鋼筋混凝土橋梁耐久性措施探討

摘要本文針對(duì)提高混凝土橋梁耐久性的主要措施進(jìn)行了探討，其基本措施包括：提高混凝土的抗腐蝕性能、耐久性設(shè)計(jì)、耐久性施工以及耐久性養(yǎng)護(hù)等四個(gè)方面。

中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Discussion on Measures of Reinforced Coagulation Soil Bridges Durability

Gesangquzhen

(Transit Transport Bureau of Naqu District， Naqu， Tibet 852000;

Changsha University of Technology， Changsha， Hu'nan 410000)

AbstractThis paper aiming at improving the durability of concrete bridge main measures are discussed， and its basic measures include: to improve the corrosion resistance of concrete， the durability design， construction and durability of the durability of curing four aspects.

Key wordsReinforced coagulation soil Bridges; Durability; Measures

1 提高混凝土的抗腐蝕性能

1.1 抗?jié)B性

（1）精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格控制混凝土配合比，一般要求控制水泥最低和最高用量：其水灰比要按不同工程對(duì)象，不同要求，嚴(yán)格控制；適當(dāng)提高砂率，保證混凝土的和易性和密實(shí)性；（2）對(duì)砂石原材料的堅(jiān)固性、顆粒級(jí)配、清潔度等嚴(yán)格要求，特別是其含泥量，絕對(duì)不允許超過其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量；（3）通過試驗(yàn)合理正確地?fù)郊油饧觿┘暗V物摻合料，提高混凝土的耐久性、改善混凝土的工作性；①（4）采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振搗，特別是鋼筋密實(shí)部位，更應(yīng)精心操作，保證混凝土的密實(shí)性。

1.2 抗凍性

由于混凝土抗凍性主要取決于其孔隙率、孔結(jié)構(gòu)及孔的水飽和程度。因此提高混凝土抗凍性也主要應(yīng)從降低混凝土孔隙度，改善其孔結(jié)構(gòu)入手。②常用的措施有以下幾種；

（1）摻用優(yōu)質(zhì)引氣劑及高效減水劑或引氣型減水劑。摻引氣劑對(duì)增強(qiáng)混凝土的抗凍性具有重要作用，根據(jù)我國相關(guān)部門調(diào)查發(fā)現(xiàn)，混凝土中摻引氣劑可以有效的防止混凝土出現(xiàn)凍害情況，而不摻引氣劑的混凝土在使用十五年左右就會(huì)出現(xiàn)裂縫、表層掉落等病害。

（2）嚴(yán)格控制水灰比，提高混凝土密實(shí)性。所以，為了防止混凝土的冷凍害情況發(fā)生，科學(xué)調(diào)整合理的水灰比成為有效的解決措施。特別是高效減水劑能夠極大的減少工程用水量，提高混凝土強(qiáng)度，抗凍性也能得到相應(yīng)的提高。

（3）防止混凝土早期受凍。混凝土早期凍害直接影響混凝土的正常硬化及強(qiáng)度增長。因而冬季施工時(shí)必須對(duì)混凝土加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)或適當(dāng)加入早強(qiáng)劑或防凍劑嚴(yán)防混凝土早期受凍。

1.3 鋼筋保護(hù)

鋼筋保護(hù)最基本的措施是提高混凝土自身的防護(hù)能力：選擇優(yōu)質(zhì)水泥、增加水泥用量、控制混凝土中的氯化物含量、降低水灰比、使用優(yōu)良外加劑、摻合料、增加保護(hù)層厚度等。另外在較嚴(yán)酷的腐蝕環(huán)境條件下還應(yīng)采用附加措施：混凝土外涂層、鋼筋阻銹劑、特種鋼筋、陰極保護(hù)等方面。

1.4 裂縫控制

鋼筋混凝土橋在施工和日后使用中所承受的基本負(fù)荷主要有各種外荷載和變形荷載兩種。前者包括自身重力和外界作用；后者為溫度、混凝土收縮等。③裂縫也因上述兩種荷載而產(chǎn)生。在施工過程主要應(yīng)控制第二類荷載產(chǎn)生的裂縫。

（1）溫度裂縫。溫度裂縫的產(chǎn)生原因是由于混凝土在結(jié)構(gòu)澆筑過程中所存在的水化熱流程，如果澆筑的混凝土面積和體積很大，內(nèi)部大量的水泥水化熱會(huì)產(chǎn)生膨脹壓力，其基本原理是內(nèi)熱外冷，而且由于混凝土剛剛澆筑完成，整體性能缺乏抗拉力，從而導(dǎo)致混凝土外部產(chǎn)生裂縫。在解決這一問題，必須從問題的產(chǎn)生機(jī)理角度出發(fā)，在混凝土澆筑過程中盡量減小內(nèi)部溫度與外部溫度的大小。

（2）收縮裂縫。在混凝土澆筑完成后，需要等待混凝土降溫，而由于散熱過程中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部水分蒸發(fā)，體積產(chǎn)生收縮。另外由于混凝土中膠質(zhì)體的膠凝性，會(huì)造成局部混凝土硬化收縮。這兩種收縮共同作用下的混凝土?xí)a(chǎn)生較大的收縮力，當(dāng)這種收縮力達(dá)到一定的極限，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此控制這類裂縫需解決好降溫收縮和硬化收縮這兩個(gè)問題。

2 混凝土耐久性設(shè)計(jì)

