何雪芬

(廣西壯族自治區(qū)環(huán)江公路管理局，廣西 河池 547199)

0 引言

1 工程概況

某公路橋梁工程總長度為1 200 m，所在地區(qū)為半濕潤、半干旱氣候，春季干旱多風，夏季降雨量大，冬季氣候干燥。橋梁上部結構為預應力混凝土連續(xù)箱梁，下部結構使用鉆孔灌注樁和柱式墩基礎，設計橋面凈寬度為2×14.73 m。墩柱主筋設計保護層的厚度為11～15 cm，箍筋保護層厚度為11～16 cm。橋梁經(jīng)過長期運營鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)了腐蝕的情況，需要對腐蝕的原因進行分析，并對腐蝕情況進行檢測。

2 公路橋梁鋼筋銹蝕原因分析

2.1 鋼筋銹蝕機理

當鋼筋埋設在混凝土中，具備一定的條件之后，就會發(fā)生銹蝕。電化學銹蝕過程的發(fā)生需要具備四個方面的條件：(1)鋼筋表面形成陰陽兩級，從而在鋼筋的表面出現(xiàn)電位差；(2)鋼筋表面的陽極鐵離子能夠轉換為二價鐵離子，加劇氧化過程；(3)鋼筋表面陰極部位存在大量的氧氣和水分；(4)在鋼筋陰陽兩極，電解質(zhì)的阻力比較小[1]。由于混凝土是多孔、多相的混合物，所以水分、二氧化碳、氯離子等能夠存在于混凝土中，引發(fā)橋梁鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

2.2 鋼筋銹蝕過程

在橋梁鋼筋發(fā)生銹蝕之前，氯離子的存在會使得鋼筋出現(xiàn)鈍化現(xiàn)象。在銹蝕中期，鋼筋開始發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，并且直接對混凝土的保護層產(chǎn)生一定程度的破壞；在銹蝕中后期，銹蝕已經(jīng)具有一定的危害性，銹蝕達到一定程度后會對混凝土的結構產(chǎn)生破壞，導致一些危險情況的出現(xiàn)。

2.3 影響公路橋梁鋼筋銹蝕的主要因素

2.3.1混凝土密實度和保護層的厚度因素

在相同的外界環(huán)境下，由于混凝土的密度不斷增加，保護層的厚度也在不斷增加，發(fā)生碳化所需要的時間也在不斷延長。此外，由于銹蝕機理難以滿足，外界的空氣、二氧化碳和水分等難以進入到混凝土內(nèi)部，使得鋼筋發(fā)生銹蝕的速度得到延長。

2.3.2 混凝土裂縫因素

混凝土的裂縫也會對鋼筋的銹蝕產(chǎn)生一定的影響，其主要表現(xiàn)為：(1)混凝土的裂縫加快了銹蝕介質(zhì)進入到鋼筋混凝土內(nèi)部，使得鋼筋的銹蝕速度不斷增加；(2)碳化程度也會隨著混凝土裂縫的增加而加劇?；炷恋牧芽p和鋼筋銹蝕之間的影響是相互的。

微信公眾號是商家進行業(yè)務推廣的一種有力途徑。傳播手段是一對多的將消息推送到關注平臺的客戶，因此達到率幾乎是100%。已有許多商家微信公眾號因其優(yōu)質(zhì)的推送內(nèi)容而擁有數(shù)量龐大的粉絲群體，在注重內(nèi)容原創(chuàng)性的同時，積極的尋找合作伙伴。同時，商家在微信中適度地植入廣告，實現(xiàn)了較廣范圍的傳播。

2.3.3 濕度因素

濕度會對混凝土中存在的電解質(zhì)性能產(chǎn)生影響?；炷恋臐穸仍酱?，則混凝土中的導電性能提高，加快鋼筋電化學腐蝕現(xiàn)象[2]。鋼筋發(fā)生腐蝕的因素是氧氣，混凝土濕度帶來了水分和氧氣，水分中含有的氧氣越多，則鋼筋發(fā)生銹蝕的速度也有所增加。

2.3.4 氯離子腐蝕因素

由于受到外界環(huán)境和內(nèi)在環(huán)境的影響，氯離子會逐漸滲入到混凝土內(nèi)部，一旦當混凝土中氯離子的含量超過要求之后，則鋼筋內(nèi)部會出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，混凝土中氯離子的混入因素比較多，一旦當混凝土出現(xiàn)裂縫后，氯離子就會進入到混凝土的內(nèi)部，從而發(fā)生鋼筋銹蝕現(xiàn)象。

2.3.5 混凝土碳化因素

鋼筋銹蝕情況與碳化因素也有著直接的關系?；炷猎诎l(fā)生碳化時，氧化碳和水泥中含有的堿性物質(zhì)會發(fā)生一系列的反應，從而破壞混凝土的保護層，使得混凝土材料暴露在空氣中。由于混凝土施工模塊中，污染比較嚴重，存在大量的酸性氣體，對鋼筋產(chǎn)生一定的腐蝕，降低了混凝土的pH數(shù)值，使得混凝土內(nèi)部酸性物質(zhì)的含量大大增加，無法有效提高混凝土的質(zhì)量。

