試議橋梁腐蝕的成因與防治論文

　　鋼筋混凝土結構是應用非常廣泛的一種結構形式,但由于材料自身、使用環(huán)境和設計上的缺點,使得大多數(shù)存在時間較長的混凝土結構存在嚴重的腐蝕問題。從而引起混凝土結構的耐久性問題,使許多橋梁結構達不到設計使用年限就提前報廢,這給國家?guī)�來巨大的經濟損失和財政負擔。此外,腐蝕原因還存在于設計、施工和養(yǎng)護的各個環(huán)節(jié)。

　　 關鍵詞:橋梁,腐蝕,原因,措施

　　鋼筋混凝土結構是應用非常廣泛的一種結構形式,但由于材料自身、使用環(huán)境和設計上的缺點,使得大多數(shù)存在時間較長的混凝土結構存在嚴重的腐蝕問題。從而引起混凝土結構的耐久性問題,使許多橋梁結構達不到設計使用年限就提前報廢,這給國家?guī)�來巨大的經濟損失和財政負擔。

　　1.橋梁發(fā)生腐蝕的常見部位

　　1.邊梁挑沿處

　　2.預制的邊梁、次邊梁或和第三片梁的鉸縫及腹板處

　　3.其它預制梁的鉸縫及腹板處

　　4.泄水孔周圍及附近

　　5.梁端及帽梁

　　6.橋臺背墻等

　　2.發(fā)生腐蝕的原因

　　空氣中和雨水中含有的氯鹽成分,及在冬季為消除橋面的冰凍和積雪而廣泛地應用噴灑鹽水的方法,都可使鹽水通過不防水的伸縮縫流向墩臺,通過不防水的橋面系滲入到混凝土的縫隙里,不光引起堿骨料反應,而且引起鹽腐蝕,加速了結構的失效。

　　此外,腐蝕原因還存在于設計、施工和養(yǎng)護的各個環(huán)節(jié)。設計中的防水性能不好、容易造成漏水,施工中的混凝土質量不合格、震搗不密實、鋼筋保護層厚度不夠,養(yǎng)護中沒有對結構進行合理及時的維修,均會加速腐蝕,導致結構的耐久性降低,使結構無法達到設計使用的年限。

　　3.引起橋梁鋼筋腐蝕的主要原因

　　引起混凝土內鋼筋腐蝕最為主要的原因是混凝土的碳化和氯化物的滲透量。

　　3.1混凝土的碳化

　　鋼筋混凝土的發(fā)明與發(fā)展的主要因素之一是水泥漿具有保護鋼筋免受腐蝕的能力。鋼筋混凝土中水泥的水化產物——氫氧化鈣是一種高堿性物質,pH值在12.5以上,混凝土中鋼筋與該溶液接觸,表面會形成氧化亞鐵面膜,它可以鈍化鋼筋,阻止氧接觸鋼筋,對鋼筋起到保護作用。這種鈍化作用在堿性環(huán)境中是很穩(wěn)定的。免費。當水份通過孔洞形態(tài)的混凝土,在里面形成氫氧化鈣。氫氧化鈣是一個堿性環(huán)境,由于外來的酸性氣體,如二氧化碳滲入混凝土與氫氧化鈣發(fā)生化學反應,變成碳酸鈣,整個反應稱為碳化作用。

　　CO2+H2O+Ca(OH) →CaCO3+2H2O

　　當大量的碳酸鈣形成時,混凝土內部堿性環(huán)境受到破壞,達到一定程度時,如pH在9以下時,鈍態(tài)鐵的保護層就失去作用,混凝土內的鋼筋因為沒有受到堿性環(huán)境的保護而產生銹蝕。

　　混凝土的碳化因素很多,例如,水泥本身的質量,施工時水分及水泥比例,固化時間及環(huán)境等等。而多孔的混凝土比一般混凝土碳化速度快,有時甚至快十倍,此外施工也是一個十分重要的問題,例如水泥層外層與鋼筋之間的距離(水泥壁)過小等。

　　3.2氯化物的滲透

　　混凝土施工時往往會加入一些含有氯化物的預混合料,例如污染的水源,砂石等等。混凝土固化后,在大氣環(huán)境中的氯化物污染難以避免。

　　為了防止冰雪對車輛行駛造成的事故危害,二十世紀50~60年代,以美國為主的西方國家開始大量使用防冰鹽,當時對“鹽害”認識不足,70~80年代,防冰鹽所帶來的腐蝕破壞大量表現(xiàn)出來,美國56.7萬座高速公路橋已有半數(shù)以上遭腐蝕和需要修復,至少已有50座橋出現(xiàn)了應力腐蝕斷裂現(xiàn)象,為修復道路、橋梁等,美國已花費上千億美元。至本世紀末還需花費400億美元,因修復和不安全等帶來的間接損失就難以預計了。氯離子是一種穿透力極強的腐蝕介質,當接觸到鋼鐵表面,便迅速破壞鋼鐵表面的鈍化層,即使在強堿性環(huán)境中,氯離子Cl-引起的點銹腐蝕依然會發(fā)生,同時由于不論是氣態(tài)還是液態(tài)的水往往會滲透到混凝土里面,而這種水并非純水,而是含有一些雜質的電解液,電化學作用導致銹蝕加快進行。網。當氯離子滲透到達鋼筋表面,氯離子濃度較高的局部保護膜破壞,成為活化態(tài),在氧和水充足的條件下,活化的鋼筋表面形成一個小陽極,未活化的鋼筋表面成為陰極,結果陽極金屬鐵溶解,形成腐蝕坑,一般稱這種腐蝕為點腐蝕.這個過程主要有下列反應:

