混凝土在实际工程中的耐久性破坏现象

      混凝土结构在各种各样的环境下服役,不同的服役环境会对混凝土结构造成不同类型的耐久性破坏现象;随着结构服役时间的增加,耐久性问题会越来越显现出来,从而影响结构的使用功能,甚至安全性。下面将阐述不同服役环境下实际混凝土工程的一些耐久性失效现象,旨在说明混凝土结构耐久性问题的普遍性、严重性。

      1.盐雾侵蚀对结构的破坏
      浙江某发电厂,位于东海之滨的宁波市镇海区。厂区处于甬江下游河口段,属于海洋性气候,从建设电厂至今已 36 年。由于该电厂常年受盐雾侵蚀，在氯离子的持续侵蚀作用下,各期混凝土结构均有混凝土开裂、剥落及钢筋锈蚀等现象,在混凝土保护层出现了较宽的纵向锈胀裂缝,钢筋有严重锈蚀。经过调查发现:升压站的主要受力构件中,70%的混凝土柱和25%的混凝土梁有较严重的纵向裂缝和露筋等耐久性损伤(图1-3(a));架耐久性损伤最为严重,100%的架都有严重的表面混凝土剥蚀、钢筋外露现象(图1-3(b)).
      2.潮湿环境对结构的破坏
      浙江金华某大桥位于浙江省金华地区兰溪市内,建于 1975 年,为混凝土双曲拱桥结构,横跨兰江。该桥的耐久性损伤主要是由于桥梁的排水系统工作情况不好,桥面积水渗水,而引起的桥梁混凝土构件耐久性损伤:多处立柱与盖梁交界处出现竖向裂缝,部分立柱甚至出现露筋情况,边角处有混凝土保护层大块剥落现象(图1-4(a));由于排水系统的问题,框构盖梁端部处于潮湿状态,出现混凝土大块剥落,钢筋严重锈蚀情况(图1-4(b))。

      3.海水直接作用对结构的破坏
      混凝土码头工程直接与海水接触,潮汐区的混凝土构件处于最恶劣的氯离子侵蚀环境，调查发现已经工作二三十年的码头普遍存在较为严重的耐久性问题。例如,舟山某码头建成至今使用二十几年(图 1-5),其各个部位均已出现了不同程度的腐蚀损坏,尤其是上部结构已经到了严重损坏的程度:码头横梁出现大面积锈斑,大部分横梁梁底沿主筋方向出现明显的裂缝,裂宽在 1~3mm,码头横梁上搁置的天形板出现严重锈蚀,构件沿主筋方向出现大量顺筋裂缝,70%的形板锈胀裂缝宽度大于 3mm,其余形板的顺筋锈胀裂缝宽度在 1~3mm。该码头为了继续使用，必须要进行加固维修。

      4.其他环境中的结构耐久性破坏
      图1-6为20世纪70年代建造的某商场大楼中钢筋锈蚀情况，从图中可以看出，大气环境中服役的结构楼面板和梁中钢筋锈蚀严重，此大楼在进行一定的改造加固后也在继续使用中。图 1-7 和图 1-8 分别反映了冻融破坏和碱-集料反应对结构产生的影响。图 1-9则体现了在化学腐蚀环境条件下,混凝土结构遭受的耐久性损伤。

      图 1-10 为 2008 年汶川大地震震后从损坏结构中发现的钢筋锈蚀现象,虽然汶川地震实属罕见,不能将地震中结构的破坏完全归因于钢筋锈蚀，但由于钢筋锈蚀会导致结构的刚度、滞回特性、耗能能力、延性、屈服强度、承载力降低,因此,可以说锈蚀也是导致钢筋混凝土结构破坏的一个重要原因。