2.1 混凝土及原材料要求

橋梁結(jié)構(gòu)的原材料主要包括混凝土和外摻劑。根據(jù)對(duì)影響混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性主要因素的分析，在目前混凝土橋梁的耐久性設(shè)計(jì)中，應(yīng)從混凝土的抗?jié)B透性、抗凍性、鋼筋銹蝕的控制和預(yù)防堿骨料反應(yīng)等方面進(jìn)行。其中（下轉(zhuǎn)第99頁）（上接第54頁）混凝土的抗?jié)B透性用抗?jié)B等級(jí)確定，一般情況橋梁混凝土抗?jié)B等級(jí)應(yīng)不低于S6；抗凍性通過混凝土的抗凍標(biāo)號(hào)確定，不同使用環(huán)境，如大氣環(huán)境、水位變動(dòng)區(qū)、除冰鹽易腐蝕區(qū)的混凝土抗凍標(biāo)號(hào)應(yīng)有不同的要求；鋼筋銹蝕的控制應(yīng)著重注意除冰鹽易腐蝕區(qū)，如伸縮縫和落水口處，這些部位應(yīng)采用摻加鋼筋阻銹劑、使用環(huán)氧涂層鋼筋、混凝土表面涂層隔離等措施控制混凝土內(nèi)部的鋼筋銹蝕，特別是預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，孔道灌漿和封錨混凝土應(yīng)采取阻銹措施。

2.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)施

結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)施的規(guī)范性對(duì)橋梁壽命產(chǎn)生直接的影響。規(guī)范合理的橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是受力方向合理、構(gòu)造科學(xué)、施工便捷等方面。為了保證橋梁的壽命最大化，橋梁排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤為重要。科學(xué)合理的排水結(jié)構(gòu)可以保證橋身不殘留積水，從而有效的防止水侵蝕對(duì)橋梁整體的安全威脅。在這一要求下，橋梁伸縮縫要盡可能采用隔、防水型伸縮縫，泄水管也要盡量選擇密封較好的材料制作。橋梁結(jié)構(gòu)防水層材料選擇要堅(jiān)持以在外力作用下不會(huì)發(fā)生功能性改變的原則。橋面整體結(jié)構(gòu)要盡量采用現(xiàn)澆混凝土的施工方式進(jìn)行。

3 混凝土耐久性施工

3.1 混凝土配合比和外加劑

集料應(yīng)通過試驗(yàn)或?qū)嵺`驗(yàn)證可以作為混凝土的骨料使用。應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和耐凍、耐磨性能。不宜使用可能與水泥中的堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或可能發(fā)生物理變化的骨料，如果條件限制必須使用這種骨料時(shí)應(yīng)同時(shí)使用低堿水泥。外加劑應(yīng)不產(chǎn)生對(duì)混凝土及鋼筋有害的物質(zhì)，應(yīng)不降低混凝土的耐久性?；炷翍?yīng)根據(jù)所用的材料作配合比設(shè)計(jì)，使混凝土具有適當(dāng)?shù)暮鸵仔院统矶?，澆筑能順利入模并包裹鋼筋和預(yù)埋件，不發(fā)生離析或過多的泌水。配合比設(shè)計(jì)應(yīng)作試驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性要求，對(duì)最小水泥用量、最大水灰比及混凝土拌合物的氯離子含量按有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢測，其實(shí)測值不得超出規(guī)定的最大限制。暴露于凍融環(huán)境中的混凝土應(yīng)摻入引氣劑，保證混凝土中有適當(dāng)?shù)目组g隔和孔徑分布。

3.2 模板

使用能大幅度地減小吸水膨脹力的堅(jiān)硬模板；澆筑混凝土?xí)r監(jiān)控模板內(nèi)混凝土上升速度，使其限制在一定的范圍之內(nèi)。模板內(nèi)的鋼筋要合理安裝定位，并牢固定性，此外，模板還要有較強(qiáng)的強(qiáng)度和密度性，在混凝土澆筑過程中不能使其錯(cuò)位、移位。

3.3 養(yǎng)護(hù)

拌合的混凝土應(yīng)盡快入模，并以適當(dāng)?shù)乃俣葷仓炷?。不得使用局部己硬化的混凝土、加水重拌的混凝土以及初凝后再次攪拌的混凝土。混凝土?yīng)充分振搗；在分層澆筑過程中，橋梁的連接部分的混凝土也要認(rèn)真振搗。混凝土在溫度較低的情況下澆筑時(shí)，其相關(guān)的材料、鋼筋、模板以及堆料地面溫度要保持合理控制?；炷敛牧蠑嚢枨翱梢钥紤]加溫，使其保持較為合理的溫度。相反，在溫度較高的氣候下，要防止混凝土溫度過高，可以考慮利用涼水?dāng)嚢琛?/p>

4 維修養(yǎng)護(hù)

混凝土結(jié)構(gòu)使用階段應(yīng)定期進(jìn)行耐久性檢測，及時(shí)維修損壞部位。對(duì)耐久性敏感的結(jié)構(gòu)部位如伸縮縫、排水設(shè)備等處，應(yīng)重點(diǎn)檢查和維修。

注釋

①孫海燕.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古水利，2009（1）.

②孟超.試析混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素及預(yù)防[J].民營科技，2008（2）.

③鄧學(xué)軍.混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性技術(shù)研究[J].北方交通，2008（12）.