【人力资源】强腐蚀环境下能否采用管桩资料
强腐蚀环境下能否采用管桩

强腐蚀环境下能否采用管桩
随着现代社会的快速发展和人类对自然资源的不断侵占,人们对建筑物的需求也越来越高。
在特殊的环境下,如海洋工程、化工厂、矿山等,建筑物遭受腐蚀的风险也越来越大。
在这种情况下,是否还能使用传统的管桩来建设?
在强腐蚀环境下,管桩的材料会遭受到无情的侵蚀,导致其使用寿命缩短,从而影响其承载能力和质量。
尤其是在海洋环境下,海水的腐蚀作用是非常强烈的,会导致钢、铁等材料产生锈蚀,甚至达到无法使用的程度。
同时,还会造成环境的污染和损失。
但是,即使在强腐蚀环境下,我们仍然能够采用一些措施来减缓腐蚀的影响。
首先,在钢管桩表面喷涂耐腐蚀涂料,能够显著提高管桩的耐腐蚀性能。
多年来,通过不断的研究和实验,科学家们已经成功地开发出了很多种针对不同环境的耐腐蚀涂料,可以选择保护材料表面,从而延长使用寿命。
其次,可以在管桩的表面进行电化学保护,采用电极、锌、铝等阳极材料,形成一层保护膜,使其不再受到腐蚀的侵害。
这种方法可以非常有效地延长钢管桩的使用寿命。
此外,在特殊环境下,不同种类的管桩可能具有不同的优势。
例如,在海洋环境下,除了传统的钢管桩外,还可以采用
玻璃钢管桩、混凝土管桩等材料,这些材料在耐腐蚀性上表现较好,可替代传统的钢制材料成为一种新的选择。
综上所述,在强腐蚀环境下,我们仍然能够采用管桩这种传统的结构材料来建设。
通过喷涂耐腐蚀涂料、电化学保护等方式,我们可以保证管桩的使用寿命,同时在特殊环境下,可考虑选择其他材料的管桩来替代传统的钢制材料。
不适合预制管桩

一、管桩适用于震设防烈度7度及7 度以下地区;其中薄壁管桩仅适用于抗震设防烈度6度及非抗震地区。
二、下列地质条件下不宜选用管桩:1、土层中夹有难以消除的孤石、障碍物;2、含有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层;3、基岩面上没有合适持力层的岩溶地层;石灰岩地区不宜应用4、非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层,其下直接为中风化岩层或微风化岩层或中风化岩面上只有较薄的强风化岩层;5、桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩层;6、对管桩的混凝土、钢筋及钢构件有强腐蚀作用的岩土层(含地下水)。
预应力管桩基础设计应注意的问题【提要】本文主要从岩土工程的观点来探讨预应力管桩的应用条件,提出管桩基础设计应注意的几个问题;①工程勘察问题;②单桩承载力问题;③收锤标准问题;④不宜应用管桩的工程地质条件问题。
经过十年来的推广应用,预应力混凝土管桩作为一种较新型的基桩已被广东土木界所接受。
广东现有管桩厂四五十家,年生产量四百万米左右,占全国的三分之二以上。
目前广东高层建筑桩基主要采用人工挖孔桩、冲钻孔灌注桩和预应力管桩。
在10-40层楼房的基础工程中,原来采用人工挖孔桩和冲钻孔灌注桩的,有不少已被预应力管桩所替代,这是因为预应力管桩具有工程造价较便宜、质量较可靠、长度易调整、施工速度快、监理方便、检测时间短、现场简洁等优点。
但是,若对管桩的应用条件认识不清,对使用方法掌握不当,也会发生工程质量问题。
下面就设计预应力管桩基础应注意的问题谈一些看法。
一、管桩的应用条件了解管桩的应用条件,对控制管桩基础的设计质量非常有益。
管桩的制作质量要求已有国家标准《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476-92)。
