公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法

趙學(xué)峰

(河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河南 鄭州 450052)

在大量的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中公路橋梁是最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它能夠給人們提供很大的便利，但是道路橋梁的質(zhì)量時(shí)刻影響著人們的生命安全。因此對(duì)于公路橋梁的質(zhì)量和性能大家都非常在意。由于在人民的生活中和城市的建設(shè)過(guò)程中都需要依賴于道路和橋梁，因此必須要加強(qiáng)道路和橋梁的安全。在公路和橋梁的建設(shè)過(guò)程中不能缺少鋼筋混凝土，它作為主體在整個(gè)道路和橋梁中發(fā)揮著支撐的作用，同時(shí)也是保障道路和橋梁性能的主要因素，鋼筋的銹蝕直接影響著道路和橋梁的安全性，甚至可能導(dǎo)致橋梁的坍塌。在實(shí)際的工程中鋼筋表面的銹蝕是導(dǎo)致公路橋梁坍塌的主要原因之一。因此鋼筋的表面銹蝕是不能被忽略的，它直接影響鋼筋的使用壽命，因此在工程建設(shè)的過(guò)程中要避免鋼筋表面的銹蝕，建設(shè)單位要有目的的去預(yù)防鋼筋的銹蝕，制定相關(guān)的措施，保證道路橋梁的安全性。為我國(guó)的道路橋梁發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 我國(guó)公路橋梁鋼筋銹蝕現(xiàn)狀分析

在道路和橋梁的建設(shè)中鋼筋結(jié)構(gòu)的跨徑都比較大，承載也比較強(qiáng)，很多結(jié)構(gòu)必須要有一定的耐久性。但是大部分的工程的工期都比較短，而且很多道路橋梁常年經(jīng)受風(fēng)吹日曬和雨淋，這很多因素的作用下就會(huì)導(dǎo)致鋼筋的銹蝕，如果在施工過(guò)程中不能有效的對(duì)鋼筋的銹蝕進(jìn)行防治就會(huì)使得公路橋梁的工作年限大打折扣，甚至?xí)?dǎo)致橋梁的坍塌，公路的報(bào)廢，這種現(xiàn)象引起的后果是非常嚴(yán)重的，因此要認(rèn)清這種現(xiàn)狀，找準(zhǔn)原因，具體問(wèn)題具體解決，防止一些危害的產(chǎn)生。

目前國(guó)內(nèi)外很多著名的道路和橋梁都因?yàn)楦鲊?guó)在防銹蝕技術(shù)研究滯后的情況下出現(xiàn)了嚴(yán)重的問(wèn)題，尤其是在20世紀(jì)西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)防銹蝕技術(shù)的研究出現(xiàn)嚴(yán)重的停滯現(xiàn)象，使得鋼筋混凝土不能得到長(zhǎng)時(shí)間的保護(hù)，在運(yùn)營(yíng)幾十年以后出現(xiàn)很多的問(wèn)題，然后再花費(fèi)大量的人力物力和財(cái)力去維護(hù)，有些建筑由于鋼筋的銹蝕必須要報(bào)廢或者降級(jí)使用，造成了非常大的浪費(fèi)。我國(guó)在這方面也不例外，在20世紀(jì)初期我國(guó)大量的進(jìn)行基建，很多道路橋梁應(yīng)運(yùn)而生，這些橋梁中有很多跨徑比較大的橋梁，雖然促進(jìn)了我國(guó)道路橋梁的發(fā)展，但是由于防銹蝕技術(shù)的落后，直接導(dǎo)致很多種類的橋梁坍塌現(xiàn)象，除此之外還有很多的橋梁工作年限比較短，甚至使用不了幾年就出現(xiàn)了坍塌，這些現(xiàn)象都有可能是鋼筋的銹蝕引起的。由此可見我國(guó)的道路橋梁的處境不容樂(lè)觀。究其原因主要是有很多污染物嚴(yán)重的影響了鋼筋的使用。其中最為嚴(yán)重的就是氯離子的彌漫。因此必須要找準(zhǔn)原因，深入的研究影響鋼筋混凝土壽命的原因和方法，保證我國(guó)橋梁的使用壽命。

