采用鋼絞線的預應力結構中,鋼絞線(束)是關鍵的承載構件,其防腐直接關系到結構的耐久性和安全性。許多工程因鋼材銹蝕而被破壞,維修費用大大超過于海岸、跨海工程而言,氯鹽腐蝕的嚴重性不能忽視,必要的防腐措施是工程設計時必須考慮的內容。
經過多年的探索,預應力鋼絞線的防腐體系得到了發(fā)展。已開發(fā)的鋼絞線防腐體系有灌漿保護、鍍(涂)層保護、多層復合保護等,適合各種結構形式的預應力體系。
1 先張混凝土結構的防腐
先張混凝土結構采用光面鋼絞線作預應力筋,由于鋼絞線材料采用高碳鋼,索氏體化處理后鐵素體和滲碳體的片層間距較小,有更多、分布更廣的滲碳體充當腐蝕微電池的陰極,因此,在非氧化型酸溶液中,鋼絞線容易發(fā)生全面腐蝕,其腐蝕速率相對中、低碳鋼更快,抗腐蝕性能較差。其防腐主要依靠混凝土保護層的保護,一般環(huán)境下保護層的厚度不低于3cm,歐洲有些國家設計要求4cm以上,但過大的保護層會加大構件的尺寸,因而光面鋼絞線只能在無腐蝕或輕微腐蝕的環(huán)境中使用。
先張法的鋼絞線被直接埋置在混凝土中,保持鋼絞線不腐蝕的基本條件是原始堿度不變(或pH不小于9),以及混凝土中鋼絞線附近的空隙空間不超過14%。氯化物會引起鋼的氫脆,因此在美國混凝土中氯離子的質量限制在混凝土總質量的0.014%-0.025%范圍內。在腐蝕環(huán)境中,特別是海洋性環(huán)境中的先張混凝土結構,應選用環(huán)氧涂層預應力鋼絞線。為了增加環(huán)氧涂層與混凝土的結合力,涂覆涂層時,可在涂層表面嵌入砂粒。由于環(huán)氧涂層鋼絞線生產難度較大,國內僅有少數廠家能生產高質量的產品,成本較高,而且存在一些影響使用的問題,所以環(huán)氧涂層鋼絞線只在腐蝕特別嚴重的環(huán)境中使用。
2 后張混凝土結構的防腐
后張混凝土結構的防腐方式主要有預制管道灌漿保護和無黏結保護。
2.1 灌漿保護
在早期的工程中,后張施工灌漿保護的預應力結構得到廣泛使用,但由于灌漿存在密實性差和不充分等問題,致使灌漿預應力結構受到質疑。通過先進的測試手段檢測,證實了人們的擔心。根據日本道路建設公團的數據,用X射線對灌漿預應力結構進行探測,僅有30%的結構灌漿密實,30%左右完全是空的,40%的部位勉強灌滿,因而灌漿體內索在日本不受歡迎。
灌漿保護雖有一定的局限性,但由于成本低、操作簡單,在很多防腐要求不太高的場合得到應用,是橋梁及建筑結構上應用最多的防腐方式。
2.2 無黏結保護
無黏結鋼絞線是專門為后張結構和施工開發(fā)生產的產品。在普通鋼絞線上涂上防腐油脂,外包高密度聚乙烯(禁止使用聚氯乙烯),施工中免去了預制管和灌漿,在混凝土澆注前預先無張力布筋,養(yǎng)護后再作預應力張拉,由于塑料管中有充足的油脂,張拉時絞線與塑料管產生相對位移,完成張拉操作。
預應力錨索在拉應力狀態(tài)下長期處于圍巖、土壤中,且大多數要穿過地層破碎帶或軟弱夾層,工作環(huán)境比較惡劣,往往受到地下水、氣體濕度和巖石成分的影響。這類腐蝕有電化學腐蝕、應力腐蝕、化學腐蝕和生物腐蝕等,因此實際使用中,無黏結鋼絞線發(fā)生的腐蝕幾乎都是由錨同端密封不當造成的。
在后張混凝土結構服役過程中,塑料護套和防腐油脂將鋼絞線與混凝土及周圍介質隔開,起到良好的保護作用,只要注意錨同端的防腐處理,無黏結保護是一種具有良好防腐性能的技術。
預應力鋼絞線的防腐措施(一)
發(fā)布時間:2011年09月19日 點擊數:
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