剂，这也是提高混凝土抗冻性能的一项有效措施。

 

　　二、暴露条件

 

　　桥梁墩台常受到海水或是污水的侵蚀，故桥梁混凝土的抗化学侵蚀的耐蚀性也是保证
桥梁混凝土耐久性的重要因素之一。

 

　　混凝土本身含有氯离子或氯离子通过扩散作用进入混凝土内，使桥梁混凝土受到氯盐
污染，氯离子半径小，穿透能力强，有很强的渗透扩散能力，渗入到钢筋表面会破坏钢筋
钝化膜而引起锈蚀，锈蚀反应具有膨胀性，可导致混凝土开裂剥落。氯离子渗入引起钢筋锈
蚀的破坏速度加快，当融入到混凝土中的氯盐达到混凝土重量的

0.1-0.2%时，钢筋开始锈

蚀，当氯盐含量超过

1%后，钢筋的锈蚀面积将急速增加。同时，氯化物侵蚀所形成的锈蚀

产物会导致混凝土的开裂或崩裂，这往往会成为桥梁寿命的决定因素。以下几方面影响着氯
化物锈蚀钢筋的速度：

 

　　

2.1 水灰比。随着水灰比的增加，钢筋锈蚀的速度加快。 

　　

2.2 混凝土的 pH 值。随着 pH 值的增加，钢筋锈蚀的速度加快。