管桩按混凝土强度等级分为:预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。
前者代号为PC桩,其混凝土强度等级一般为 C60或C70;后者代号为PHC桩,混凝土强度等级为C80,一般要经过高压蒸养才能生产出来,从成型到使用权用的最短时间只需三四天。
预应力管桩的抗腐性实验研究

预应力管桩的抗腐性实验研究摘要:混凝土预应力管桩耐腐蚀性问题十分复杂,对此研究比较少。
本文针对实际工程,从实验角度研究分析强腐蚀性海水环境下,预应力管桩的耐腐蚀性问题。
关键词:预应力管桩;抗腐性;实验;氯离子;硫酸根离子Abstract: the corrosion resistance of concrete prestressed pipe pile is very complicated problem, this study is less. This article in view of the actual project, the research analysis Angle from strong corrosive water environment, prestressed pipe pile resistance to corrosion problems.Keywords: prestressed pipe pile; KangFuXing; Experiment; Chlorine ion; Sulfate ion1 工程概况本工程位于辽宁南部某经济开发区内,黄海之滨,为一化工厂厂区,拟建办公楼、宿舍、厂房及配套设施等,建筑面积46万平方米。
本建筑场地之前为盐场,因此盐碱性腐蚀极强,如何做好防腐性设计成为本工程基础设计的难点。
本文以结构形式简单,6栋五层宿舍楼为例,阐述强腐蚀性地区基础设计中若干为题及解决方法。
2 地质概况本场地岩土体构成及分布规律自上而下为:杂填土,分布连续;淤泥质粉质粘土,分布连续,承载力;全风化片麻岩,场地分布不连续,厚度较薄;强风化片麻岩,长度分布连续,承载力高。
本工程桩基础持力层为强风化片麻岩。
3 基础设计设计前期阶段,我院与甲方本着安全可靠的态度,与多家预应力管桩厂家进行多次交流,目的为寻找合适、合格的产品,但由于工期紧,因此在研究预应力管桩抗腐性的同时,两栋宿舍楼采用地基处理方案。
预应力管桩基础在滨海腐蚀性场地及应用

预应力管桩基础在滨海腐蚀性场地及应用预应力管桩基础在滨海腐蚀性场地的应用[提要]在厦门滨海区域,由于地下水受海水影响,场地内地下水往往对钢结构和钢筋混凝土结构具有中等~强腐蚀性。
在这样的工程地质环境下,是否适合采用预应力管桩基础,或者说采用管桩基础应注意哪些问题,应当引起工程技术人员的注意和重视。
本文以厦门市海沧区某工程项目为例,介绍了在滨海腐蚀性地质环境中采用预应力管桩基础的工程经验,供工程技术人员参考。
[关键词]预应力管桩中等腐蚀强腐蚀灌芯混凝土界面剂一、工程概况某工程项目位于厦门市海沧区,南侧为海沧大道,北侧为已建住宅区,西临滨湖北路,东侧为扬福滨海商住中心。
拟建建筑主塔楼为5栋32层、高度99.9m的住宅楼,设有一层六级人防地下室。
上部结构为纯剪力墙结构,基础形式PHC500-125-AB型预应力管桩基础。
水文地质情况如下:(1)场地土层分布:拟建场地位于海沧,原为滩涂地,后经围海填方整平,地面较平坦,地面高程4.58m~6.05m;本工程的地质勘探已由中建东北设计研究院完成;根据地质报告,以钻孔zk21为例,场地土层分布见图一。
