電化學(xué)防腐材料在橋梁施工中的應(yīng)用分析

侯繼鵬

中鐵十七局三公司 河北 石家莊 050081

1 工程概況

京新高速大烏改擴(kuò)建項(xiàng)目現(xiàn)狀為雙向四車道高速公路，改造采用兩側(cè)擴(kuò)寬的方法，擴(kuò)建成雙向八車道公路。項(xiàng)目沿線分布大量鹽漬土，以亞硫酸～硫酸鹽漬土為主，鹽漬化程度為中度，土體對(duì)砼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)腐蝕，對(duì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有中等腐蝕。

高速公路既有橋梁采用兩側(cè)加寬的方式擴(kuò)建，遵循“同結(jié)構(gòu)、同跨徑、上連下不連”的理念，既橋梁下部結(jié)構(gòu)采用分離方式，上部結(jié)構(gòu)采用剛性連接，連接處鋼筋通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行防除處理[1]。

2 防腐工藝要點(diǎn)

橋梁鋼筋混凝土材料的耐久性直接影響結(jié)構(gòu)的使用壽命，鑒于項(xiàng)目所處的地質(zhì)條件及外界環(huán)境情況，對(duì)高速公路加寬橋梁拼接部位鋼筋砼的防腐要求比較高，防腐處理措施的有效性顯得尤為重要。

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，我們也常采取一些措施來(lái)保護(hù)結(jié)構(gòu)不受外界環(huán)境侵蝕，增強(qiáng)材料的耐久性。常用的鋼筋混凝土的防腐措施主要有：①優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)增強(qiáng)混凝土抗?jié)B性能；②添加外加劑增加混凝土的抗腐蝕性能；③加強(qiáng)施工工藝控制保證混凝土澆筑的密實(shí)度；④采用墊塊等措施保證鋼筋保護(hù)層厚度；⑤加強(qiáng)早起養(yǎng)護(hù)保證混凝土強(qiáng)度；⑥在混凝土表面涂刷防腐涂料等等。

本項(xiàng)目橋梁按規(guī)范要求應(yīng)進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)，分別從砼強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度、裂縫、防腐蝕等幾個(gè)方面考慮耐久性設(shè)計(jì)。同時(shí)也從內(nèi)部因素著手，引入新技術(shù)材料防腐：電化學(xué)防腐材料。

對(duì)拼寬橋連接處采用電化學(xué)防腐措施：在拼寬濕接縫植筋上綁扎電化學(xué)防腐蝕材料(犧牲陽(yáng)極)，布置間距1m，預(yù)防由于新澆筑砼中的鋼筋和既有結(jié)構(gòu)砼基層之間的腐蝕電位不同，導(dǎo)致后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中拼接部位鋼筋的腐蝕。

3 主要工作原理

橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中，不斷遭受外界環(huán)境各種因素的侵蝕，隨著混凝土的逐漸老化被腐蝕，其中氯化物污染處的混凝土內(nèi)部鋼筋因?yàn)殍F被氧化失去電子變?yōu)殛?yáng)極，未含有氯離子處的鋼筋變?yōu)殛帢O，F(xiàn)e逐漸被CL-置換成Fe2+。

對(duì)于腐蝕漏筋的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物，修補(bǔ)方式主要是采鋼筋除銹后涂刷阻銹劑，之后再用砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂等材料對(duì)破損的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)。但是經(jīng)過(guò)修補(bǔ)后的鋼筋混凝土中，原有的混凝土含有氯化物，缺損處的修補(bǔ)材料不含氯化物，即原有混凝土里的鋼筋變成陽(yáng)極，修補(bǔ)處的鋼筋變?yōu)殛帢O。在受氯離子腐蝕的混凝土和新修補(bǔ)的砂漿之間，由于陰陽(yáng)兩極的存在會(huì)造成電勢(shì)差，加速鋼筋的銹蝕，缺損處的修補(bǔ)反而給結(jié)構(gòu)帶來(lái)更嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)腐蝕。