3 公路橋梁鋼筋腐蝕檢測

3.1 外觀檢測

破損檢測是對鋼筋銹蝕物理檢查方式的一種，主要是在鋼筋銹蝕情況比較嚴重的情況下進行操作。為了更加全面地對鋼筋銹蝕情況進行檢測，需要采用破碎檢測法來進行操作，主要是借助外力將結構中已經(jīng)破壞的部分進行開鑿，直至鋼筋表面暴露在空氣中，借助肉眼來對鋼筋表面的銹蝕情況進行檢查[3]。必要時，可以對鋼筋銹蝕比較嚴重的部分進行截取，計算截面積損失率從而確定出鋼筋的銹蝕率。

3.2 超聲波檢測

根據(jù)我國工程建設標準化協(xié)會的要求，對橋梁墩柱采用超聲波檢測法進行檢測。在墩柱下部、中部和上部需要按照銹蝕的程度來選擇柱高來檢測[4]。在進行檢測時，需要沿著墩柱的表面橫向豎向畫網(wǎng)格，如圖1所示。采用超聲波檢測法對墩柱進行檢測時，發(fā)現(xiàn)標高2.5～3.6 m處的混凝土存在一定的缺陷。對取芯留下的鉆孔進行分析，發(fā)現(xiàn)墩柱混凝土表面存在分層現(xiàn)象，并且墩柱的中部情況最為糟糕。

圖1 測點布置示意圖(單位：cm)

3.3 墩柱鋼筋銹蝕程度檢測

3.3.1 自然電位法檢測

墩柱混凝土中鋼筋的銹蝕程度可以借助自然電位法來對其進行檢測。在進行檢查過程中，混凝土中的鋼筋和周圍的介質(zhì)會形成雙電層，并且存在一定的電位差，電位差的大小能夠反映出鋼筋自身的狀態(tài)。但是，現(xiàn)階段依然無法借助自然電位法來對電位值進行測量。采用自然電位法來對鋼筋電極進行測量，從而判斷出鋼筋的銹蝕情況[5]。其優(yōu)點是操作簡單、價格低廉，對于混凝土中鋼筋的銹蝕體系無任何的干擾，適用于實驗室內(nèi)部和現(xiàn)場檢測。在現(xiàn)場檢測工作中，可以根據(jù)實際的情況來選擇單電極法或者雙電極梯度法，主要適用于鋼筋端土外露在空氣中或者不外露在空氣中的構件(如圖2所示)。對墩柱中部和上部高度為1 m的損失嚴重的部分進行檢測時，需要參照AST法來進行操作。通過對檢測的數(shù)據(jù)進行分析，各個檢測墩位的數(shù)值主要在-200～500 mV之間?？偟囊?guī)律為：從墩位的下部向上部逐漸增大，裂縫較多的位置其數(shù)據(jù)值比較大。通過對現(xiàn)場混凝土保護層進行清除后，發(fā)現(xiàn)裂縫較多的位置，鋼筋發(fā)生銹蝕的現(xiàn)象比較嚴重。

3.3.2 水樣化驗分析

為了更加全面地對墩柱混凝土鋼筋表面出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象進行分析，在高潮位時需要對橋底下海水水樣進行抽取、分析和檢測。通過對檢測結果進行分析，橋底海水中氯離子的含量和硫酸根離子含量比較高。并且海水中氯離子的濃度超過鋼筋混凝土的規(guī)定值。

圖2 自然電位法檢測示意圖

4 維修加固方案

該路段的橋梁工程已經(jīng)竣工6年，但是由于橋梁所屬的環(huán)境比較惡劣，橋梁銹蝕部位比較嚴重。橋墩柱的腐蝕現(xiàn)象已經(jīng)達到第三階段的腐蝕破壞期，并且腐蝕速度也在不斷加快。據(jù)資料顯示，暴露在海洋浪花區(qū)域，鋼筋的銹蝕速度比較快。為了提高鋼筋的耐久性，確保橋墩柱的使用壽命，施工單位需要積極采取措施，對橋墩柱鋼筋進行加固和做好防腐蝕處理工作。

橋梁墩柱在進行設計過程中，其墩柱的保護層厚度不符合要求，無法確保橋梁的使用壽命和安全性。為了確保橋梁的設計壽命和耐久性符合要求，需要對所有的墩柱進行加固處理[6]。因此，對已經(jīng)嚴重破壞或者惡化區(qū)域表面的混凝土進行鑿取，對鋼筋進行除銹處理和加強鋼筋的穩(wěn)固性，然后再進行混凝土的澆筑工作。為了有效確保鋼筋保護層的厚度和密度符合要求，采取措施如下：

(1)蓋梁底部到墩樁接頭以下30 cm處，需要將主鋼筋暴露在空氣中。對已經(jīng)發(fā)育的部位鋼筋保護層進行及時鑿除，并且需要控制其深度，不得對混凝土結構產(chǎn)生破壞。

(2)對墩柱剝落部位和其他未經(jīng)過處理的表面需要進行鑿毛操作。

(3)對已經(jīng)發(fā)生銹蝕的鋼筋需要進行及時的除銹工作。布置好鋼筋籠之后，再進行混凝土的澆筑工作。

(4)為了有效提高混凝土的密實度，需要在混凝土拌制過程中，對水灰比進行嚴格控制。在混凝土澆筑過程中，需要密切關注墩柱周圍混凝土的高度，確保墩柱的高度保持一致。

5 結語

綜上所述，在橋梁工程運營過程中，為了滿足橋梁運營要求，需要對公路橋梁鋼筋腐蝕的原因進行分析，并做好腐蝕檢測工作。本文以實際工程為例，對公路橋梁鋼筋腐蝕的原因進行了分析，然后對鋼筋腐蝕情況進行檢測，并提出應對措施，保證了橋梁運營安全，值得類似工程參考和借鑒。