(2)地下水:室内地坪相当于黄海高程7.20m,水位影响较大,场地初见水位埋深为0.20~3.30m,场地合稳定水位埋深0.60~3.60m,相当于黄海高程1.86~4.85m。
地下水位年变化幅度为1.0~2.0m。
场地地下水对弱(微)透水层中的混凝土结构具弱腐蚀性,在长期浸水条件下,对钢筋砼结构中的钢筋具弱腐蚀性,在干湿交替条件下,对钢筋砼结构中的钢筋具强腐蚀性;对钢结构具中等腐蚀性。
地下水水质分析见下表:类型腐蚀介质含量腐蚀性标准判定结果项目单位ZK12ZK25ZK37对砼结构环境类型Ⅱ型SO42- mg/L331.16952.34764.27500~1500弱腐蚀性Mg2+mg/L78.26368.34192.86<200无腐蚀性NH4+ mg/L / / / <500OH mg/L未检出未检出/<43000总矿化度mg/L4032.9112757.695016.98<20000地层渗透性B类PH6.576.856.13>6.5无腐蚀性侵蚀mg/L 0.69.08.830~无性CO2 8 7 4 60 腐蚀性HCO3- mg /L 189.78376.41137.62/不评价对砼结构中钢筋(长期浸水)CL+0.25SO42-mg/L2126.27031.972583.78>500弱腐蚀性对砼结构中钢筋(干湿交替)CL+0.25SO42-mg/L2126.27031.972583.78>500强腐蚀性对钢结构PH6.576.856.133~11中腐蚀性CL+SO42- mg/L2374.577746.233156.98≥500可见,地下水中氯离子CL1- 和硫酸根离子SO42-含量很高,特别是氯离子CL1-的含量已接近海水环境,对钢筋混凝土结构中的钢筋和钢结构的腐蚀必须予以慎重考虑。
《先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩》协会标准

《先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩》协会标准编制说明(征求意见稿)《先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩》标准编制组2018年5月一、工作简况(一)任务来源2017年6月9日,中国建筑材料联合会《关于下达2017年第二批协会标准制定计划的通知》(中建材联标发[2017]53号),《先张法预应力混凝土耐腐蚀管桩》协会标准制定列入其中,计划编号为2017-32-xbjh,完成时间2017年11月~2018年6月。
该标准由中国混凝土与水泥制品协会与广东三和管桩股份有限公司负责牵头起草。
(二)参编单位及人员本标准共有11家单位参加标准制定,包括4家科研院校及检测单位,2家设计与建筑材料研究院,5家管桩生产企业。
本标准负责起草单位:中国混凝土与水泥制品协会、广东三和管桩股份有限公司本标准参加起草单位:嘉兴学院建筑工程学院,广东省建筑设计研究,苏州混凝土水泥制品研究院,天津宝丰建材有限公司,中淳高科桩业股份有限公司,嘉兴市方圆公正检验行,广州羊城管桩有限公司,江苏东浦管桩有限公司,福建省大地管桩有限公司,广东省建筑材料研究院,福建省建设工程物探试验检测中心。
本标准起草人及分工见表1。
表1 标准起草人及分工(三)工作过程简介1.第一次工作会议2017年11月11日在天津召开该标准编制组成立暨第一次工作会议。
与会人员有中国混凝土与水泥制品协会曾庆东秘书长、张庆欢副秘书长;广东三和管桩股份有限公司魏宜龄顾问、李龙副总工,嘉兴学院蒋元海教授,广东省建筑设计研究院蔡风维高工,苏州混凝土水泥制品研究院匡红杰秘书长,浙东集团张日红教授级高工,天津宝丰建材有限公司许兆祥经理,广州羊城管桩有限公司邹文岗高工,江苏东浦管桩有限公司霍永业高工共11人。
