公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法

呂 建 峰

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司，山西 太原 030006)

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公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法

呂 建 峰

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司，山西 太原 030006)

闡述了公路橋梁鋼筋銹蝕防治的必要性，分析了公路橋梁鋼筋銹蝕的原因，并從鋼筋選材、施工控制、外部防護隔離三方面，提出了關于公路橋梁鋼筋銹蝕的防治方法，旨在提升公路橋梁結構的耐久性，保證公路橋梁的質量。

公路，橋梁，鋼筋銹蝕，耐久性

公路橋梁是基礎設施建設中非常重要的一個部分，它為人們生活提供了便利的條件。因此，對于公路橋梁的質量以及使用性能，大家都非常關注。整個城市建設的穩定、快速發展都依賴于它，加強公路橋梁的安全性極為重要。由于鋼筋混凝土結構是公路橋梁的主體，因而是影響公路橋梁的安全使用的重要因素，但是一旦鋼筋結構受到銹蝕等侵害，就會對橋梁的正常安全使用產生影響。從實際工程項目來看，鋼筋表面病害是導致公路橋梁斷板、坍塌的一個重要指標。在表面病害中，鋼筋銹蝕是不可被忽略的一個問題，它是影響公路橋梁的使用壽命的根本所在，因此，公路橋梁相關單位針對此方面的問題應該制定有針對性的預防措施。

1 公路橋梁鋼筋銹蝕帶來的危害

在公路橋梁工程項目中，混凝土表面沿受力鋼筋方向出現裂縫且帶有銹斑,使得混凝土開裂、膨脹，這是鋼筋銹蝕所造成的。由于鋼筋銹蝕對于削弱其截面面積和降低構件承載能力都有不同程度的影響，因此，鋼筋銹蝕屬于公路橋梁的嚴重性問題[1]。鋼筋銹蝕能降低鋼筋與混凝土的握裹力，使結構的受力性能和耐久性能減弱，所以，施工單位在施工過程中應盡量規避這類問題。為此，有必要探究鋼筋銹蝕的根本原因，在工程項目中，出現鋼筋銹蝕現象并不罕見，鹽害、凍害和碳化等都是造成鋼筋銹蝕的影響因素。

對于公路橋梁項目而言，鋼筋銹蝕防治非常有必要。這不僅是挽救公路橋梁耐久性的有效方式，也是保證人民財產安全的必然要求。由于公路橋梁一直沿用重強度輕耐久的設計概念，因此不符合公路橋梁安全性的要求[2]。為了避免鋼筋混凝土結構在其真正受力之處出現裂縫，挽救橋梁破壞和經濟損失，防治公路橋梁鋼筋銹蝕是唯一的方案。油漆防銹維護是防治公路橋梁鋼筋銹蝕的一種有效方式。但是油漆防銹維護存在兩方面的致命問題，其一是常年應用油漆維護，耗資巨大；其二是油漆維護的效果并不理想。為了尋求一種方式實現一次性耐久防銹蝕的目的，還需要進一步的努力和探索。

2 公路橋梁發生鋼筋銹蝕的根本原因

鋼筋混凝土結構中鋼筋在水泥水化情況下，pH值在12～14之間，因此，可表明其生成在強堿介質里。在此情形下，其表面形成鈍化膜，其是一層保護膜，對于抑制鋼筋的腐蝕有積極作用。但是，因受到混凝土密實性不足或保護層過于單薄、施工時摻入食鹽氯化鈣等外在因素的影響，最終減弱了介質的強堿性，這層抑制鋼筋腐蝕作用的保護膜就會失去原先的作用[3]。這種情況一旦發生，就會最終造成鋼筋鈍化。在鋼筋鈍化后，受到水、氧作用的干擾，鋼筋表面生成的物質進一步與水、氧結合，就會出現鐵銹。造成鋼筋混凝土橋梁耐久性損傷，出現鋼筋銹蝕最基本的原理正是如此。

2.1 碳化和有害氣體介入

鋼筋保護層是防止公路橋梁主體結構重要構成物鋼筋出現銹蝕的重要介質，一旦保護層出現問題，必然會出現鋼筋銹蝕現象。碳化是鋼筋保護層受到破壞的一種根本原因之一，究其根本，混凝土不密實和抗滲性能不足是造成鋼筋保護膜碳化的主要因素[4]。而混凝土不密實，一方面是鋼筋混凝土質量較差造成的，另一方面是混凝土保護層厚度不夠造成的。但是，不論是哪一種原因，都會產生銹蝕硬化的混凝土。在外界環境中，空氣中含有氧氣和二氧化碳，將不密實的混凝土置于這種環境下，產生的化學反應生成碳酸鈣等物質會使堿性逐漸降低，進而就形成了碳化。碳化造成鋼筋銹蝕，是造成公路橋梁安全風險的一種原因。

氯化物等屬于有害氣體，這些氣體與鋼筋混凝土中鋼筋相互作用，就會形成孔蝕?？孜g屬于腐蝕的一種，其危險性較大。由于孔蝕會影響鋼筋的力學性能，縮減鋼筋截面，減少鋼筋的承載力，所以極易出現鋼筋斷裂的情況，不利于公路橋梁的安全性和長久性[5]。在混凝土中，由于添加外加劑，會造成鋼筋的周圍存在氯離子，所以難以確保鋼筋周圍氧化膜不會遭到破壞，因此，從這方面來看，有害氣體也是造成鋼筋銹蝕的一種原因。