電化學(xué)防腐材料構(gòu)成主要包括：棒狀型獨(dú)立的陽(yáng)極、長(zhǎng)導(dǎo)線、堿性的活性鋅三個(gè)部分組成。工作原理是：將電化學(xué)防腐材料與鋼筋通過(guò)導(dǎo)線連接，由于防腐材料陽(yáng)極采用金屬為鋅，鋅的活性比鐵的活性高，在腐蝕過(guò)程中，由電化學(xué)防腐材料犧牲陽(yáng)極，鋅優(yōu)先失去電子，自身被氧化腐蝕，從而保證鋼筋中的鐵不被氧化，說(shuō)白了就是犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法。因此在若干個(gè)區(qū)段，一定間距布置電話學(xué)防腐材料，就可以代替鋼筋數(shù)十年的腐蝕。

高速公路橋梁的拼接加寬施工是在完成下部結(jié)構(gòu)施工后，對(duì)新舊橋梁上部結(jié)構(gòu)梁板進(jìn)行植筋連接，然后澆筑濕接縫混凝土。舊橋結(jié)構(gòu)混凝土被腐蝕含有氯離子處鋼筋和新拼接橋梁不含氯離子的鋼筋連接后，也會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，加速結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕。因此采用電化學(xué)防腐材料，可有效預(yù)防或延緩結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕效率，保證橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命和使用安全[2]。

4 橋梁上部結(jié)構(gòu)拼接主要施工步驟

①梁板拼接前需對(duì)舊橋梁板進(jìn)行植筋。②新橋梁板安裝完成后可進(jìn)行新建部分鉸縫、橋面鋪裝施工。③在拼接前將原橋拼接部位鋪裝予以鑿除，注意保護(hù)舊橋鋼筋不被損傷。④濕接縫鋼筋及橋面鋪裝鋼筋連接。⑤拼接部位新舊混凝土之間需涂刷結(jié)構(gòu)截面膠，采用改性環(huán)氧界面膠。⑥拼接部位在植筋與新橋邊板預(yù)埋鋼筋焊接段綁扎電化學(xué)材料，每個(gè)橫斷面布置3個(gè)電化學(xué)材料，縱向間距嚴(yán)格按照1m控制；電化學(xué)材料性能需滿足《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTG/T B07-1-2006)中相關(guān)要求。⑦澆筑混凝土后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

5 注意事項(xiàng)

施工過(guò)程中應(yīng)注意保護(hù)電化學(xué)防腐材料中活性鋅棒外的砂漿保護(hù)層不被損壞。因?yàn)樯皾{保護(hù)層可以保護(hù)活性鋅不受外界環(huán)境腐蝕，工作過(guò)程中鋅棒僅被電化學(xué)因素所腐蝕，可減緩腐蝕速度。

電化學(xué)防腐材料的掉線應(yīng)與鋼筋連接牢固，確保氧化過(guò)程中電離子傳輸效果，犧牲陽(yáng)極保護(hù)鋼筋不被腐蝕。電化學(xué)防腐材料防工作過(guò)程中，單個(gè)材料起防腐作用范圍有限，因此要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)間距布置，確保不漏裝。在混凝土澆筑振搗過(guò)程中，應(yīng)注意采取措施保護(hù)電化學(xué)防腐材料不被震動(dòng)脫落。

6 結(jié)束語(yǔ)

電化學(xué)防腐材料在橋梁施工中用于預(yù)防或保護(hù)剛剛開(kāi)始腐蝕的混凝土，在混凝土已經(jīng)腐蝕的情況下使用能夠減緩腐蝕速率，增加修復(fù)結(jié)構(gòu)的使用壽命。因?yàn)樗梢葬槍?duì)腐蝕區(qū)域進(jìn)行特殊保護(hù)，所以這種方法可以減少日益增加的養(yǎng)護(hù)成本。在公路橋梁施工中，公路橋梁不斷改進(jìn)施工技術(shù)和施工工藝具有重要意義，因此，公路橋梁施工企業(yè)和建設(shè)企業(yè)必須要加強(qiáng)施工過(guò)程中的技術(shù)研究，發(fā)現(xiàn)并解決存在的問(wèn)題，不斷總結(jié)有效的技術(shù)控制措施，進(jìn)一步提升人民群眾的生活質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展。