Page 119 - 2022年第53卷第11期
P. 119
建成的北京三元立交桥,在 1989年发现处于潮湿部位的柱、梁结构发生膨胀开裂,在 1994年发现盖
梁完全开裂,经检验判定为 ASR破坏 [18] ;河北省大黑汀大坝在 1990年代出现了由 ASR和冻融、冻胀
等因素联合作用引发的溢流面混凝土大面积剥蚀破坏和开裂现象 [19] 。由此可见,ASR并非针对某地
区的骨料才出现的混凝土劣化现象,该病害在地域上具有普遍性。我国拥有数量众多的大坝、水闸等
涉水工程,其中混凝土结构物是否会发生 ASR、是否会引起结构的破坏,值得长期关注。
ASR会导致混凝土出现开裂、材料性能退化、结构整体位移等破坏行为,同时容易诱发或加速钢
筋锈蚀、渗漏溶蚀、冻融冻胀、化学侵蚀等其他老化病害 [20 - 22] ,若发现不及时、预判不科学、处理不
到位,将对结构物的功能发挥和运行安全造成极大危害。例如,ASR和冻融冻胀协同作用下导致了大
黑汀大坝溢流面的开裂现象 [19] ,ASR和硫酸盐侵蚀共同作用诱致了西班牙某混凝土重力坝坝体的开
裂破坏(如图 3所示) [23] 。关于 ASR膨胀与钢筋的相互作用方面,谭妮等 [24] 发现 ASR膨胀会导致钢
筋- 混凝土粘结强度随膨胀出现先增后减的现象,即对于钢筋粘结强度而言,存在 “最劣膨胀点”。由
于 ASR自身的反应与破坏过程本身即非常复杂,与其他混凝土老化病害(如冻融、溶蚀、钢筋锈蚀
等)之间的耦合作用更是研究的难点,该方向有待进一步探究。
图 3 某混凝土重力坝在 ASR和硫酸盐侵蚀下的破坏形态 [23]
ASR病害工程的直接经济损失和后期除险加固成本十分巨大。例如,巴西的 Moxoto水电站,由于
遭受严重的 ASR破坏,迫使水轮机发生 2mm位移,导致机组长时间停运,造成巨大经济损失;法国
的 Chambon坝,由于 ASR导致该坝坝体变形、泄洪闸门启闭受阻、渗漏问题严重,于 1993年投资 2.2
亿法郎对该坝进行了为期 5年的整治修补;ASR作用下,加拿大的 Mactaquac水电站坝体和厂房均出
现裂缝和可见变形(如图 4所示),每年需花费超过 600万加元来维持其基本正常运行 [25] ;甚至一些
大坝由于 ASR造成的破坏和老化严重,不得不进行重建。
图 4 Mactaquac水电站下游面和厂房 ASR破坏情况 [25]
3
— 1 8 5 —