電化學防腐材料在橋梁施工中的應用分析

侯繼鵬

中鐵十七局三公司 河北 石家莊 050081

1 工程概況

京新高速大烏改擴建項目現狀為雙向四車道高速公路，改造采用兩側擴寬的方法，擴建成雙向八車道公路。項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，土體對砼結構具有強腐蝕，對鋼筋砼結構中的鋼筋具有中等腐蝕。

高速公路既有橋梁采用兩側加寬的方式擴建，遵循“同結構、同跨徑、上連下不連”的理念，既橋梁下部結構采用分離方式，上部結構采用剛性連接，連接處鋼筋通過技術手段進行防除處理[1]。

2 防腐工藝要點

橋梁鋼筋混凝土材料的耐久性直接影響結構的使用壽命，鑒于項目所處的地質條件及外界環境情況，對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。

橋梁結構設計和施工過程中，我們也常采取一些措施來保護結構不受外界環境侵蝕，增強材料的耐久性。常用的鋼筋混凝土的防腐措施主要有：①優化配合比設計增強混凝土抗滲性能；②添加外加劑增加混凝土的抗腐蝕性能；③加強施工工藝控制保證混凝土澆筑的密實度；④采用墊塊等措施保證鋼筋保護層厚度；⑤加強早起養護保證混凝土強度；⑥在混凝土表面涂刷防腐涂料等等。

本項目橋梁按規范要求應進行耐久性設計，分別從砼強度、鋼筋保護層厚度、裂縫、防腐蝕等幾個方面考慮耐久性設計。同時也從內部因素著手，引入新技術材料防腐：電化學防腐材料。

對拼寬橋連接處采用電化學防腐措施：在拼寬濕接縫植筋上綁扎電化學防腐蝕材料(犧牲陽極)，布置間距1m，預防由于新澆筑砼中的鋼筋和既有結構砼基層之間的腐蝕電位不同，導致后期運營過程中拼接部位鋼筋的腐蝕。

3 主要工作原理

橋梁鋼筋混凝土結構使用過程中，不斷遭受外界環境各種因素的侵蝕，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部鋼筋因為鐵被氧化失去電子變為陽極，未含有氯離子處的鋼筋變為陰極，Fe逐漸被CL-置換成Fe2+。

對于腐蝕漏筋的鋼筋混凝土結構物，修補方式主要是采鋼筋除銹后涂刷阻銹劑，之后再用砂漿、環氧樹脂等材料對破損的混凝土結構進行修補。但是經過修補后的鋼筋混凝土中，原有的混凝土含有氯化物，缺損處的修補材料不含氯化物，即原有混凝土里的鋼筋變成陽極，修補處的鋼筋變為陰極。在受氯離子腐蝕的混凝土和新修補的砂漿之間，由于陰陽兩極的存在會造成電勢差，加速鋼筋的銹蝕，缺損處的修補反而給結構帶來更嚴重的結構腐蝕。

電化學防腐材料構成主要包括：棒狀型獨立的陽極、長導線、堿性的活性鋅三個部分組成。工作原理是：將電化學防腐材料與鋼筋通過導線連接，由于防腐材料陽極采用金屬為鋅，鋅的活性比鐵的活性高，在腐蝕過程中，由電化學防腐材料犧牲陽極，鋅優先失去電子，自身被氧化腐蝕，從而保證鋼筋中的鐵不被氧化，說白了就是犧牲陽極的陰極保護法。因此在若干個區段，一定間距布置電話學防腐材料，就可以代替鋼筋數十年的腐蝕。

高速公路橋梁的拼接加寬施工是在完成下部結構施工后，對新舊橋梁上部結構梁板進行植筋連接，然后澆筑濕接縫混凝土。舊橋結構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，也會產生電勢差，加速結構鋼筋的腐蝕。因此采用電化學防腐材料，可有效預防或延緩結構鋼筋的腐蝕效率，保證橋梁結構的使用壽命和使用安全[2]。

4 橋梁上部結構拼接主要施工步驟

①梁板拼接前需對舊橋梁板進行植筋。②新橋梁板安裝完成后可進行新建部分鉸縫、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構截面膠，采用改性環氧界面膠。⑥拼接部位在植筋與新橋邊板預埋鋼筋焊接段綁扎電化學材料，每個橫斷面布置3個電化學材料，縱向間距嚴格按照1m控制；電化學材料性能需滿足《公路工程混凝土結構防腐蝕技術規范》(JTG/T B07-1-2006)中相關要求。⑦澆筑混凝土后及時進行養護。

5 注意事項

施工過程中應注意保護電化學防腐材料中活性鋅棒外的砂漿保護層不被損壞。因為砂漿保護層可以保護活性鋅不受外界環境腐蝕，工作過程中鋅棒僅被電化學因素所腐蝕，可減緩腐蝕速度。

電化學防腐材料的掉線應與鋼筋連接牢固，確保氧化過程中電離子傳輸效果，犧牲陽極保護鋼筋不被腐蝕。電化學防腐材料防工作過程中，單個材料起防腐作用范圍有限，因此要嚴格按照設計間距布置，確保不漏裝。在混凝土澆筑振搗過程中，應注意采取措施保護電化學防腐材料不被震動脫落。

6 結束語

電化學防腐材料在橋梁施工中用于預防或保護剛剛開始腐蝕的混凝土，在混凝土已經腐蝕的情況下使用能夠減緩腐蝕速率，增加修復結構的使用壽命。因為它可以針對腐蝕區域進行特殊保護，所以這種方法可以減少日益增加的養護成本。在公路橋梁施工中，公路橋梁不斷改進施工技術和施工工藝具有重要意義，因此，公路橋梁施工企業和建設企業必須要加強施工過程中的技術研究，發現并解決存在的問題，不斷總結有效的技術控制措施，進一步提升人民群眾的生活質量，促進我國基礎設施建設的發展。