2 公路橋梁鋼筋銹蝕的危害以及防治銹蝕的必要性

最近十幾年我國(guó)的高速公路、橋梁的建設(shè)速度不斷的加快，同時(shí)也帶動(dòng)了城市內(nèi)的高架路的建設(shè)速度。但是由于我國(guó)的自然環(huán)境隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變得越來(lái)越壞，使得很多污染逐漸影響了很多公路橋梁的鋼筋銹蝕程度，這些問(wèn)題逐步的凸顯出來(lái)。很多公路橋梁在運(yùn)營(yíng)以后出現(xiàn)混凝土的開裂和脫落現(xiàn)象，這主要是因?yàn)槲覈?guó)的一些落后的設(shè)計(jì)理念造成的，在我國(guó)的工程設(shè)計(jì)中一直沿用重強(qiáng)度、輕耐久的設(shè)計(jì)理念，很多道路橋梁的耐久性遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到使用的要求，使得鋼筋大面積的銹蝕，造成鋼筋的受力大大降低。除此之外鋼筋混凝土的相互融合造成鋼筋混凝土在結(jié)合面上出現(xiàn)明顯的開裂，這些裂痕直接影響著道路和橋梁的使用壽命，如果長(zhǎng)時(shí)間的承受高強(qiáng)度的重力時(shí)就會(huì)導(dǎo)致橋梁的坍塌，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前世界上常用的鋼筋防銹蝕的方法時(shí)油漆防銹維護(hù)，我國(guó)也是利用這種方法，但是這種方法非常昂貴，而且效果也不是太好。因此必須研究一種長(zhǎng)時(shí)間的防銹蝕方法，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性耐久防腐蝕。隨著科技的不斷進(jìn)步，很多方法也應(yīng)運(yùn)而生，目前在我國(guó)比較流行的方法時(shí)電弧噴涂工藝，這種方法可以使生產(chǎn)效率大大的提高，同時(shí)還能降低經(jīng)濟(jì)的成本，不但能夠增加道路橋梁的壽命還能夠大大的減少環(huán)境的污染，對(duì)整個(gè)社會(huì)的發(fā)展具有極大的推動(dòng)作用。

3 公路橋梁鋼筋銹蝕帶來(lái)的危害

目前很多道路橋梁工程中會(huì)出現(xiàn)在混凝土和鋼筋的結(jié)合處有裂痕，導(dǎo)致混凝土開裂，這種現(xiàn)象主要是因?yàn)楹芏嘁蛩卦斐射摻畹匿P蝕引起的。由于鋼筋的銹蝕會(huì)大大的降低構(gòu)件的承載力，不同程度的影響橋梁的質(zhì)量。因此鋼筋的銹蝕是非常嚴(yán)重的現(xiàn)象，其不但能夠降低混凝土和鋼筋的結(jié)合力還能使得整體結(jié)構(gòu)的受用壽命嚴(yán)重下降。所以在道路橋梁施工的過(guò)程中施工單位要通過(guò)全面的研究避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。雖然很多項(xiàng)目都采取了很多可靠的措施，但是在工程項(xiàng)目中出現(xiàn)鋼筋銹蝕的現(xiàn)象是非常多見的，其中主要影響的因素包括鹽害、凍害、碳化等等，這些因素都時(shí)刻影響著道路橋梁的使用壽命。

從以上情況可以看出道路橋梁建設(shè)過(guò)程中鋼筋的防銹措施必須要做，這不但能夠提高道路橋梁的耐久性，還能夠保證人們的財(cái)產(chǎn)安全。因此我國(guó)很多專家學(xué)者開始對(duì)鋼筋防銹蝕進(jìn)行深入的研究并且得到了很多的方案，但是很多方案的的經(jīng)濟(jì)性不佳所以一種一次性耐久的防銹蝕方法還在被研究之中，同時(shí)我國(guó)還要進(jìn)一步的努力探索，才能保證我國(guó)鋼筋銹蝕防護(hù)不斷的推進(jìn)。

4 公路橋梁發(fā)生鋼筋銹蝕的根本原因

大部分的鋼筋在混凝土包裹以后會(huì)被水泥水化，水化以后的 PH值為 12-14之間，從PH值中就可以看出鋼筋處在強(qiáng)堿的環(huán)境中。在這種環(huán)境下鋼筋表面會(huì)產(chǎn)生一種鈍化膜，這種鈍化膜其實(shí)是一種保護(hù)膜，能夠在混凝土水化的情況下抑制鋼筋的腐蝕。但是很多工程項(xiàng)目在施工的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致混凝土不夠密實(shí)，從而導(dǎo)致一些污染物比如鹽、氯化鈣等等進(jìn)入密縫中，這樣就會(huì)嚴(yán)重的影響鋼筋表面的鈍化膜，使得這層鈍化膜慢慢的失去作用，這種現(xiàn)象一旦發(fā)生就會(huì)導(dǎo)致鋼筋的鈍化，然后水或者氧氣的作用下鋼筋會(huì)進(jìn)一步的被氧化，然后在表面出現(xiàn)一層鐵銹。鐵銹會(huì)極大的影響鋼筋的耐久性，造成公路橋梁的壽命減弱，以上就是目前大部分的工程項(xiàng)目中鋼筋銹蝕的原因。

4.1 碳化和有害氣體介入

鋼筋是公路和和橋梁的主要支撐裝置，其保護(hù)層非常重要，保護(hù)層一旦被破壞就會(huì)造成鋼筋的銹蝕，進(jìn)而會(huì)造成整個(gè)橋梁的損壞。在破壞鋼筋保護(hù)層的原因中碳化是一種比較常見的原因，引起碳化的原因是由于混凝土和鋼筋不密實(shí)，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性不好，造成鋼筋保護(hù)膜的碳化。

