謝曉強(qiáng)，念騰飛，曹蘇隴

（1.蘭州理工大學(xué)，蘭州 730000；2.中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)研究院有限公司，蘭州 730000）

1 鋼筋混凝土橋梁防腐蝕施工的必要性

鋼筋混凝土橋梁受到環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)磨損、腐蝕等問(wèn)題，這些環(huán)境類型包括酸雨環(huán)境、碳化環(huán)境、氮鹽腐蝕環(huán)境、凍結(jié)環(huán)境、腐蝕環(huán)境、硫酸鹽環(huán)境等[1]。環(huán)境類別劃分見(jiàn)表1。

表1 環(huán)境類別劃分

在鋼筋混凝土橋梁防腐蝕研究中，應(yīng)對(duì)上述可能導(dǎo)致腐蝕情況的各種外部因素進(jìn)行全面總結(jié)，對(duì)不同因素的特點(diǎn)進(jìn)行歸納，根據(jù)具體的環(huán)境特點(diǎn)，相關(guān)人員應(yīng)選擇較為科學(xué)、合理的防腐措施。在不同環(huán)境中，鋼筋混凝土橋梁會(huì)受到潮氣、酸雨、一氧化碳、氯離子等因素影響，導(dǎo)致鋼筋混凝土橋梁的鋼筋出現(xiàn)脹裂、腐蝕情況，也可能因?yàn)殇摻罨炷翗蛄菏芡獠凯h(huán)境因素影響而出現(xiàn)結(jié)晶、酸化、硫化等情況，進(jìn)而導(dǎo)致鋼筋混凝土橋梁整體結(jié)構(gòu)性能和穩(wěn)定性受到破壞，對(duì)鋼筋混凝土橋梁使用的安全性、耐久性造成影響。

對(duì)于鋼筋混凝土橋梁的防腐，可以通過(guò)在鋼筋的表面涂抹防腐涂層，使用高性能的混凝土、防護(hù)層、阻銹劑、電沉積、化學(xué)脫鹽、陰極保護(hù)等方式做好防護(hù)工作，特別是對(duì)于透水模板襯里技術(shù)，通常選擇使用無(wú)紡布，結(jié)構(gòu)分為支撐層、排水透氣層、阻擋層。在結(jié)構(gòu)中阻擋層和透氣層極為重要，特別是模板襯里，能夠有效改善鋼筋混凝土橋梁表層質(zhì)量，例如，能夠有效增加混凝土致密性，提升回彈硬度、碳化能力、抗磨耗性、增大抗拉強(qiáng)度，阻礙氯離子侵入、防護(hù)抗凍等[2]。

因此，在鋼筋混凝土橋梁施工過(guò)程中，為避免環(huán)境因素對(duì)鋼筋混凝土橋梁的使用性能與安全性產(chǎn)生影響，需要加強(qiáng)對(duì)防腐蝕工作的重視，確保防護(hù)工作的全面性、科學(xué)性及合理性，從而有效提升橋梁使用的安全性。

2 容易導(dǎo)致鋼筋混凝土橋梁發(fā)生腐蝕的因素

2.1 溫度

由于季節(jié)變換，溫度會(huì)出現(xiàn)較大的變化，受到外界溫度影響，鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。具體過(guò)程為：環(huán)境溫度較高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹，當(dāng)溫度降低后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會(huì)收縮，由此，溫度的反復(fù)變化導(dǎo)致橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)反復(fù)出現(xiàn)收縮與膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混凝土裂縫，空氣中的水分通過(guò)裂縫進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)容，對(duì)鋼筋產(chǎn)生腐蝕，從而對(duì)橋梁整體的安全性和穩(wěn)定性造成影響。

2.2 氯離子滲透

在鋼筋混凝土橋梁中，氯離子滲透是導(dǎo)致橋梁發(fā)生腐蝕的主要因素之一。在鋼筋混凝土橋梁施工中，施工材料中含有的氯元素會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)中氯離子含量增加，氯離子具有很強(qiáng)的穿透能力。當(dāng)氯離子吸附于鋼筋表面的鈍化膜處時(shí)，可使該處的pH 值迅速降低，破壞鈍化膜，最終導(dǎo)致鋼筋混凝土出現(xiàn)局部腐蝕。其所具備的腐蝕性不僅會(huì)導(dǎo)致橋梁表面發(fā)生鈍化，同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)生銹情況，隨著時(shí)間的推移生銹情況會(huì)不斷加重，造成橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的腐蝕，隨時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。