2.2 環境濕度

環境的濕度也是造成鋼筋銹蝕最不可忽視的因素。譬如鋼筋在空氣中遇到水，發生銹蝕就成了一種必然結果。以此來說，鋼筋混凝土處于潮濕的環境下，二氧化碳氣體滲入，就會對鋼筋造成銹蝕，對于公路橋梁來說，支撐起全身重量骨架的重要依靠是鋼筋和混凝土的結合物，鋼筋主要承受拉力，混凝土主要承受壓力。一旦鋼筋混凝土結合物中，鋼筋發生銹蝕，就會急劇降低鋼筋混凝土的抗拉力，影響公路橋梁的穩定性和安全性。

3 公路橋梁鋼筋銹蝕問題的解決對策

3.1 選用合適的鋼筋材料

在進行公路橋梁施工過程中，需要選用特種鋼筋。即盡可能選用性能更好的鋼筋，并且嚴格控制混凝土中外加劑的用量，防止氯離子對鋼筋的損害。在混凝土澆筑時，如果不能將氯離子進行有效隔離,使其滲入混凝土當中時，可以再增加鋼筋防銹劑，能夠在一定程度上抵御氯離子，就可以規避這方面的問題，從而減輕這方面的損害。

除此之外，在施工中，還應該注意以下幾點：

第一，配置混凝土過程中使用的氯鹽類添加劑嚴格按照設計和規范的要求進行配制，嚴格按照設計和施工規范要求施工。

第二，配置混凝土的材料需嚴格按照工程標準實施，且海產骨料不可被添加在材料當中[6]。

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過處理，符合檢驗標準，才可應用。

3.2 做好施工控制

提升混凝土的抗滲性與密實性，以免出現碳化現象。為了達到這一目的，可從三個方面入手，規避此現象。

第一，控制水灰比。水灰比的配置不合理是造成混凝土抗滲性與密實性差的主要原因之一，因此，在水灰比的配置上(添加粉煤灰、礦渣料等細集料的過程中)，保證充足攪拌的前提下，不應過多的添加水量。否則，混凝土達不到其密實度，就容易找出空隙。

第二，將抗滲劑適當的添加到鋼筋混凝土結構中。由于抗滲劑在鋼筋內能形成膠體絡合物，對于堵塞與填充鋼筋內部的毛細孔縫有積極作用，因此，有利于加強混凝土的抗滲性與密實度。

第三，選用合適的水泥。公路橋梁鋼筋結構在建設過程中，水泥選用是否恰當也是影響鋼筋抗滲性與密實性的重要因素。為此，選用的水泥至少需符合標準，即水泥必須水化熱低，且顆粒不可過大。水泥顆粒越粗,其凝結的速度就會越慢,泌水越多,從而其抗滲性就越差。

3.3 做好外部的防護隔離

在鋼筋外部設置一層有效的隔離層，也是降低公路橋梁鋼筋銹蝕的一種有效方式。公路橋梁施工中，通過外涂隔離層可規避問題。實現鋼筋外部設置隔離層的方法還有：在鋼筋表面涂上防銹材料、采用高壓霧化氣體對鋼筋表面進行火焰噴漆處理、鍍鋅位置熱處理等。這些方法都是可行性非常高的方式。對于不同的工程環境，應采用不同的方法進行防護隔離。

4 結語

在整個的橋梁工程建設施工過程中，做好鋼筋的防污染、防銹蝕和防碳化工作并不是一項非常簡單的事情。對于建設施工單位而言，選擇合適的鋼筋材料只是其中非常基礎的部分，還需要通過適宜的施工方式防止公路橋梁鋼筋出現銹蝕。因此，為了提高鋼筋的使用性能和壽命，保證公路橋梁工程的使用質量，應該探究影響公路橋梁鋼筋銹蝕的根本原因，以此為基礎，進行防治，才有利于促進我國公路橋梁事業長久發展。

[1] 閆 妍.公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法[J].交通世界(運輸·車輛),2015(6):81-83.

[2] 江 濤.分析公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法[J].科技創新導報,2013(5):110.

[3] 于曉娟.淺論公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法[J].科技信息,2014(15):277.

[4] 吳 強,曾保軍.公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法分析[J].信息化建設,2016(2):397.

[5] 張 申,閔 爽.淺析公路橋梁鋼筋銹蝕原因與防治技術[J].城市地理,2016(2):152.

[6] 沙永達.公路橋梁鋼筋銹蝕成因及防治措施[J].內蒙古公路與運輸,2012(6):29-31.

The cause and prevention method of highway bridge reinforcement corrosion

Lv Jianfeng

(ShanxiRoadandBridgeInternationalTrafficConstructionEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

This paper elaborated the necessity of highway bridge reinforcement corrosion prevention, analyzed the highway bridge reinforcement corrosion cause, and from reinforcement material selection, construction control, external protection isolation three aspects, put forward the prevention methods about highway bridge reinforcement corrosion, designed to enhance the durability of highway bridge structure, ensured the quality of highway bridge.

highway, bridge, steel corrosion, durability

1009-6825(2016)27-0158-03

2016-07-15

呂建峰(1977- )，男，工程師

U455.71

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