挟砂冲蚀与氯盐侵蚀联合作用下混凝土耐久性研究

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发布时间：2021-09-26

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挟砂冲蚀与氯盐侵蚀联合作用下混凝土耐久性研究
查进，。何真 z，路新瀛 s，蔡新华，王文学，房艳伟，
(1．中交武汉港湾工程设计研究院有限公司，湖北武汉 430040；2．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北武汉 430072；
3．清华大学土木水利学院，北京 100084；4．嘉绍跨江大桥工程建设指挥部，浙江绍兴 3 12366)
摘要：以钱塘江口海洋环境中氯盐与含砂潮涌的共同作用为背景，通过试验，研究了不同类型与掺量矿物掺合料混凝土在挟砂冲蚀与
氯盐侵蚀联合作用下桥梁墩柱混凝土的耐久性能。试验室同条件的氯盐环境下砂浆与混凝土磨损试验的结果显示，在短期内氯盐的存在
对混凝土或砂浆的磨损性能没有明显的加速破坏作用。而当受冲蚀作用后的混凝土再进行氯离子扩散试验发现，混凝土的氯离子扩散系
数有不同程度的增加，达到未受冲蚀混凝土的 1．13-1．79倍。
关键词：桥梁；混凝土；氯离子；冲蚀；联合作用；耐久性
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)1 1-0004—03
Combined effect of abrasion of sediment-laden flow and chloride ions penetration on the durability of concrete
ZHA Jin ，HE Zhcn2,LU Xin-ying ，CAIXin-hua ，WANG Wcn-xuC4,FANG Yah—wei
(1．W uhanHarborEngineeringDesign andResearchCo．，Ltd．，ChinaCommunicationsConstructionCompanyLtd．，Wuhan430040，China；
2．StateKeyLaboratoryofW aterResourcesan dHydropowerEngineeringScience，W uhan University，W uhan 430072，China；
3．Department ofCivil Engineering，Tsinghua University，B~ing 100084，China；
4．ProjectConstructionHeadquartersofJiaxing-ShaoxingRiver—CrossingBridge，Shaoxing 312366，China)
Abstract： The chloride ions penetration and the abrasion-erosion had significant effects on the durability of concrete strgctures in the offshore
environments，like Qiantang Estuary．The combined effect of chloride ions penetration and abrasion—erosion caused by sediment—laden flow has
been carried out in laboratory．Th e types and contents ofmineral admixtures had considered，including ground slag，fly ash and silica fulne．The
abrasion tested under chloride ions environm ent revealed that the chloride ions didn’t improve the abrasion procedur e of concrete or mortar ．How—
ever，the chloride ions diffusion tested atler the concrete specimens suffering abrasion indicated that abrasion accelerates the process ofchloride
ions penetration into concrete in some extent．Compared witll the specimens without abrasion．the coeffi cient ofchloride ions diffusion ofthe spec—
imens with abrasion had increas ed up to 1．1 3～1．79 times．
Key words： bridge；concrete；chloride ions；abrasion—erosion；combined action；durability
0 引言
处于河口海岸区的桥梁桥墩结构除了长期处于氯离子环
境中之外，还会遭受河口含砂浪涌的长期冲刷作用，导致氯盐
侵蚀和含砂潮水浪涌的双重作用，这种外部环境耦合因素作用
对混凝土桥墩保护层会产生氯离子侵蚀和冲蚀破坏影响，从而
造成混凝土保护层的失效；而从国内外的相关文献和重要工程
的建设经验来看，此种耦合作用是否会加速桥墩结构混凝土发
生更严重的破坏已成为桥梁混凝土结构耐久性的关键问题【1]。
海洋环境条件下混凝土氯离子侵蚀方面的研究文献已有
大量报导，近些年来对氯离子侵蚀作用与其他耐久性因素一
同考虑的研究也日益增多，如弯曲荷载作用下氯离子侵蚀【2]、
干湿循环与荷载耦合作用下氯离子侵蚀[3]、冻融损伤后混凝土
中氯离子分布[4]、碳化对混凝土氯离子渗透性能的影响【 1等，也
取得了相当多的研究成果，众多的多因素耦合作用条件下混
凝土氯离子侵蚀模型也得到了建立 ]。同时，在混凝土抗冲耐
磨方面，以往主要集中关注在水工混凝土泄水建筑物等部位【9j，
随着我国高坝建设的发展，高速水流作用下混凝土抗冲耐磨问
题愈加突出。混凝土磨损的问题还集中在路面混凝土上，而关
于外界有害介质与磨损的联合作用方面的报道也开始出现，
如硫酸盐与磨损的联合作用【l0]。而纵观这些研究发现，很少有
关于氯离子侵蚀与冲蚀条件下混凝土的耐久性问题研究。究
其原因，主要是这种协同作用环境的建筑工程实例并未引起足
够重视(一般仅有冲磨作用，如水利水电工程中的泄水建筑物，
或者仅有氯离子侵蚀作用，如海洋及近海工程建筑物)。然而，
诸如嘉绍大桥这种特殊的环境条件及其工程耐久性的较高要
求，决定了必须对冲蚀和氯盐侵蚀耦合作用下的混凝土耐久性
进行有效评估。
因此，本研究将从氯盐侵蚀和含砂水流冲蚀二者联合作用开
展对混凝土耐久．I生的研究，分别考察氯盐侵蚀对低流速含砂水流
冲刷的影响和含砂水流冲刷对氯盐侵蚀的影响，为二者联合作用
条件下的混凝土耐久『生寿命评估提供试验依据和技术支持。
收稿日期：2012-05-08