编制组成立会议由曾庆东秘书长代表中国混凝土与水泥制品协会主持。
曾庆东秘书长宣布了编制组成员名单,并对《规程》修订工作提出了要求:在保证安全的前提下合理确定耐腐蚀管桩的适用范围;做好与相关标准的协调工作,特别是正在修订中的相关标准;应发挥修订组成员老、中、青结合的人力资源优势,按规定程序、规定进度高质量完成修订工作。
强腐蚀环境下能否采用管桩、灌注桩

强腐蚀环境下能否采用管桩、灌注桩中国寰球工程公司何进源《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008(以下简称防腐规范)实施至今,各单位反馈意见最多的是:在SO42-、Cl-、pH值、侵蚀性CO2的强腐蚀性环境下能够采用管桩、灌注桩?如若采用,应设哪些防腐措施?本文对这些问题作了解释,供参考。
一、防腐规范对管桩、灌注桩适用性的规定由于管桩存在预应力钢筋对腐蚀敏感和管壁较薄的问题,灌注桩存在钢筋在浇筑混凝土前先与介质接触和混凝土在未硬化前先与介质接触的问题,所以防腐规范规定,管桩和灌注桩可用于中、弱腐蚀环境;当用于强腐蚀环境时作了“不应采用”和“不宜采用”的规定,见表1。
示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的用词。
二、近几年来“正常情况”的变化防腐规范是在2008年发布和实施的。
管桩、灌注桩在当时的正常情况是:○1管桩在我国沿海地区推广使用已十年,但许多工程仅侧重于高强度、工期短、造价低等优势,而对管桩在腐蚀环境下的耐久性问题较少研究,所以国家标准图管桩的保护层厚度仅为35mm,不能满足防腐蚀工程的要求。
○2在提高桩身混凝土耐蚀性能方面,许多单位已开展在混凝土中掺抗硫酸盐类防腐剂、耐蚀剂、钢筋阻锈剂和各种矿物掺合料的试验;但这些试验有待总结、鉴定、评估并制定相应的标准。
近几年来,管桩、灌注桩的防腐蚀技术有了很大的发展:○1预应力混凝土管桩国家标准图已加大混凝土管桩的厚度,使钢筋的混凝土保护层厚度从原来的35mm提高到不少于40mm,已基本上满足了防腐蚀的要求;一些单位(如:广东三和管桩公司、建华管桩公司、广东省电力设计院)还制定了耐腐蚀管桩的标准,混凝土保护层厚度有40mm的,有45mm的,也有50mm的,能满足强腐蚀环境的要求。
○2已总结了一批外加剂的科技成果,如:编制了行业标准《钢筋阻锈剂的应用规范》及《技术规程》、《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》,编制了水泥、混凝土耐久性的试验方法,一些外加剂经过专家评估,获得国家技术专利;企业标准的外加剂更是百花齐放了。
不适合预制管桩

一、管桩适用于震设防烈度7度及7 度以下地区;其中薄壁管桩仅适用于抗震设防烈度6度及非抗震地区。
二、下列地质条件下不宜选用管桩:1、土层中夹有难以消除的孤石、障碍物;2、含有不适宜作持力层且管桩又难以贯穿的坚硬夹层;3、基岩面上没有合适持力层的岩溶地层;石灰岩地区不宜应用4、非岩溶地区基岩以上的覆盖层为淤泥等松软土层,其下直接为中风化岩层或微风化岩层或中风化岩面上只有较薄的强风化岩层;5、桩端持力层为遇水易软化且埋藏较浅的风化岩层;6、对管桩的混凝土、钢筋及钢构件有强腐蚀作用的岩土层(含地下水)。
预应力管桩基础设计应注意的问题【提要】本文主要从岩土工程的观点来探讨预应力管桩的应用条件,提出管桩基础设计应注意的几个问题;①工程勘察问题;②单桩承载力问题;③收锤标准问题;④不宜应用管桩的工程地质条件问题。
