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海上测风塔基础设计:混凝土结构防腐蚀方案

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:混凝土结构的抗裂控制标准和裂缝限值也应满足相关规定和要求。混凝土保护层对钢筋的防腐蚀极为重要,它有着双重作用。被涂装的混凝土结构,应是通过验收合格的,只有这样才能发挥涂层的防腐蚀效果。

海上测风塔基础设计:混凝土结构防腐蚀方案

测风塔基础中承台结构的防腐蚀可通过结构构造和材质要求方面来予以保障,必要时也可采用表面涂层的防腐蚀处理措施。对于其他型式的混凝土结构防腐蚀措施,诸如表面硅烷浸渍、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂等适用于浪溅区或水位变动区混凝土结构,但测风塔承台多布置在大气区。

混凝土结构良好的抗腐蚀耐久性能的获得,除结构的合理、选形和构造外,最主要的是混凝土质量的保证,这是基础工作,否则其他特殊防腐蚀措施也难以得到良好的效果[15]。故提倡基础工作和其他防腐蚀措施的优化组合运用,从而起到多方面多阶段的防护作用,使结构寿命达到更高的概率。混凝土结构的抗裂控制标准和裂缝限值也应满足相关规定和要求。

1.构造要求

钢筋混凝土结构中的钢筋间距应能保证混凝土浇筑均匀和捣实,且不宜小于50mm,必要时可采用两根钢筋的并筋。构件中的受力钢筋和构造钢筋宜构成闭口的钢筋笼。在结构表明可能受到船、漂浮物、流冰碰撞或海水冲击异常剧烈的部位,宜配置附加钢筋或采用纤维混凝土。

混凝土保护层对钢筋的防腐蚀极为重要,它有着双重作用。首先,增加它的厚度可明显地推迟腐蚀介质(氯离子)到达钢筋表面的时间;其次可增强抵抗钢筋腐蚀造成的胀裂力,但过厚的保护层导致裂缝的增大。为防止海水环境中的建筑物过早地发生钢筋腐蚀损坏,除了要求混凝土保护层有良好的质量外,尚应规定合适的混凝土保护层最小厚度值。

钢筋混凝土保护层最小厚度应符合表8-5的规定。

表8-5 钢筋混凝土保护层最小厚度[15] 单位:mm

注:1.混凝土保护层厚度系指主筋表面与混凝土表面的最小距离。
2.表中数值系箍筋直径为6mm时主钢筋的保护层厚度,当箍筋直径超过6mm时,保护层厚度应按表中规定增加5mm。
3.南方地区系指历年月平均最低气温大于0℃的地区。

预应力混凝土保护层最小厚度应符合:①当构件厚度为500mm以上时应符合表8-6的规定;②当构件厚度小于500mm时,预应力筋的混凝土保护层最小厚度宜为2.5倍预应力筋直径,但不得小于50mm。

表8-6 预应力混凝土保护层最小厚度[15] 单位:mm

注:1.构件厚度系指规定保护层厚度方向上的构件尺寸。
2.后张法预应力筋保护层厚度系指预留孔道壁面至构件表面的最小距离。
3.采用特殊工艺制作的构件,经充分技术论证,对钢筋的防腐蚀作用确有保证时,保护层厚度可适当减小。
4.有效预应力小于400N/mm2的预应力筋的保护层厚度,按表8-5钢筋混凝土保护层最小厚度执行,但不宜小于1.5倍主筋直径。

2.材质要求(www.xing528.com)

海工混凝土结构经常与海水接触,防止钢筋腐蚀破坏往往成为控制混凝土质量的主要指标。为了确保混凝土质量,首先混凝土原材料应符合相关规定和要求。

水泥质量应满足国标的规定,普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的熟料中铝酸三钙含量宜控制在6%~12%范围内。受冻地区的混凝土宜采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥,不宜采用火山灰质硅酸盐水泥。不受冻地区的浪溅区混凝土宜采用矿渣硅酸盐水泥,特别是矿渣含量大的矿渣硅酸盐水泥。当采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥时,宜同时掺加减水剂或高效减水剂。

混凝土骨料应选用质地坚固耐久、具有良好级配的天然河砂、碎石或卵石。细骨料不宜采用海砂。粗骨料粒径应满足要求,不得采用可能发生碱—骨料反应的活性骨料。拌和用水宜采用城市供水系统的饮用水,不得采用海水。拌和用水的氯离子含量不宜大于200mg/L。按照水泥质量百分率计,混凝土拌和物中的氯离子最高限值:预应力混凝土为0.06,钢筋混凝土为0.10。

处于大气区的测风塔承台结构中混凝土拌和物水灰比最大容许值为北方地区0.55,南方地区0.50。混凝土最低强度等级要求为北方地区C30,南方地区C30。混凝土的最低水泥用量为北方地区300kg/m3,南方地区360kg/m3

3.表面涂层设计

混凝土表面涂层是近海工程混凝土结构耐久性特殊防护措施之一。被涂装的混凝土结构,应是通过验收合格的,只有这样才能发挥涂层的防腐蚀效果。当采用涂层保护时,混凝土的龄期不宜少于28天,并应通过验收合格。涂层系统的设计使用年限,不宜少于10年。

涂层涂装的范围应按表8-7划分为表湿区和表干区。

表8-7 涂层涂装范围的划分[15]

防腐蚀涂料应具有良好的耐碱性、附着性和耐蚀性,底层涂料尚应具备良好的渗透能力,表层涂料应具有耐老化性。表湿区防腐蚀涂料应具有湿固化、耐磨损、耐冲击和耐老化等性能。涂层与混凝土表面的黏结力不得小于1.5MPa。

涂层系统应由底层、中间层和面层或底层和面层的配套涂料膜组成。选用的配套涂料之间应具有相容性。根据设计使用年限及环境状况设计涂层系统,其配套涂料及涂层最小平均厚度可参照表8-8选用。

表8-8 混凝土表面涂层最小平均厚度[15]

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