混凝土和鋼筋不密實(shí)的原因是在施工過(guò)程中使用的混凝土的質(zhì)量差造成的，除此之外混凝土的保護(hù)層厚度不夠也會(huì)造成混凝土不密實(shí)。不管是哪種原因都是使得混凝土產(chǎn)生硬化的現(xiàn)象。加上最近十幾年我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大氣環(huán)境受到嚴(yán)重的破壞，使得空氣中含有大量的氧氣和二氧化碳，這樣就會(huì)在不密實(shí)的鋼筋混凝土中產(chǎn)生大量的碳化鈣等物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)使得混凝土中的堿性下降，進(jìn)而就形成了碳化的現(xiàn)象，碳化再引起鋼筋的銹蝕，這種現(xiàn)象是影響道路橋梁安全的原因。

在空氣中的一些氯化物氣體會(huì)與混凝土中的鋼筋發(fā)生化學(xué)作用，會(huì)形成大量的孔蝕，這些孔蝕會(huì)嚴(yán)重的影響鋼筋的壽命，造成鋼筋的力學(xué)性能急劇下降，減小鋼筋的承載力。時(shí)間一長(zhǎng)就可能會(huì)導(dǎo)致鋼筋的斷裂，嚴(yán)重影響公路橋梁的安全性。因此氯化物氣體也是影響鋼筋銹蝕的主要原因之一。

4.2 環(huán)境濕度

由于鋼筋被包裹在混凝土中，在混凝土中含有很多的水份，這樣就會(huì)導(dǎo)致鋼筋產(chǎn)生水化。比如鋼筋在遇到水和氧氣以后就有可能發(fā)生銹蝕。因此環(huán)境的濕度是造成鋼筋銹蝕的原因之一。

5 公路橋梁鋼筋銹蝕問(wèn)題的解決對(duì)策

5.1 選用合適的鋼筋材料

在一些比較重要的工程項(xiàng)目中需要選擇標(biāo)號(hào)高的鋼筋，并且要嚴(yán)格的控制混凝土中的添加劑，防止外面其他的污染物造成鋼筋的腐蝕。同時(shí)在混凝土澆筑的過(guò)程中如果不能隔離氯離子就必須要加鋼筋的防銹劑，這樣就可以在一定程度上抵御氯離子的侵害，避免鋼筋銹蝕。

除此之外，在施工中，還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

第一，配置混凝土過(guò)程中使用的氯鹽類添加劑嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求進(jìn)行配制，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求施工。

第二，配置混凝土的材料需嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，且海產(chǎn)骨料不可被添加在材料當(dāng)中。

第三，海水或是氯離子含量高的水不可被添加在混凝土配置材料中。只有將海水或是氯離子含量高的水經(jīng)過(guò)處理，符合檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，才可應(yīng)用。

5.2 做好施工控制

第一，控制水灰比。水灰比的配置不合理是造成混凝土抗?jié)B勝與密實(shí)性差的主要原因之一，因此，在水灰比的配置上(添加粉煤灰、礦渣料等細(xì)集料的過(guò)程中)，保證充足攪拌的前提下，不應(yīng)過(guò)多的添加水量。否則，混凝土達(dá)不到其密實(shí)度，就容易找出空隙。

第二，將抗?jié)B劑適當(dāng)?shù)奶砑拥戒摻罨炷两Y(jié)構(gòu)中。由于抗?jié)B劑在鋼筋內(nèi)能形成膠體絡(luò)合物，對(duì)于堵塞與填充鋼筋內(nèi)部的毛細(xì)孔縫有積極作用，因此，有利于加強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性與密實(shí)度。

第三，選用合適的水泥。公路橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)在建設(shè)過(guò)程中，水泥選用是否恰當(dāng)也是影響鋼筋抗?jié)B性與密實(shí)性的重要因素。為此，選用的水泥至少需符合標(biāo)準(zhǔn)，即水泥必須水化熱低，且顆粒不可過(guò)大。水泥顆粒越粗，其凝結(jié)的速度就會(huì)越慢，泌水越多，從而其抗?jié)B性就越差。

5.3 做好外部的防護(hù)隔離

除了要內(nèi)部做好措施以外，在外部也要設(shè)置相關(guān)的隔離層，設(shè)置隔離層也是降低公路橋梁銹蝕的一種非常有效的方式。因此在施工的過(guò)程中可以在鋼筋的表面涂一些隔離層來(lái)避免鋼筋的銹蝕。其中所涂的材料包括防銹劑、鍍鋅、噴漆等等。這些方法都是非?？尚械?。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不斷的加快，工程的質(zhì)量也是人們關(guān)心的重要問(wèn)題。但是由于我國(guó)目前工程的設(shè)計(jì)理念是重承載、輕耐久。因此會(huì)造成很多道路橋梁工程的耐久性不佳。影響道路橋梁耐久性的原因是鋼筋混凝土的質(zhì)量。由于鋼筋是道路橋梁的重要支撐裝置，如果鋼筋產(chǎn)生銹蝕就會(huì)極大的影響工程的耐久性。因此必須尋找一種一次性長(zhǎng)時(shí)間保護(hù)鋼筋的方法，只有這樣才能保證避免公路橋梁鋼筋的銹蝕。才有利于我國(guó)公路橋梁事業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展。