经过十年来的推广应用,预应力混凝土管桩作为一种较新型的基桩已被广东土木界所接受。
广东现有管桩厂四五十家,年生产量四百万米左右,占全国的三分之二以上。
目前广东高层建筑桩基主要采用人工挖孔桩、冲钻孔灌注桩和预应力管桩。
在10-40层楼房的基础工程中,原来采用人工挖孔桩和冲钻孔灌注桩的,有不少已被预应力管桩所替代,这是因为预应力管桩具有工程造价较便宜、质量较可靠、长度易调整、施工速度快、监理方便、检测时间短、现场简洁等优点。
但是,若对管桩的应用条件认识不清,对使用方法掌握不当,也会发生工程质量问题。
下面就设计预应力管桩基础应注意的问题谈一些看法。
一、管桩的应用条件了解管桩的应用条件,对控制管桩基础的设计质量非常有益。
管桩的制作质量要求已有国家标准《先张法预应力混凝土管桩》(GB13476-92)。
管桩按混凝土强度等级分为:预应力混凝土管桩和预应力高强混凝土管桩。
前者代号为PC桩,其混凝土强度等级一般为 C60或C70;后者代号为PHC桩,混凝土强度等级为C80,一般要经过高压蒸养才能生产出来,从成型到使用权用的最短时间只需三四天。
预应力混凝土管桩不应使用的情况

预应力混凝土管桩不应使用的情况:1、对钢结构和混凝土有强腐蚀性的场地。
对钢结构、混凝土有强腐蚀性的场地,由于技术上无法对桩身进行防护,对这种场地不应采用预应力混凝土管桩;但当必须选用预应力混凝土管桩时,应经试验论证并采取可靠措施,确能满足防腐蚀要求时方可使用2、地下室或承台周边存在中等或严重液化土层的场地。
地下室或承台周边存在中等或严重液化以上的土层,在地震的情况下,土层液化,形成高桩承台,对现阶段常用的400、500直径的管桩,不能承受水平力,因此不应采用Aφ400、Aφ500的预应力混凝土管桩3、建筑结构无地下室(半地下室),且在承台周边存在软弱土层,结构高度超过28m(10层以上)的建筑。
4、建筑结构有一层地下室,且在地下室周边存在软弱土层,结构高度超过80m (25层以上)的建筑。
对于无地下室(或半地下室)的建筑,结构超过一定的高度和有一层地下室结构高度超过80m(25层以上),且在地下室或承台周边存在软弱土层,由于预应力混凝土管桩抗压承载力远大于水平承载力,采用竖向承载力控制桩数的工程,Aφ400、Aφ500无法满足抗剪要求,因此Aφ400、Aφ500不应采用,除非经过抗剪承载力验算5、桩端持力层为中微风化岩、碎块状强风化岩、密实的碎卵石层,且桩端持力层以上土层均为淤泥质土层、淤泥层等软弱土层。
承台底以下存在较厚的淤泥层,由于桩顶处没有硬壳层,对桩身上部的约束较差,容易产生偏斜,断桩,桩身受力尤如悬臂杆受压,受力性能差。
有些工程会出现上部均为淤泥质土、淤泥等软弱土层,持力层为中微风化岩、碎块状强风化岩、密实的碎卵石层,桩端无法进入持力层一定深度。
这种情况不应使用预应力混凝土管桩6、对无地下室的建筑,采用预应力混凝土管桩基础,当地梁线刚度不能达到底层结构柱的线刚度2倍以上时,不应采用单柱单桩和单柱两桩。
对无地下室的建筑,柱下采用单桩(或单柱两桩短向)、除柱底轴力外,柱底弯矩无法由桩基承受,这时需用地梁平衡。
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强腐蚀环境下能否采用管桩中国寰球工程公司何进源《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008(以下简称防腐规范)实施至今,各单位反馈意见最多的是:在SO42-、Cl-、pH值、侵蚀性CO2的强腐蚀性环境下能够采用管桩?如若采用,应设哪些防腐措施?本文对这些问题作了解释,供参考。
