□文/張培雷

橋梁混凝土腐蝕分析及探討

□文/張培雷

文中在分析天津市橋梁混凝土的腐蝕現(xiàn)狀和腐蝕機(jī)理的基礎(chǔ)上，從實(shí)踐出發(fā)，對(duì)橋梁混凝土的防腐工作進(jìn)行了簡(jiǎn)單的探討，為更深一步進(jìn)行防腐研究打下基礎(chǔ)。

橋梁；混凝土；腐蝕；

2009年，經(jīng)過(guò)對(duì)天津市市區(qū)范圍內(nèi)的189座橋梁和46座地道的安全檢查，發(fā)現(xiàn)多數(shù)橋梁翼緣板、墩柱表面、泄水孔周圍及橋臺(tái)背墻等部位存在腐蝕現(xiàn)象，有的梁端及帽梁甚至存在由于腐蝕引起的混凝土開裂、露筋等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了橋梁的使用壽命。主要是因?yàn)樘旖蚴械靥幯睾５貐^(qū)，空氣和雨水中都含有一定的氯鹽成分，尤其在近海地區(qū)濃度更大，加上冬季為消除橋面的冰凍和積雪而噴灑的鹽水。鹽水通過(guò)防水性能不好的伸縮縫流向墩臺(tái)或通過(guò)防水性能不好的橋面系滲入到混凝土的縫隙里造成鹽腐蝕，加速了橋梁混凝土的腐蝕破壞。

腐蝕破壞形式

（1）梁體、地表墩柱腐蝕損壞。該類破壞主要是由于鹽腐蝕和凍融循環(huán)引起的，發(fā)展速度非?？臁Ｒ?jiàn)圖1。

（2）伸縮縫漏水造成梁端、蓋梁處混凝土腐蝕，產(chǎn)生順筋裂縫，表層混凝土大面積脫落。經(jīng)過(guò)對(duì)天津市區(qū)189座橋梁調(diào)研發(fā)現(xiàn)，除新建橋梁外，大多橋梁都存在著這樣的問(wèn)題。

實(shí)際上，不只是伸縮縫，包括排水管外密封、防撞墻二次澆筑的施工縫等也存在著同樣的問(wèn)題。見(jiàn)圖2。

（3）保護(hù)層大面積脫落。這個(gè)問(wèn)題在天津市區(qū)橋梁中也是普遍存在的，一方面由于我國(guó)早期的橋梁保護(hù)層設(shè)計(jì)得偏薄，混凝土很快碳化，誘發(fā)鋼筋銹蝕、膨脹；另一方面受建設(shè)時(shí)期施工技術(shù)水平所限，保護(hù)層厚度控制不準(zhǔn)，規(guī)范允許存在-5～+10 mm的偏差，很難精確控制。見(jiàn)圖3。

（4）防撞墻爛根嚴(yán)重。防撞墻處在橋梁最為惡劣的工作環(huán)境中，車輛通過(guò)時(shí)融雪鹽水的濺射污損、局部酸性氣體的集中侵蝕以及干濕交替、凍融循環(huán)的影響等，導(dǎo)致防撞墻腐蝕尤為嚴(yán)重。見(jiàn)圖4。

腐蝕機(jī)理

鋼筋銹蝕

正常情況下，混凝土呈高堿性，在鋼筋表面形成鈍化保護(hù)膜，能隔絕水分、氧氣與鋼筋金屬的接觸，阻止鋼筋銹蝕。鈍化膜失效主要有2種情況。

（1）混凝土碳化。即空氣中的CO2從混凝土表面擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部，與呈堿性的水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2發(fā)生作用，形成中性的CaCO3，削弱混凝土的堿度，使鈍化膜不能繼續(xù)維持并在水分和氧的參與下發(fā)生持續(xù)銹蝕。

（2）氯鹽的侵入。即氯離子從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋位置，積累到一定濃度（臨界濃度）后破壞鈍化膜，使鋼筋銹蝕。天津市橋梁處于沿海地區(qū)，由于氯鹽侵入造成的鋼筋銹蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

鋼筋銹蝕的生成物體積膨脹，導(dǎo)致混凝土順筋開裂和混凝土保護(hù)層剝落，銹蝕會(huì)損害鋼筋與混凝土之間的粘著力，削弱鋼筋的截面面積并使鋼筋變脆，從而影響結(jié)構(gòu)的適用性（裂縫、表面銹跡等），甚至安全性。

