一、引言

沿海地區(qū)高速公路橋涵結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境的侵蝕下，面臨著嚴(yán)峻的耐久性挑戰(zhàn)。海洋環(huán)境中的氯離子、二氧化碳、鹽分等腐蝕介質(zhì)，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋和混凝土本身造成嚴(yán)重破壞。高性能混凝土（HPC）因其優(yōu)異的抗?jié)B性、抗碳化性和抗侵蝕性，成為解決這一問題的關(guān)鍵材料。

二、沿海地區(qū)橋梁腐蝕現(xiàn)狀

橋梁腐蝕現(xiàn)狀調(diào)研

聞寶聯(lián)博士團(tuán)隊(duì)長期追蹤調(diào)研沿海橋梁腐蝕現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)實(shí)際上類似的病害幾乎在所有的橋梁上都有發(fā)生，給出的照片只是冰山一角。

在沿海地區(qū)，混凝土結(jié)構(gòu)所處的工作環(huán)境條件變化多樣，影響因素復(fù)雜，碳化作用、凍融破壞、鹽侵蝕等不同的環(huán)境條件直接關(guān)系著結(jié)構(gòu)，耐久性退化。無論是新建混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還是在役混凝土結(jié)構(gòu)的評(píng)估與加固都應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境，并據(jù)此作出相應(yīng)的構(gòu)造規(guī)定與材料耐久性的要求。我國地域廣闊，各地區(qū)氣候差異大，使不同地區(qū)的建筑遭受環(huán)境損害的程度與機(jī)理不盡相同。如果能夠根據(jù)環(huán)境條件和其對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響程度將我國劃分為不同的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域中根據(jù)其耐久性損傷特點(diǎn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行，耐久性設(shè)計(jì)，做到因地制宜，就能夠節(jié)約常規(guī)能源，保護(hù)生態(tài)。這對(duì)于我國的可持續(xù)發(fā)展具有極其重要的意義。

三、南方與北方應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)

（一）南方地區(qū)

南方沿海地區(qū)氣候溫暖濕潤，海水含鹽量高，腐蝕作用更為顯著。在南方地區(qū)應(yīng)用高性能混凝土?xí)r，需特別注意以下技術(shù)要點(diǎn)：

1. 混凝土配合比設(shè)計(jì)：采用低水灰比（0.35~0.40），并添加適量的粉煤灰和礦渣粉，以提高混凝土的抗碳化性和抗氯離子滲透性。

2. 防腐涂層選擇：優(yōu)先選用耐候性好、附著力強(qiáng)的有機(jī)硅防水防腐涂料，以應(yīng)對(duì)高濕度和高鹽分環(huán)境。

3. 鋼筋阻銹劑應(yīng)用：在混凝土中摻入適量的亞硝酸鈣阻銹劑，以延緩鋼筋銹蝕。

（二）北方地區(qū)

北方沿海地區(qū)冬季寒冷，存在凍融循環(huán)問題，對(duì)混凝土的抗凍性提出了更高要求。北方地區(qū)應(yīng)用高性能混凝土的技術(shù)要點(diǎn)如下：

1. 抗凍性能提升：在混凝土中摻入引氣劑，形成微小氣泡，緩解凍融循環(huán)對(duì)混凝土的破壞。

2. 表面防護(hù)措施：采用具有抗凍融性能的防護(hù)涂層，如環(huán)氧樹脂涂層，以增強(qiáng)混凝土的耐久性。

3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整：適當(dāng)增加混凝土保護(hù)層厚度，以抵御冬季低溫和鹽分的雙重侵蝕。

四、施工單位需重視的技術(shù)要點(diǎn)

施工單位在實(shí)際操作中往往忽視了一些關(guān)鍵的耐久性問題，以下是需要特別關(guān)注的要點(diǎn)：

1. 施工質(zhì)量控制：嚴(yán)格控制混凝土的攪拌、澆筑和養(yǎng)護(hù)過程，確保混凝土的均勻性和密實(shí)度。施工中應(yīng)避免出現(xiàn)蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，防止氯離子和水分的侵入。