一、防腐规范对管桩适用性的规定由于管桩存在预应力钢筋对腐蚀敏感和管壁较薄的问题,所以防腐规范规定,管桩可用于中、弱腐蚀环境;当用于强腐蚀环境时作了“不应采用”和“不宜采用”的规定,见表1。
按规范用词说明,“不应”是表示严格,在正常情况下均应这样做的用词;“不宜”是表示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的用词。
二、近几年来“正常情况”的变化防腐规范是在2008年发布和实施的。
管桩在当时的正常情况是:○1管桩在我国沿海地区推广使用已十年,但许多工程仅侧重于高强度、工期短、造价低等优势,而对管桩在腐蚀环境下的耐久性问题较少研究,所以国家标准图管桩的保护层厚度仅为25、30、35mm,不能满足防腐蚀工程的要求。
○2在提高桩身混凝土耐蚀性能方面,许多单位已开展在混凝土中掺抗硫酸盐类防腐剂、耐蚀剂、钢筋阻锈剂和各种矿物掺合料的试验;但这些试验有待总结、鉴定、评估并制定相应的标准。
近几年来,管桩的防腐蚀技术有了很大的发展:○1预应力混凝土管桩国家标准图已加大混凝土管桩的厚度,使钢筋的混凝土保护层厚度从原来的35mm提高到不少于40mm,已基本上满足了防腐蚀的要求;一些单位(如:广东三和管桩公司、建华管桩公司、广东省电力设计院)还制定了耐腐蚀管桩的标准,混凝土保护层厚度有40mm的,有45mm的,也有50mm的,能满足强腐蚀环境的要求。
○2已总结了一批外加剂的科技成果,如:编制了行业标准《钢筋阻锈剂的应用规范》及《技术规程》、《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》,编制了水泥、混凝土耐久性的试验方法,一些外加剂经过专家评估,获得国家技术专利;企业标准的外加剂更是百花齐放了。
因此,对于前几年认为的“正常情况”有了很大改变。
按目前的技术水平,在某些强腐蚀情况下也可以采用管桩:○1在侵蚀性CO2强腐蚀环境下,完全可以采用管桩。
○2在pH值强腐蚀环境下,由于目前的经验还不够,因此还是“不应”采用。
○3在SO42-、Cl-强腐蚀环境下,只要采用合适的防腐措施,可以采用管桩。
三、在侵蚀性CO2强腐蚀环境下可以采用管桩有好几个工程(如:云南西双版纳某工程、广东湛江某工程和三水电厂工程、广西某工程等)地下水的侵蚀性CO2含量>60mg/l。
碳酸(及CO2)与水泥石中的氢氧化钙作用生成碳酸钙,侵蚀性CO2可将混凝土表面难溶的碳酸钙作用生成可溶性的碳酸氢钙,使混凝土深层内的氢氧化钙裸露,又会与碳酸(及CO2)作用生成碳酸钙薄层,这一薄层又会被侵蚀性CO2作用生成可溶性的碳酸氢钙,如此反复不断进行,直至使混凝土完全破坏。
按《岩土》规范,腐蚀性等级见表2。
水和土对混凝土结构的腐蚀性评价表2按1995版的防腐规范,只有在侵蚀性CO2的含量大于40mg/l时,地下水对混凝土结构才有“弱”腐蚀。
也就是说,不存在强、中腐蚀。
上述两本规范对于侵蚀性CO2的腐蚀性等级虽然差别很大,但据《岩土》规范编制人员介绍,在工程实践中,侵蚀性C02的强腐蚀主要表现在水电站混凝土坝基础廊道坝体的腐蚀,从未发现对混凝土基础腐蚀破坏的事例,因此,对侵蚀性CO2强腐蚀时也可以采用管桩,应对混凝土强度等级、最小水泥用量和最大水灰比的要求,但不必采用表面防腐涂层和耐蚀垫层的措施;另外据《防腐》规范编制人员介绍,对于侵蚀性CO2的防护,提出混凝土强度等级、抗渗等级、水泥用量、水灰比、钢筋的混凝土保护层厚度的规定也就可以了。