混凝土的腐蝕與損傷

對(duì)混凝土材料造成腐蝕或損傷的環(huán)境作用主要有反復(fù)凍融以及水、土介質(zhì)中的鹽、酸等化學(xué)腐蝕?；炷羶?nèi)的孔隙水經(jīng)反復(fù)凍融而逐漸達(dá)到臨界飽和后，冰凍產(chǎn)生的壓力很快就會(huì)使混凝土表層崩裂并發(fā)展到剝落、集料裸露的程度；除冰鹽不但能對(duì)鋼筋造成嚴(yán)重銹蝕，而且對(duì)表層混凝土也有很大的破壞作用，使表面起皮剝落。

環(huán)境作用對(duì)混凝土的侵蝕與損傷首先發(fā)生在表層混凝土，使混凝土截面或混凝土材料強(qiáng)度受到損壞。

常見(jiàn)的防腐措施

（1）梁邊設(shè)置滴水檐或滴水槽。梁邊翼緣板腐蝕是由于下雨時(shí)，雨水順著欄桿地袱流到梁邊，再倒流到梁翼緣根部及腹板，造成邊梁的水跡、堿跡直至腐蝕?？梢栽O(shè)置一個(gè)防倒流裝置來(lái)阻止雨水的倒流，如設(shè)置滴水檐或者滴水槽等。

（2）泄水管設(shè)置應(yīng)符合規(guī)范要求。泄水孔周圍及附近腐蝕的主要原因?yàn)樾顾姿闹芑炷敛幻軐?shí)且防水層做得不好。針對(duì)這種問(wèn)題應(yīng)嚴(yán)格控制泄水管部位的施工，確保符合規(guī)范要求。

（3）做好伸縮縫防水施工。橋梁的伸縮縫長(zhǎng)期暴露在大氣中，加上車輛不斷地沖擊荷載，使用環(huán)境比較惡劣，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易遭到破壞而又較難以修補(bǔ)的部位。伸縮縫一旦破壞漏水，很容易造成墩臺(tái)腐蝕損壞。因此橋梁伸縮縫在設(shè)計(jì)、施工上應(yīng)嚴(yán)格控制，做好伸縮縫防水，確保橋梁的使用壽命。

（4）混凝土表面防腐處理?；炷帘砻嫱磕ㄓ袡C(jī)硅、氟碳涂料，抵抗外界有害介質(zhì)的入侵；混凝土表面做硅烷浸漬等憎水處理。有些地方還可采用透水模板襯里、電化學(xué)保護(hù)等措施。

防腐工作探討

（1）橋梁混凝土防腐工作應(yīng)該貫穿于設(shè)計(jì)、選材、施工、使用和維護(hù)的全過(guò)程。如果說(shuō)設(shè)計(jì)、選材和施工階段的防腐工作是橋梁健康的先天條件，那么使用和維護(hù)階段的防腐蝕工作就是橋梁健康的后天條件。先天條件固然重要，后天條件更不容忽視。

（2）全方位監(jiān)督橋梁防腐工作落實(shí)情況。建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方應(yīng)定期進(jìn)行橋梁回訪，檢查橋梁防腐工作的落實(shí)和執(zhí)行情況，一方面對(duì)預(yù)先的防腐措施進(jìn)行總結(jié)，另一方面根據(jù)防腐措施的實(shí)現(xiàn)情況開展新的防腐措施的研究。

（3）市政養(yǎng)管部門應(yīng)劃撥專門的防腐養(yǎng)管經(jīng)費(fèi)，將橋梁防腐工作作為一項(xiàng)重要任務(wù)來(lái)抓，徹底解決橋梁混凝土的腐蝕問(wèn)題。

（4）橋梁養(yǎng)管過(guò)程中，定期做好橋梁普查工作，對(duì)腐蝕引起的病害及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)和防腐處理，防止病害的惡化和腐蝕的加劇。如及時(shí)清理伸縮縫內(nèi)雜物、做好橋面積水的排除、泄水管的疏通等；冬季盡量減少含氯離子的除冰鹽、融雪劑的使用，控制氯離子的含量，減少對(duì)橋梁混凝土的滲透。

U445.73

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1008-3197（2010）01-46-02

2010-01-22

張培雷/女，1982年出生，工程師，碩士，天津市道路橋梁管理處橋梁管理所，從事橋梁檢測(cè)工作。