　　Fe2++2Cl-+2H2OFe(OH)2+2HCl

　　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(鐵銹)

　　Fe(OH)3若繼續(xù)失水就形成水化氧化物FeOH(即為紅銹),一部分氧化不完全的變成Fe3O4(即為黑銹),在鋼筋表面形成銹層。由于鐵銹層呈多孔狀,即使銹層較厚,其阻擋進 一步腐蝕的效果也不大,因而腐蝕將不斷向內部發(fā)展。 國際上還沒有一致公認的引起混凝土中鋼筋腐蝕的氯化物界限值,當結構處于干濕交替狀態(tài)下或常年濕度大于80%時,通常認為在氯化物含量與混凝土的重量比達到0.2%以上時,就比較危險。 4.橋梁的腐蝕防護措施 橋梁的腐蝕防護可采用優(yōu)質高效的防水劑裝飾涂

　　料,現(xiàn)介紹其使用方法。

　　4.1表面準備

　　認真進行施工表面的準備是取得良好效果的基礎。為確保長期、可靠的施工效果,應嚴格按如下工法進行表面準備,確保構件表面清潔、堅固。

　�、� 一般要求

　　用噴砂或高壓水槍清除所有灰塵、油污、泛堿、油漆、浮漿、松動砂漿等一切影響涂料與構件表面良好結合的雜物。噴砂或高壓水施工后,用鋼絲刷清除表面殘留雜物,最后用清水沖刷施工表面。。

　�、� 表面修補

　　對老化疏松的結構要徹底鑿除,直到清潔到堅固的基層并用UP2000進行修補加固,確保結構表面堅固完好。

　�、潜砻嬗臀鄣奶幚�

　　如果構件表面油污污染嚴重,要徹底清除油污層。由于油污有較強的滲透力,要將表面結構鑿除1至2厘米直到清潔堅固的基層,然后用UP2000進行修補加固,確保表面清潔堅固。

　�、仍鰪婁摻畹奶幚�

　　如果結構破損嚴重致使預埋鋼筋暴露并銹蝕,按如下工法認真清理銹蝕鋼筋: a、將鋼筋周圍的結構層鑿除,使鋼筋徹底暴露。鋼筋兩端的結構也要鑿除,使沒有生銹的部分至少暴露出5厘米;b、用鋼絲刷徹底清除鋼筋的銹跡,直到露出嶄新的金屬表面;c、在鋼筋表面涂刷兩遍FP阻銹劑;d、用UP2000修補結構層被鑿除的部分,以獲得清潔堅固的表面。

　�、伤�泥砂漿抹面的處理

　　為取得最佳防水效果,SP應直接涂刷在構件表面。

　�、蕵嫾�裂縫的處理

　　a、穩(wěn)定的裂縫:在構件穩(wěn)定的細小裂縫(1mm以內)上,薄薄地抹一層優(yōu)防水涂料。對構件上穩(wěn)定的較大裂縫(1mm以上),應先將裂縫清理干凈,然后用UP2000進行填充、密封。

　　b、可移動的裂縫:對可移動的裂縫,應將其清理干凈,然后用柔性優(yōu)止水進行填充、密封,并用柔性優(yōu)止涂料涂刷裂縫兩側各15cm寬度的區(qū)域,必要時還需要鋪敷增強纖維。柔性優(yōu)止水的涂層厚度至少為1.6mm。

　　4.2施工方法

　　用刷子或噴槍在已經充分濕潤的構件表面均勻涂刷SP防水裝飾涂料。

　　第一遍要用粗纖維刷子涂刷,以確保表面的孔洞徹底彌合。第二遍可以用普通刷子或噴槍施工。兩遍涂刷應間隔24小時。如果被涂刷構件原有的紋理較粗,應在第一遍涂層涂刷5到7天后再涂刷第二遍,這樣可以提高SP的遮蓋效果。

　　4.3養(yǎng)護

　　一般氣候條件下,不需要對SP涂層進行特別養(yǎng)護。但在干燥、炎熱、多風的氣候條件下,SP防水裝飾涂料至少需要養(yǎng)護48小時。

　　5.結語

　　我國是一個擁有無數(shù)大大小小橋梁的國家,但過去鋼結構橋梁的建設發(fā)展得慢,改革開放使我國迎來了蓬勃發(fā)展的建設時代,過江橋、過河橋、過街橋、高速公路橋、鐵路公路兩用橋、海濱大橋等,除國家投入外,省、市、縣甚至鄉(xiāng)幾乎都在造橋,由于鋼結構橋梁具有外觀美、投資少、見效快、以及能建成現(xiàn)代化大型橋梁的特點而廣泛采用,這是百年大計,所有的大橋都應該像座藝術品,美觀、耐久地裝點在祖國大地上。但在環(huán)境侵蝕作用下,鋼結構會發(fā)生腐蝕,破壞橋梁的美觀、耐久、安全與可靠性。因此,我們應該在設計、施工、養(yǎng)護的各個環(huán)節(jié)都加以重視。如果能根除腐蝕病害,不僅會給橋梁維修部門節(jié)省一大筆錢,而且還會延長橋梁的使用壽命。

　　參考文獻

　　[1] 葛海艷.呂平. 鋼筋混凝土橋梁腐蝕機理與防護.工程建設,2006,(06).

　　[2] 范立礎. 橋梁結構事故分析—展望設計理論進展.2002 混凝土結構耐久性及耐久性設計會議.

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