因此,不管称之为“强腐蚀”或称之为“弱腐蚀”,《岩土》和《防腐》两本规范在防腐措施方面是大致相同的,是可以采用管桩的。
四、在pH值强腐蚀环境下不应采用管桩广东某工程来函问:地下水的pH值为3.8,能否采用管桩?按防腐规范,pH值3.8属于强腐蚀,可采用有防护措施的预制钢筋混凝土桩,不应采用管桩。
管桩再高的抗渗性能也无法抵御酸性介质的侵蚀。
酸性介质的腐蚀性除了与pH值有关外,还与是否含有其他离子有关,据资料介绍,某地区pH 值2~3含较多铁离子的硫酸酸性水的腐蚀速度不大。
五、在SO42-强腐蚀环境下可采用有合理措施的管桩1.SO42-对混凝土的腐蚀机理硫酸盐对混凝土的腐蚀主要是石膏结晶腐蚀和钙矾石结晶腐蚀:○1SO42-与水泥中的Ca2+化学反应,生成硫酸钙;二水石膏(CaSO4·2H2O)结晶,体积膨胀1倍多.○2硫酸钙与水泥石中铝酸三钙化学反应,生成硫铝酸钙(钙矾石),结晶膨胀力达20MPa。
依据上述腐蚀机理,抗硫酸盐硅酸盐水泥规定:高抗的C3S<50%,C3A<3%;中抗的C3S<55%,C3A<5%。
除了上述两种腐蚀机理外,还有碳硫硅钙石型腐蚀,混凝土破坏的形式不是胀裂,而是酥化,这与混凝土所用的碳酸盐骨料和粉料以及水泥中的碳酸盐含量有关。
2.腐蚀性等级《岩土》规范的规定见表3。
与《岩土》规范所列的SO42-含量相比,国内有些行业标准的指标定的更宽一些。
例如:《铁路》规定,弱透水性环境土中的强腐蚀指标是SO42-含量为>24000mg/kg,而《岩土》规范按Ⅱ类环境仅为>4500mg/kg,指标相差5倍。
3.氯离子存在对SO42-腐蚀性的影响国内外一些标准、规范有不同的认识:○1氯离子的存在会速进SO42-对混凝土的腐蚀性。
例如:《盐渍土》规范在计算硫酸盐总量时的公式为:SO42-总量= SO42-+0.075×Cl-○2氯离子的存在会降低SO42-对混凝土的腐蚀性。
例如:前苏联ГOCT的规定,水中Cl-含量(mg/L)为<3000,3000~5000,>5000时,SO42-含量(mg/L)分别为250、500、1000时才有腐蚀。
又例如:《耐久性》规范规定:“对含有较高浓度氯盐的地下水、土,可不单独考虑硫酸盐的作用”。
○3不考虑影响,如《岩土》规范。
从腐蚀机理分析和研究成果表明,在Cl-和SO42-共存的水环境中,混凝土受硫酸盐腐蚀的情况会比只有SO42-存在的水环境轻微一些,但轻微多少?目前还不能得出准确的数据。
所以在计算SO42-含量时,不考虑Cl-的影响较为安全。
4.“干湿交替”的涵义表3所述的水中SO42-含量是指有干湿交替作用的情况,当Ⅰ、Ⅱ类环境无干湿交替作用时,表中的数值应乘以1.3的系数。
按《岩土》规范条文说明的解释是“干湿交替是指地下水位变化和毛细水升降时,建筑材料的干湿变化情况”。
本人认为:必须强调“干湿变化”这4个字。
因为有些情况是“干”与“湿”的变化,有些情况是“潮”与“湿”的变化,这与土壤性质、地下水位变化频率等有关。
近海地区的粗砂土壤会有“干”与“湿”的变化;但粉土、粘性土则可能是“地下水位的变化仅引起建筑材料的潮与湿的变化,而不会引起干与湿的变化”。
有些地区一年内地下水位的变化只有1~2次,该变化区也不可能是干湿变化。
干湿交替表现在:○1水面的变化区;○2埋入土壤的虹吸区;○3一个面与水接触另一个面暴露于大气中,如:隧道、挡土墙。
