基于雙向電遷移的混凝土耐久性提升技術(shù)

隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，涉海基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大。我國(guó)已建成有港珠澳大橋、杭州灣大橋、東海大橋、青島海灣大橋、浙江舟山跨海大橋等世界著名的跨海大通道，同時(shí)擁有寧波舟山港、上海港、天津港、廣州港等一批世界級(jí)港口，有效支撐了我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這些世界著名的基礎(chǔ)設(shè)施在鋼筋混凝土材料出現(xiàn)以前是無(wú)法想象的。

圖1 港珠澳大橋

混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋和混凝土充分發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)，相互協(xié)同工作，二者不僅有相近的線膨脹系數(shù)，更重要的是混凝土中的氫氧化鈣提供的堿性環(huán)境，在鋼筋表面形成了一層鈍化膜，使鋼筋在使用中不易腐蝕。但是由于使用環(huán)境的復(fù)雜多變，尤其是沿海氯鹽侵蝕環(huán)境和北方除冰鹽環(huán)境中的道路、橋梁、碼頭等工程，受到海水和除冰鹽中的氯離子侵蝕，鋼筋腐蝕從而影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的問(wèn)題已經(jīng)成為“頑疾”，而這一問(wèn)題也成為世界性的難題。

國(guó)外學(xué)者曾用“五倍定律”形象地描述混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要性，即設(shè)計(jì)階段對(duì)鋼筋防護(hù)每省1美元，那么就意味著發(fā)現(xiàn)鋼筋銹蝕時(shí)的維修費(fèi)將追加5美元，混凝土表面順筋開(kāi)裂時(shí)追加維修費(fèi)25美元，嚴(yán)重破壞時(shí)追加維修費(fèi)125美元。據(jù)英國(guó)環(huán)保部門(mén)2005年的一份報(bào)告估計(jì)，英國(guó)約有36%的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕需要更換鋼筋或重建，而每年的修補(bǔ)費(fèi)用則高達(dá)5.5億英鎊。據(jù)美國(guó)ASCE2016年的基建報(bào)告顯示：現(xiàn)有的614387座橋梁中已有56007座橋梁由于鋼筋銹蝕嚴(yán)重而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性失效，近期的橋梁維修耗費(fèi)已高達(dá)1230億美元。……