混凝土桥梁钢筋腐蚀原因及防治

维普资讯 http://www.cqvip.com 科学之友　Ｆｒｉｅｎｄ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ａｍａｔｅｕｒｓ　２００８￣－０５，ＥＪ（１４）囝　混凝土桥梁钢筋腐蚀原因及防治　马留德　（河南省本华县县乡公路管理站，河南周口４６６６００）　摘要：文章阐述了桥梁工程中混凝土钢筋的腐蚀机理，对常见的腐蚀类型进行了分析，并　提出了具体的防治措施。　关键词：桥梁钢筋；腐蚀；防治　中图分类号：Ｕ４４５、３３　文献标识码：Ａ　１概述　随着我国国民经济的高速发展，交通基础设施建设步伐也　在逐步加快。高速公路、城际快速通道、市政道路、高速铁路以及　各等级公路越来越多地出现，钢筋混凝土桥梁在道路｜ｆＩ所占的　比重越来越大。但调查发现，有相当数量的混凝土桥梁，在远未　达到其设计寿命时，却过早地出现了铺装层松散剥落、梁体裂缝　等病害，混凝土耐久性破坏使结构强度降低。　研究表明，造成混凝土耐久性破坏的原因主要是：钢筋锈　蚀、冻融破坏、混凝土炭化等因素导致。其最主要原因是由于水　及有害离子通过混凝土裂缝和孔隙渗入结构混凝土，引起钢筋　锈蚀而导致的。　２钢筋腐蚀原因　混凝土中大量的氢氧化钙和少量的钠、钾等碱金属氧化物，　使得混凝土具有很强的碱性，这就使混凝土中钢筋的表面形成　一层胶质钝化层，该钝化层对钢筋耐腐蚀性是有利的。　当混凝土构件长期暴露于除冰剂、盐液、含盐的雾气或者海　水等环境时，氯离子就会通过混凝土巾的气孔，随水进入到混凝　土的内部，最终会接触钢筋并开始沉积。当氯离子达到一定浓度　后，在氧气和潮湿气体的共同作用下，从混凝土和钢筋的界面开　始破坏钝化层、腐蚀钢筋。　在没有氯离子存在的情况下，也可以发生腐蚀现象。也就是　说，碳酸化的程度直接取决于混凝土的水灰比，混凝土的水灰比　越大，氢氧化钙的碳酸化程度越深。对于质量较好、固化较充分、　没有裂缝的混凝土，预期碳酸化程度非常低。　另一个可能影响混凝土的寿命仍未被广泛认识的因素，是　在燃烧石化燃料时释放出的二氧化硫和氮的氧化物等污染气　体。当这些气体与空气巾的水分结合，就形成酸，这种酸具有更　强的腐蚀性，对水泥的酸化作用要严重得多。调查数据显示，混　凝土桥梁在腐蚀严重的地区，也就是沿海地区或者使用除冰剂　的地区，而腐蚀最严重的地区是有盐同时又有酸雨、酸雪的地　区。实验资料表明，除冰剂和酸沉积对金属的联合腐蚀作用，应　归咎与酸为腐蚀反应提供了可以被还原的氢离子。可以想象，这　种由酸性气体引起的酸沉积，最终会对混凝土产生不良的影响。　３钢筋腐蚀的危害　钢筋腐蚀一旦发生，钢筋的横截面积就会减少，这就导致混　凝土和钢筋之间的黏结力丧失。在预应力混凝土ｆ｛Ｊ，钢绞线、高　强钢丝和混凝土之间的黏结力处于临界状态，这种黏结力的丧　文章编号：１　ｏ（】０—８１３６（２（）（】８）１４一（）（】４３～０２　失对预应力混凝土来说是非常严重的。预应力混凝土依赖钢绞　线的拉力来抵抗荷载作用，一个构件ｑ１哪怕只有少数几根钢绞线　断裂，都可能造成灾难性后果。　另外，由于钢绞线在构件中处于高应力状态，且由于应力集　中效应，一个小的腐蚀凹坑都足以导致钢绞线的突然断裂，且高　应力状态下钢筋腐蚀的速度也更快些。而普通钢筋则是逐步腐　蚀直至断开。因此预应力混凝土中钢筋的腐蚀断裂具有突发性　和不可预见性，预应力混凝土桥梁的桥面防水、钢筋防腐问题也　显得尤其重要。　４钢筋腐蚀防治措施的原则及方法　４．