2.3 自身因素

混凝土屬于堿性物質(zhì)，容易與空氣中的CO2發(fā)生碳化反應(yīng)，從而使混凝土保護(hù)層脫落，鋼筋外露，加速鋼筋材料的腐蝕過(guò)程。對(duì)橋梁自身安全性造成嚴(yán)重危害。如混凝土中含有碳酸鹽化合物，會(huì)對(duì)降低孔隙水的pH 值，導(dǎo)致鋼筋混凝土橋梁受到腐蝕，對(duì)鋼筋混凝土橋梁整體水平和質(zhì)量造成影響。另外，不同的橋梁項(xiàng)目工程對(duì)于混凝土強(qiáng)度需求有所不同，因此，在實(shí)際鋼筋混凝土橋梁建設(shè)施工中所使用的混凝土材料對(duì)橋梁腐蝕情況存在較大影響。

3 鋼筋混凝土橋梁防腐蝕性能提升策略

3.1 降低鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)氯離子含量

前文提到，在鋼筋混凝土橋梁項(xiàng)目中，氯離子含量是導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)腐蝕的主要因素，因此，在鋼筋混凝土橋梁建設(shè)中需要加強(qiáng)對(duì)施工材料氯離子含量的控制，進(jìn)而提升橋梁整體水平與質(zhì)量。按照我國(guó)相關(guān)規(guī)定，在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)嚴(yán)格控制氯離子含量小于0.15%。

3.2 使用涂層材料

隨著使用時(shí)間的增加，鋼筋混凝土橋梁因受外部環(huán)境的影響會(huì)逐漸出現(xiàn)腐蝕情況，但是通過(guò)應(yīng)用涂層材料能將橋梁和外部環(huán)境進(jìn)行隔離，有效控制氯離子滲透，從而起到防腐作用。另外，涂層材料具有低熱、耐磨等性能優(yōu)勢(shì)，在鋼筋混凝土橋梁防腐施工中被廣泛應(yīng)用。在施工中，需要注意以下要點(diǎn)。

3.2.1 確定鋼筋混凝土橋梁防腐涂層施工方案

鋼筋混凝土橋梁的混凝土暴露于外界環(huán)境中，空氣中的水分、CO2等侵入結(jié)構(gòu)內(nèi)部后，會(huì)腐蝕混凝土及鋼筋材料，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。另外，橋梁處于污染環(huán)境中同樣會(huì)增加腐蝕程度和速率，因此，在進(jìn)行涂層施工前，需要相關(guān)人員對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境情況進(jìn)行勘察，對(duì)微環(huán)境變化和氣候差異，環(huán)境的濕度和溫度進(jìn)行測(cè)定，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度變化、污染情況等因素[3]進(jìn)行全面的考慮，確保涂層施工方案的科學(xué)性與合理性。

3.2.2 使用新型涂層材料

根據(jù)使用年限，鋼筋混凝土橋梁涂層分為長(zhǎng)效型和普通型2 種。長(zhǎng)效型土層能夠連續(xù)使用15～25 年；普通型需要能夠連續(xù)使用10～15 年。當(dāng)前，我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)涂層材料的研究逐漸深入，新型涂層材料和漆材料的研發(fā)使用可以有效延長(zhǎng)土層材料的使用年限和應(yīng)用性能。例如，氟碳面漆、富鋅底漆等材料，以及熱噴鋁、熱噴鋅等施工技術(shù)的應(yīng)用，可以將鋼筋混凝土橋梁涂層的使用年限提升至20～25 年，實(shí)現(xiàn)鋼筋混凝土橋梁長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定、安全使用。

3.2.3 合理確定涂層厚度

在鋼筋混凝土橋梁涂層施工中，土層厚度對(duì)防腐效果和防腐性有關(guān)鍵作用，涂層過(guò)厚會(huì)增加施工成本、工作量以及環(huán)境污染程度；涂層過(guò)薄會(huì)導(dǎo)致防腐效果不佳，一般情況下，涂層的厚度為40～80 μm。