2. 原材料檢驗(yàn)：對(duì)水泥、骨料、外加劑等原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，確保其質(zhì)量符合高性能混凝土的要求。特別是骨料的堿活性檢測(cè)，避免因堿集料反應(yīng)導(dǎo)致混凝土膨脹開裂。

3. 防腐涂層施工：防腐涂層的施工質(zhì)量直接影響混凝土的耐久性。施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照涂料說明書進(jìn)行操作，確保涂層的厚度和均勻性。

4. 鋼筋保護(hù)措施：在鋼筋加工和安裝過程中，應(yīng)避免對(duì)鋼筋造成損傷，并確保鋼筋阻銹劑的均勻涂抹。

五、全員重視耐久性，形成系統(tǒng)

高性能混凝土在沿海地區(qū)高速公路橋涵的應(yīng)用，不僅需要施工單位的嚴(yán)格把控，還需要設(shè)計(jì)單位、材料供應(yīng)商、監(jiān)理單位以及后期維護(hù)部門的協(xié)同合作，形成一個(gè)完整的耐久性保障系統(tǒng)。

（一）設(shè)計(jì)單位的責(zé)任與作用

設(shè)計(jì)單位在高性能混凝土的應(yīng)用中起著關(guān)鍵的引領(lǐng)作用。設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分考慮沿海地區(qū)的腐蝕環(huán)境，結(jié)合橋梁的使用功能和預(yù)期壽命，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。具體措施包括：

1. 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：合理增加混凝土保護(hù)層厚度，特別是在易受海水侵蝕的部位，如橋墩、橋臺(tái)和梁端等。同時(shí)，優(yōu)化結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計(jì)，減少應(yīng)力集中和裂縫的產(chǎn)生，降低腐蝕介質(zhì)侵入的風(fēng)險(xiǎn)。

2. 材料選型與配合比設(shè)計(jì)：根據(jù)沿海地區(qū)的腐蝕特點(diǎn)，選擇合適的高性能混凝土材料和配合比。設(shè)計(jì)人員應(yīng)與材料供應(yīng)商和施工單位密切合作，確保所選用的材料能夠滿足耐久性要求。

3. 防腐設(shè)計(jì)一體化：將防腐設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)過程中，不僅考慮混凝土本身的耐久性，還要綜合考慮鋼筋保護(hù)、表面涂層、排水系統(tǒng)等多方面的防腐措施，形成一個(gè)完整的防腐體系。

（二）材料供應(yīng)商的保障作用

材料供應(yīng)商是高性能混凝土質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。在沿海地區(qū)應(yīng)用高性能混凝土?xí)r，材料供應(yīng)商應(yīng)提供高質(zhì)量、穩(wěn)定可靠的原材料，并根據(jù)沿海環(huán)境的特點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的材料研發(fā)和改進(jìn)。

1. 原材料質(zhì)量控制：嚴(yán)格把控水泥、骨料、礦物摻合料、外加劑等原材料的質(zhì)量。特別是骨料的堿活性和氯離子含量，必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，避免因原材料質(zhì)量問題導(dǎo)致混凝土耐久性下降。

2. 研發(fā)與改進(jìn)：針對(duì)沿海地區(qū)的腐蝕環(huán)境，研發(fā)新型的高性能混凝土材料，如具有更高抗氯離子滲透性和抗碳化性的水泥基材料、耐候性更好的防腐涂料等。同時(shí)，不斷優(yōu)化材料的生產(chǎn)工藝，提高材料的穩(wěn)定性和一致性。

3. 技術(shù)支持與服務(wù)：為施工單位和設(shè)計(jì)單位提供技術(shù)支持，包括材料的性能參數(shù)、使用方法、配合比設(shè)計(jì)建議等。在施工過程中，及時(shí)解決材料使用中出現(xiàn)的問題，確保材料的正確應(yīng)用

（三）監(jiān)理單位的監(jiān)督作用

監(jiān)理單位在高性能混凝土的應(yīng)用過程中，起著重要的監(jiān)督和管理作用。監(jiān)理人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)施工過程進(jìn)行全程監(jiān)督，確保施工質(zhì)量符合耐久性要求。