１　采取防治措施的原则　（１）由于桥梁的重要性不同，因此应引入根据桥梁重要性对　桥梁进行分级防护的理念。不同等级的桥梁，根据经济状况和其　他一些因素，采取不同保证率下的防护级别和相应对策。　（２）对于所有桥梁，由于钢筋锈蚀会导致结构承载力急剧下　降，因此应提倡预防性防护的理念，尤其对于特别重要的桥梁，采　取事前防护的原则，防患于未然。　（３）所有用于桥梁中防止钢筋锈蚀的防护产品，均不应导致　桥梁其他方而功能的降低。　（４）所有用于桥梁中主梁钢筋锈蚀的防护产品，均应符合环　保要求，不致因使用防锈材料而污染和破坏，包括在施工过程中　和使用过程中对人的危害和对环境的污染。　（５）桥梁的防护还应跟当地的实际情况结合起来，因地制宜。　首先根据桥梁的政治经济地位、地理位置、结构特点、气候条件等　对桥梁进行分级，根据不同的级别采取不同的防护措施；其次是　根据分级筛选经济实用、符合使用要求的防水材料。　４．２防治方法　既有钢筋混凝土桥梁的钢筋锈蚀防治主要集中在恢复性防　治措施上，但更多的是或者更大程度上是防止桥梁在以后的运营　巾继续发生钢筋锈蚀。可以采用的方法主要有以下两大类型。　４．２＋１无破损防护　无破损防护主要是电化学防护法，只要钢筋携带足够数量的　多余电子，无论电解液的ｐＨ如何，钢筋都处于稳定状态，不会腐　蚀。因此，采用阴极保护法防止钢筋腐蚀，阴极保护可分为＃ｌ－￣ｕ　电流阴极防护法和电镀阴极防护法。阴极保护法主要有牺牲阳　极、外加电流等方法。这类方法主要通过补偿铁原子失去的电子　而达到防止钢筋锈蚀的目的。　惰化钢筋法主要通过采用不锈钢筋、碳纤维棒等潘Ｉ生低的金　属或惰性材料部分或全部取代钢筋。这些方法施工技术要求高，　．—４３—．　维普资讯 http://www.cqvip.com 科学之友　Ｆｒｉｅｎｄ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ａｍａｔｅｕｒｓ　２００８－￣－０５￣Ｊ（１４）国　＿－－　Ｉ＿＿一　Ｅ＝，　同　速公路沥青面层施工质量控制研究　丰功吉　（山西省交通科学研究院，山西太原０３０００６）　摘要：文章从原材料控制、配合比设计控制、施工阶段控制三方面探讨了高速公路沥青　混凝土面层的施工，重点对施工阶段质量控制进行了详细阐述。　关键词：高速公路；沥青面层；质量控制　中图分类号：Ｕ４１６．２１７　文献标识码：Ａ　文章编号：１０００—８１３６（２００８）１４—００４４－０２　沥青混凝土路面是目前国内最常见的路面结构形式，其施　混合料需先使用石屑，当石屑不够时，可使用符合要求的天然砂　工质量直接影响到行车安全性、舒适性及路面使用的耐久性。因　补充，同时天然砂的总量不得超过细集料总量的５０％；上面层沥　此，在沥青混凝土面层施工巾必须严格要求、精心施工，对施工　青混合料不宜使用天然砂，必须使用石屑，如玄武岩等。　中各个环节进行有效地控制，保证施工质量。文章从原材料控　１．３填料质量控制　制、配合比设计控制、施工阶段控制３个方面阐述了高速公路沥　填料采用磨细的石灰石、白云石、大理石等碱性岩石粉；改性　青面层施工质量控制。　沥青混合料填料采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性　１　原材料控制　石料经磨细得到的矿粉。进场填料外观不应含泥土、杂质和团粒；　小于Ｏ、０７４　ｍｍ部分的重量比大于８０％；亲水系数小于１．００；含　１．１粗集料质量控制　水量应小于１％；矿粉与沥青用量之比取１：１．