融雪劑對(duì)混凝土橋涵和路面的危害分析

張 勇 凌云志

（大慶油田路橋工程有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163453）

0 引言

我國(guó)在橋涵的修建中采用的主要為砼結(jié)構(gòu)，在橋面的鋪設(shè)中采用瀝青或者混凝土路面，但是如果在混凝土中滲入氯鹽會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)凍融，進(jìn)而造成鋼筋的腐蝕，使得混凝土路面受到影響。同時(shí)如果氯離子在鋼筋的表面聚集一定的程度，達(dá)到一定的臨界值后將會(huì)造成鋼筋的腐蝕。腐蝕物的聚集會(huì)導(dǎo)致鋼筋體積擴(kuò)大數(shù)倍，進(jìn)而造成混凝土開裂、脫落，影響橋涵和路面的承載能力。

1 融雪劑的應(yīng)用原理

當(dāng)前公路的融雪劑主要為氯化鈉、氯化鎂以及氯化鈣等氯化物，也被稱為冰化鹽。融雪劑融雪的原理是通過對(duì)水冰點(diǎn)的降低實(shí)現(xiàn)融雪的效果。比如，如果在100g的冰雪中融入33g的氯化鈉就能夠?qū)⑺谋c(diǎn)將為-21oC，換言之將水的0oC冰點(diǎn)降低到即使-20oC也不會(huì)結(jié)冰[1]。如果采用氯化鈣冰點(diǎn)會(huì)更低。氯鹽的融雪劑在除雪的過程中主要有兩點(diǎn)作用，第一鹽類本身具有一定的溶解吸熱作用，同時(shí)鹽水的凝固點(diǎn)更低，在雪溶解后鹽難以再結(jié)冰，有利于對(duì)雪的清理。同時(shí)融雪劑溶于水之后，水中離子的濃度也會(huì)大幅度提升，水液相蒸汽壓下降的同時(shí)冰的固態(tài)蒸汽壓恒定。

2 融雪劑對(duì)混凝土橋涵以及路面的破壞

2.1 融雪劑對(duì)混凝土剝蝕的作用

通過融雪劑對(duì)混凝土破壞的試驗(yàn)來(lái)看，融雪劑對(duì)混凝土的剝落主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，導(dǎo)致混凝土表面的裂紋會(huì)擴(kuò)大，開裂的程度加劇，破壞速度加快，相對(duì)于耐水凍的破壞來(lái)說(shuō)，100次的破壞對(duì)于耐鹽凍的混凝土來(lái)說(shuō)只能承受20次左右，而且耐鹽凍的混凝土?xí)霈F(xiàn)斑塊狀的脫落。破壞層會(huì)不斷的發(fā)展，進(jìn)而暴露出內(nèi)部的骨料。在經(jīng)過10次左右的鹽凍后，普通混凝土的砂漿層就會(huì)開始出現(xiàn)剝落，在骨料徹底暴露后向內(nèi)部不斷的發(fā)展，使得混凝土各個(gè)層次都會(huì)出現(xiàn)疏松的情況，導(dǎo)致路面出現(xiàn)凹凸不平的情況[2]。此外，表層出現(xiàn)剝蝕，氯化鈉結(jié)晶在混凝土底部大量的聚集，遇到濕氣或者受潮后會(huì)導(dǎo)致氯化鈉與混凝土互融，在干燥后再進(jìn)行結(jié)晶，而且產(chǎn)生的結(jié)晶壓力超過骨料以及水泥砂漿的結(jié)合力。

2.2 融雪劑對(duì)混凝土的影響原理

通過融雪劑的融入能夠提升混凝土的保水度，鹽類會(huì)降低水的冰點(diǎn)，使水的膨脹率降低9%左右，但是同時(shí)也會(huì)對(duì)混凝土的保水度進(jìn)行提升，如果混凝土的保水度達(dá)到一定程度，混凝土將會(huì)在拉應(yīng)力的作用下，由于凍融循環(huán)而不斷的提升，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土的破壞。所以如果混凝土在受到冰凍后，會(huì)產(chǎn)生大量的結(jié)冰壓，相對(duì)于無(wú)融雪劑的水來(lái)說(shuō)要高出數(shù)十倍。同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生高滲透壓。由于融雪劑灑落在路面上時(shí)是不均勻的，容易發(fā)生堆積，在車輪的碾壓下又進(jìn)行分散。

2.3 融雪劑對(duì)鋼筋的銹蝕作用

首先，氯鹽本身是一種促銹劑，特別是當(dāng)金屬物質(zhì)暴露在比較濕潤(rùn)的空氣中時(shí)，氯鹽的存在會(huì)進(jìn)一步加劇金屬的銹蝕。而氯鹽的促銹原因?yàn)槁入x子會(huì)對(duì)混凝土中鋼筋的保護(hù)膜進(jìn)行破壞，氯離子通過與氧化膜的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)提升氯離子的活性，從而被氧化膜的電極吸附，并進(jìn)一步取代氧化膜中的氧離子，使得鋼筋上生成顆粒狀的銹蝕孔或者小氣泡。氧化鐵是一種可溶性的物質(zhì)，從而在鋼筋保護(hù)層陽(yáng)極的位置出現(xiàn)小孔。

其次，混入氯鹽的混凝土酸性增加，導(dǎo)致混凝土的pH值會(huì)明顯降低。而pH值的降低與摻鹽量存在正比例關(guān)系。同時(shí)氯離子在鋼筋的銹蝕過程中會(huì)聚集在陽(yáng)極的位置，通過與鐵離子的反應(yīng)在陰極產(chǎn)生堿性離子，由于自由氧吸收的作用導(dǎo)致在陽(yáng)極的電子被還原。如果陰極的氧充足，將會(huì)不斷的發(fā)生還原反應(yīng)，加劇鋼筋的銹蝕。

通過以上的分析可知，混凝土中鋼筋的銹蝕反應(yīng)是一種電化學(xué)的反應(yīng)過程，當(dāng)氧氣以及水分條件充足，將會(huì)導(dǎo)致氧化膜破壞。而氧化膜的破壞是鋼筋發(fā)生銹蝕的基礎(chǔ)，通過氧化的作用，導(dǎo)致氯離子的量不斷的增加，加劇鋼筋的銹蝕作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過撒融雪劑能夠促進(jìn)冰雪融化，有利于交通的順暢運(yùn)行，為人們的出行提供便利，但是融雪劑也會(huì)對(duì)路面造成一定的破壞作用。雖然當(dāng)前在融雪劑中已經(jīng)開始逐漸減少鹽量，但是撒鹽的情況仍然廣泛存在。為了減少這種危害，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看必須要進(jìn)行科學(xué)化的管理，發(fā)展多元化的除雪技術(shù)，盡可能的采用人工除冰的方式，減少撒鹽的負(fù)面影響，保護(hù)路面。