1. 施工過程監(jiān)督：對(duì)混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，確保施工操作符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范。特別要關(guān)注混凝土的振搗質(zhì)量，避免出現(xiàn)蜂窩、麻面、漏振等質(zhì)量問題，影響混凝土的密實(shí)性和耐久性。

2. 原材料檢驗(yàn)監(jiān)督：監(jiān)督施工單位對(duì)原材料的檢驗(yàn)和試驗(yàn)工作，確保所有進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的原材料都經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)，符合設(shè)計(jì)要求。對(duì)于不合格的原材料，堅(jiān)決要求退場(chǎng)，不得用于施工。

3. 質(zhì)量驗(yàn)收與評(píng)估：在施工過程中，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)已完成的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收和評(píng)估。對(duì)發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題，要求施工單位及時(shí)整改，并對(duì)整改情況進(jìn)行復(fù)查，確保施工質(zhì)量符合耐久性要求。

（四）后期維護(hù)部門的保障作用

后期維護(hù)是確保橋梁耐久性的重要環(huán)節(jié)。維護(hù)部門應(yīng)建立完善的維護(hù)管理體系，定期對(duì)橋梁進(jìn)行檢查、評(píng)估和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的腐蝕問題。

1. 定期檢查與評(píng)估：制定科學(xué)合理的檢查計(jì)劃，定期對(duì)橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋狀況、防腐涂層等進(jìn)行檢查和評(píng)估。通過目測(cè)、儀器檢測(cè)等手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫、鋼筋銹蝕、涂層老化等問題，并對(duì)橋梁的耐久性狀況進(jìn)行綜合評(píng)估。

2. 維護(hù)與修復(fù)措施：根據(jù)檢查評(píng)估結(jié)果，及時(shí)采取相應(yīng)的維護(hù)和修復(fù)措施。對(duì)于混凝土裂縫，可采用壓力注漿等方法進(jìn)行修復(fù)；對(duì)于鋼筋銹蝕，可采用除銹、涂刷防腐涂層等措施進(jìn)行處理；對(duì)于老化或損壞的防腐涂層，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)或重新涂裝。

3. 維護(hù)記錄與反饋：建立完善的維護(hù)記錄檔案，詳細(xì)記錄每次檢查、評(píng)估和維護(hù)的情況。同時(shí)，將維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)的問題和處理結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)單位和施工單位，為后續(xù)橋梁的設(shè)計(jì)和施工提供參考依據(jù)，進(jìn)一步完善耐久性保障體系。

六、結(jié)論

沿海地區(qū)高速公路橋涵結(jié)構(gòu)面臨著嚴(yán)峻的腐蝕挑戰(zhàn)，高性能混凝土的應(yīng)用是提高其耐久性的關(guān)鍵措施。結(jié)合南方和北方地區(qū)的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)，施工單位可以有效提高混凝土的耐久性。然而，要真正實(shí)現(xiàn)沿海地區(qū)橋涵結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定運(yùn)行，還需要設(shè)計(jì)單位、材料供應(yīng)商、監(jiān)理單位和后期維護(hù)部門的協(xié)同合作，形成一個(gè)完整的耐久性保障系統(tǒng)。全員重視耐久性，從設(shè)計(jì)、施工、材料供應(yīng)到后期維護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格把控質(zhì)量，才能確保高性能混凝土在沿海地區(qū)橋涵中的成功應(yīng)用，為沿海地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供堅(jiān)實(shí)的保障。

未來，隨著材料科學(xué)的不斷進(jìn)步和施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，高性能混凝土在沿海地區(qū)的應(yīng)用將更加廣泛和深入。同時(shí)，隨著對(duì)海洋環(huán)境腐蝕機(jī)理的進(jìn)一步研究，將為高性能混凝土的優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工提供更科學(xué)的依據(jù)，進(jìn)一步提升沿海地區(qū)高速公路橋涵的耐久性和安全性。