２。　粗集料包括经过加工（轧碎、筛分）而成的粒径大于２．３６　ｍｍ　１．４沥青质量控制　的碎石、破碎砾石或筛选砾石。对粗集料进行质量控制时应该注　所选用沥青必须是符合本地区气候特点要求的重交通道路　意以下几点：①粗集料应该石质坚硬、耐磨、洁净、干燥、无风化、　石油沥青，除符合规定要求外，应选用具有良好的高低温性能、抗　无杂质，具有良好的颗粒形状，以接近立方体、多棱角为宜；②集　老化性能、含蜡量低、高黏度的优质国产或进口沥青。　料表面应具有一定的粗糙度，以提高内摩擦角和用作表面磨耗　层时提高抗滑性；③集料与沥青应该具有良好的黏附性，以增强　２配合比设计控制　沥青混合料的强度和耐久性，选材以碱性材料为好，当需用酸性　２．１　目标配合比控制　材料时，应当掺入适量的添加剂，以提高黏附性。　热拌沥青混合料的配合比设计采用马歇尔试验设计方法，为　１．２细集料质量控制　了使沥青路面性能满足气候与交通荷载的要求，在诸多混合料设　细集料可采用天然砂、机制砂或石屑，但高等级公路沥青上　计参数中，应掌握最重要的两个参数：混合料沥青含量及压实混　面层沥青混合料应采用与沥青有良好粘结能力的优质天然砂或　合料空隙率。其中，混合料具有足够的沥青含量才可保证路面使　机制砂。与粗集料一样，细集料应该洁净、干燥、无风化、无杂质，　用的耐久性，但过量沥青用量则将导致路面产生车辙或泛油等病　同时要求坚硬级配良好。形状接近立方体。其中封层石屑的最大　害；而压实混合料空隙率是混合料设计控制的关键指标，空隙率　粒径要小于５　ｍｍ（小于０．６　ｍｍ的含量要＜５％）；中下面层沥青　界限应掌握在４％～６％。　工艺比较复杂，后期维护费用高，　目前大多应用于大型复杂　钢筋混凝土桥梁的重点部位或构件的辅助防腐，普遍推广还需　５结束语　要做许多工作。　针对新建钢筋混凝土桥梁．钢筋锈蚀的防护应建立在“预防　４．２．２破损防护　性防护”的基础上。采用的措施以预防为主，所采用的措施在设　破损性防护主要是将原桥面铺装铲除后，再在上而敷设刚　计年限内能够有效防护。既有钢筋混凝土桥梁的钢筋锈蚀防治，　性防水剂或者柔性防水层。这类防护方法代价较高，除了在病害　多集中在钢筋锈蚀恢复性措施上，但更主要的是防止桥梁在以　严重的桥梁实施外，一般不采用。　后的运营巾继续发生钢筋锈蚀。　Ｃａｕｓｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｔｅｅｌ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｍａ　Ｌｉｕｄｅ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｓｔｅｅｌ　ｉｎ　ｂｒｉｄｇｅ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ａｎａｌｙｚｅｓ　ｃｏｍｍｏｎ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｓｔｙｌｅｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　ｍｅａｓｕｒｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｒｉｄｇｅ　ｓｔｅｅｌ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