5.水泥类材料抗硫酸盐侵蚀的试验方法目前这种材料的试验方法比较多,如:《水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法》GB749-65(已废止)、《水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法》GB2420-81、《岩土》规范内定的方法、《防腐》规范内定的方法、《硅酸盐水泥在硫酸盐环境中的潜在膨胀性能试验方法》GB/T749-2001、《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082中的抗硫酸侵蚀试验、《混凝土抗硫酸盐类侵蚀防腐剂》JC/T1011-2006的附录A抗压强度、抗蚀系数和膨胀系数试验方法……但至今尚无统一的方法。
○1介质:一般都采用5%Na2SO4溶液。
○2水泥材料的品种:有选用水泥砂浆,有选用细石混凝土,也有采用普通混凝土的。
○3试件尺寸有大有小,计有:10mm×10mm×30mm,10mm×10mm×60mm,40mm ×40mm×160mm,25mm×25mm×280mm,100mm×100mm×100mm。
○4腐蚀作用有:常温浸泡的,半浸的,高温干湿交替的,也有自膨胀的。
○5腐蚀时间有:14天、28天、6个月和若干周期的,更有十多年的。
○6评定方法也没有统一,例如:强度为合格的保留率有85%、80%、75%的。
本人推荐混凝土试件采用5%Na2SO4常温半浸一年K12>80%的方法。
理由是:○1混凝土试件比胶砂试件更真实一些;○2常温半浸试件表面有结晶产物,而85℃的干湿交替与实际情况不符,也不会产生结晶物;○3结晶膨胀作用刚开始时,混凝土更密实,强度不会下降,所以需要一年的时间。
另外,强度保持率不能低于80%,对耐久性设计要求使用年限较长的试件,强度保持率最好不低于90%。
6.SO42-强腐蚀环境下管桩的防护措施沿海地区的海水,SO42-的含量会逐渐增高,原先是SO42-约2000mg/l左右,由于工业的发展,河水中含SO42-增加,致使地下水中的SO42-含量高达4000~5000mg/l。
沿海地区的地下水常伴有含量较高的氯离子,而且地下水位都比较高,桩承台标高一般在2.5米以下,所以Cl-多属于“弱”腐蚀,此时不能按“有较高浓度氯盐的地下水、土,可不单独考虑硫酸盐的作用”的规定,而应考虑SO42-的强腐蚀作用了。
管桩的防护措施有:○1应符合防腐规范第4.9.4和4.9.6条规定。
○2管桩混凝土应考虑外加剂(或矿物掺合料),不但对SO42-有抗蚀性,而且对Cl-也应有抗蚀性。
○3桩的直径取大一些,使混凝土的保护层厚度不少于45mm。
○4尽量采用单桩,需要接桩时接头应在地下水位以下。
7.管桩是否遭受内外两面的侵蚀管桩内的水是“死水”,不是“活水”,所以对死水的腐蚀性会从“强”变成“弱”,不存在双面腐蚀。
六、在Cl-强腐蚀环境下可采用有合理措施的管桩1.Cl-对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀机理Cl-的渗透能力很强,在有电解质(水)的情况下,它可与铁发生电化学作用生成氯化亚铁,之后在有氧与水的情况下,电化学作用生成氢氧化亚铁和无粘结性能的氢氧化铁,氯离子可置换出来,它又会打头阵去腐蚀钢铁,生成氯化亚铁,如此不断腐蚀。
所以有氯离子的含氧水的腐蚀性很强;如果水中缺氧,则只能生成氯化亚铁,附在钢铁的表面上,腐蚀性减弱。
2.腐蚀性等级《岩土》规范的规定见表4。
表4 对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价注:A是指地下水位以上的碎石、砂土,稍湿的粉土,坚硬、硬塑的黏性土;B是湿、很湿的粉土,可塑、软塑、流塑的黏性土。