3.2.4 涂層材料的選擇

鋼筋混凝土橋梁涂層施工中，涂層材料的選擇會(huì)對(duì)防腐效果和防腐性能產(chǎn)生直接影響，根據(jù)環(huán)境和結(jié)構(gòu)部位的不同，使用的涂層材料也存在一定的差異，對(duì)材料進(jìn)行科學(xué)選擇，從而對(duì)鋼筋混凝土橋梁鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效保護(hù)。通常可以選用富鋅漆涂料進(jìn)行防腐蝕。富鋅漆是涂漆材料的統(tǒng)稱，分為環(huán)氧類涂料和無(wú)機(jī)類涂料。無(wú)機(jī)類涂料又分為水性無(wú)機(jī)涂料和醇溶性無(wú)機(jī)涂料。富鋅漆涂料對(duì)施工工藝以及施工條件要求較低，自身的電化學(xué)保護(hù)性能良好，但是在濕度較高的環(huán)境中不適用。無(wú)機(jī)類富鋅漆具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和耐高溫性，使用的范圍較為廣泛，在鋼筋混凝土橋梁中防腐效果較好。

對(duì)于涂層涂料，現(xiàn)階段在鋼筋混凝土橋梁中最為常用的是氟碳涂料，氟碳涂料又劃分為多種類別，其類別不同性能也有一定的差異，如果僅考慮施工工藝，則可以選擇使用丙烯酸氨酯，在實(shí)際鋼筋混凝土橋梁防腐施工中需要根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的選擇。

3.3 合理配置混凝土攪拌比例

為有效提升鋼筋混凝土橋梁的防腐性能，需要對(duì)混凝土的配制比例進(jìn)行嚴(yán)格控制。首先采取相應(yīng)措施降低氯離子擴(kuò)散速度，通過(guò)合理控制混凝土的配比，提升混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B透性，減小混凝土及鋼筋材料被腐蝕的概率。并且根據(jù)工程需要加入細(xì)集料，利用專業(yè)設(shè)備進(jìn)行混凝土振搗，排出其中存在的空氣，減少混凝土材料中的孔隙，從而有效提升混凝土的抗?jié)B透性和密實(shí)性，從而有效避免腐蝕情況的發(fā)生。

3.4 加強(qiáng)監(jiān)督管理

在鋼筋混凝土橋梁項(xiàng)目中，對(duì)原材料質(zhì)量的控制能夠有效提升鋼筋混凝土橋梁的質(zhì)量，所以，為使鋼筋混凝土橋梁具備良好的防腐性能，需要加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的控制，不論是采購(gòu)人員還是施工人員，都需要提升質(zhì)量意識(shí)，在施工前以及施工中加強(qiáng)質(zhì)量控制意識(shí)，在提升鋼筋混凝土橋梁整體質(zhì)量、安全性的同時(shí)，提高鋼筋混凝土橋梁的防腐性能，保證鋼筋混凝土橋梁使用年限和穩(wěn)定性。

3.5 加強(qiáng)人員素質(zhì)培養(yǎng)

鋼筋混凝土橋梁防腐施工中，施工人員的技能水平和工作態(tài)度對(duì)項(xiàng)目的整體質(zhì)量有直接影響。因此，需要加強(qiáng)對(duì)施工人員技能水平的培養(yǎng)，使其具備足夠的知識(shí)和專業(yè)技能，確保施工人員在施工過(guò)程中能夠按照技術(shù)要求進(jìn)行規(guī)范施工。另外，需要根據(jù)人員情況開(kāi)展培訓(xùn)工作，邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于鋼筋混凝土橋梁防腐蝕施工，需要加強(qiáng)對(duì)施工人員的技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保施工的順利開(kāi)展和材料使用的安全性，加強(qiáng)混凝土配比控制，并加強(qiáng)監(jiān)督管理，對(duì)施工過(guò)程中的操作進(jìn)行管理控制，加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督，如果出現(xiàn)裂縫等情況及時(shí)進(jìn)行保護(hù)修復(fù)，最大限度地避免腐蝕問(wèn)題的發(fā)生，并按照實(shí)際情況選擇最為經(jīng)濟(jì)的涂層材料，提高橋梁的防腐性能。