预应力混凝土结构的耐久性浅析(5)

２００９预应力上海论坛学术论文集

五影响预应力混凝土其他几个因素

５．１混凝土的保护层厚度和水灰比

对于有着黏结预应力混凝土结构来说，钢筋是包裹在混凝土中的，混凝土的碱性有助于钢筋表面钝化膜的形成，并使预应力筋处于有利的环境中，能够有效保护预应力筋。然而，大气中的酸性介质及水通过各种孔道，裂缝渗入混凝土，可以中和这种碱性，如工业污染造成的酸雨或大气中的二氧化碳与水形成的碳酸，这个过程称为“碳化”。当混凝土保护层被碳化至钢筋表面时，将破坏钢筋表面的钝化膜。影响混凝土碳化速度的主要因素是混凝土保护层的厚度及水化比。此外，当混凝土构件的裂缝宽度超过一定限制时，会加速混凝土的碳化，使钢筋表面的钝化膜更容易遭到破坏。大量统计表明，混凝土的碳化对预应力钢筋的腐蚀影响不大，其作用仅相当于裂缝，只是起始腐蚀进程并活化钢筋。许多室内正常使用环境中的预应力构件，混凝土已碳化到钢筋，而钢筋只是轻微锈蚀，并未严重影响结构的安全性。

５．２湿度条件

无论是电化学腐蚀还是应力腐蚀，合适的温度都是必要条件。在所有的统计资料中，普通钢筋混凝土和预应力混凝土构件的耐久性破坏都是伴随着潮湿的环境产生的。潮湿环境的作用是在预应力筋的表面形成水分的集聚，为生成电解质溶液提供介质。氧气和各种化学反应。所以，湿度条件是影响预应力混凝土结构耐久性的重要因素。

对于预应力混凝土结构而言，水分可能有以下两个来源；

（１）使用环境

正常使用环境的湿度是结构构件水分的重要来源。水分通过在混凝土中的渗透性或裂缝达到预应力筋表面并集聚起来，从而起始了腐蚀的电化学过程。对于一般的室内环境而言，当裂缝被控制在合理范围时，环境湿度不会对结构构件造成严重的影响。但对于在户外，水中或腐蚀性条件下工作的结构，工作环境湿度会直接影响结构的耐久性，其原因在于水分的集聚为腐蚀性离子形成电解质溶液提供条件。

（２）孔道注浆缺陷。

对于后张法有粘结预应力构件，预留孔道的注浆一直都是个难题，但它也是预应力成败的关键。现有的注浆工艺都无法避免灌浆不密实和水泥浆的泌水现象，从而为构件的耐久性破坏埋下了隐患。灌浆不密实和水泥浆的泌水不仅直接为钢筋的腐蚀提供了水分，而且为水分，氧气和其他化学物质的进入提供了通道，大大提前了腐蚀的时间，加快了腐蚀的速度。有资料显示，国内外大量的预应力筋的腐蚀是由于这个原因造成的。孔道注浆缺陷是现有手段无法完全避免的，也是无法检查的，是后张法粘结预应力混凝土结构最大的缺陷。