高桩梁板式码头结构耐久性问题机理研究与修复措施(2)

　　海水中的硫酸盐（镁盐、钠盐）与混凝土的氢氧化钙反应生成CaSO4之后又迅速与水泥石中的CaO·Al2O3·12H2O作用生成钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）。生成钙矾石后，固相体积是原来的1.5倍以上，在混凝土内形成膨胀应力而引起混凝土结构物的破坏。特别在氯离子侵蚀后，这种膨胀对混凝土的破坏作用是加倍的。
　　此外，混凝土的碱-集料反应和北方地区混凝土冻融破坏，在建筑行业中具有普遍性，本文不做重点介绍。
　　3、人为原因
　　建造原因，主要是指在施工环节上面达不到设计标准。比如：混凝土保护层的厚度控制不当，导致厚度不足；还有水灰比偏大、混凝土振捣不均以及施工单位急于赶工期，“重浇筑，轻养护”，人为缩短养护时间，提前拆除模版；甚至混凝土表面产生裂缝，使得有害物质直接通过裂缝进入混凝土内部。
　　管理使用原因，即港口单位对码头的超负荷运用。对于船公司等运输企业来讲，“多拉快跑”产生效益，他们派出专业的疏港人员会去不断地给港口单位施压，同时我国各港口间竞争激烈，为了揽住客户，各港口单位普遍存在超负荷使用码头的情况。例如，专家审批会过后的大型船靠泊，还有堆场的超载使用。这无疑缩短了高桩梁板码头的使用寿命。
　　修复措施
　　1、从设计建造角度，权衡好造价与码头的使用寿命
　　耐久性的提高伴随着造价成本的提升。施工方面，宏观地讲，要严格监管，切实达到设计标准。
　　控制好水灰比。较大的水灰比使混凝土的孔径和孔隙率增大，这样氯离子等有害物质更容易通过孔隙渗透到钢筋表面，从而加快了钢筋的锈蚀，在JTJ228-1987《海港钢筋混凝土结构防腐蚀技术规范》中规定浪溅区水灰比最大值为0.45。
　　确保最低水泥用量。最小水泥用量主要从造价角度考虑，可保证混凝土的和易性和密实性，JTJ228-1987《海港钢筋混凝土结构防腐蚀技术规范》规定海水环境浪溅区混凝土的最低水泥用量不得少于400kg/m3。
　　确保足够的保护层厚度。我们知道，钢筋的锈蚀时间近似与保护层厚度的平方成正比。适当增加混凝土保护层厚度，可以延长氯离子等有害物质渗透到钢筋周围并且破坏钢筋钝化膜的时间。检测中发现的众多裂缝、锈斑锈迹等腐蚀严重区域的保护层均明显偏小，即可证明早期高桩梁板码头重视造价和强度，耐久性方面，保护层的厚度不够。
　　钢筋防锈。钢筋材料自身的改进，如采用镀锌钢筋和不锈钢钢筋等，不过造价很高；或者在钢筋表面做涂层防护，如环氧涂层钢筋等，但需处理涂层钢筋与混凝土的粘和问题。
　　采用结构表面喷涂防腐防渗涂层。一个好的防腐涂层可以阻断有害物质对混凝土和钢筋的侵入路径，国外上世纪60年代提出“聚合物浸渍混凝土”概念，日本上世纪90年代采用一种新型环氧硅烷喷涂材料，喷涂后溶液可渗透到混凝土2.5-12.5mm深度，起到抑制氧气、水以及氯化物对混凝土的渗入。因此我们要大力开发新的涂层材料并探索涂层工艺。
　　2、对已有工程结构的破损及时修补，防微杜渐
　　在对高桩梁板式码头的日常运营维护中，我们要勤检查，争取早发现问题，这样处理起来不仅方法简单，而且可以节约很大的成本。特别要重视小裂缝，很多业主单位认为通常低于0.2mm的混凝土裂缝可以不做处理，这绝对不适用于海港高桩码头，已有大量教训摆在眼前了。
　　当混凝土结构无须加强时，裂缝灌浆修补被公认为是经济合理的方法。使用该方法进行修补以恢复结构的整体性，堵塞氯离子的入侵通道，目前国内已经有成熟技术对0.15mm裂缝进行灌浆封闭了。水上作业难度大，受潮汐影响作业时间短，对人员的操作技能要求高，这些复杂因素造成了在修复材料的选择上必须体现出快速固化有效防护的特点。国内目前较广应用的是环氧树脂类和氰凝材料。