试论桥梁钢筋混凝土结构的腐蚀防治措施

发表时间:2020/6/15   来源:《基层建设》2020年第5期   作者:王雷
[导读] 摘要:桥梁当中的钢筋混凝土结构对公路桥梁整体的坚固性、强度、硬度、稳定性等性能都有直接的影响,而钢筋混凝土结构腐蚀问题较为常见,是桥梁施工质量强化的重点和难点。
        黑龙江省五大连池市农村公路事业发展中心  黑龙江五大连池  164199
        摘要:桥梁当中的钢筋混凝土结构对公路桥梁整体的坚固性、强度、硬度、稳定性等性能都有直接的影响,而钢筋混凝土结构腐蚀问题较为常见,是桥梁施工质量强化的重点和难点。利用腐蚀防治措施,能够对钢筋混凝土结构进行防护,这就需要保证防腐措施应用有效性,本文将对桥梁钢筋混凝土结构的腐蚀防治措 施进行论述。
        关键词:桥梁;钢筋混凝土结构;腐蚀防治措施
        钢筋混凝土结构是桥梁的主要承重结构,并且也是桥梁工程重要的组成结构。但是由于钢筋混凝土材料本身的性质,与外界空气环境接触的过程中,经常会出现腐蚀现象。容易引发损坏问题,桥梁的坚固性、稳定性都会下降,从而导致桥梁结构的安全性受到影响。桥梁施工是我国公路工程建设的重要内容,对桥梁钢筋混凝土结构采取腐蚀防治措施,来提升结构的防腐蚀性能,对于公路桥梁运行安全性提升有重要意义。
        一、钢筋混凝土的腐蚀原因及主要特征
        在研究如何科学开展钢筋混凝土结构的腐蚀防治工作时,首先应当结合施工工作经验,分析出造成混凝土出现腐蚀问题的根本原因,以便于从根源上拟定相应的解决对策。
        1.腐蚀原因分析
        钢筋混凝土结构与自然空气当中具有腐蚀性的物质接触,就会出现被腐蚀的情况,钢筋被腐蚀主要是由于混凝土碳化以及空气中的氯离子附着在表面所致,而水泥的水化反应,会产生氢氧化钙物质,水泥酸碱性会逐渐向碱性发展,成为强碱状态,此时钢筋表面会生成一层钝化膜,对钢筋具有保护作用。但是随着桥梁工程使用时间的增长,空气环境当中的CO2、SO2等气体会逐渐进入钢筋混凝土内部,与内部的氢氧化钙反应生成钙盐,从而时混凝土酸碱度发生变化,致使空气中的氯离子能够进入破坏钝化膜附着于钢筋的表面,钢筋就会被腐蚀。
        而混凝土结构被腐蚀,是混凝土表面结构长期裸露在自然环境当中,经受风吹雨淋、暴晒等,混凝土会产生损坏、风化等现象,从而产生腐蚀,还有可能出现化学腐蚀。而就混凝土自身的性能也是腐蚀诱发因素,本身混凝土具有抗腐蚀性能,但是当混凝土的密度和抗渗性下降时,混凝土抗腐蚀性能就会下降。而混凝土密度的影响因素就是水泥配比比例。另外,钢筋材料的质量问题也是引发腐蚀的关键因素,还需要施工单位做好质量管控工作。
        2.结构腐蚀的主要特征
        一是钢筋的裸露锈蚀进一步导致混凝土结构的破坏;二是外部介质的作用使混凝土发生改变引起钢筋锈蚀,混凝土保护层沿锈蚀的钢筋方向形成裂缝,腐蚀性介质沿着裂缝进入,加速钢筋的锈蚀,形成恶性循环。裂缝发展到一定程度,混凝土保护层脱落,构件失去承载力。
        二、混凝土材料的腐蚀防治措施
        在展开防腐蚀工作时,施工单位需要结合桥梁钢筋混凝土结构施工建设的基本流程展开分析。
        1.混凝土原材料优选
        施工单位应当先从混凝土材料的选择方面入手,关注水泥的强度等级、砂石骨料的粒径大小,并关注市场上不同钢筋材料的质量及价格,结合桥梁施工工作的基本要求拟定采购方案。在材料进场时,应当安排管理团队对材料质量进行严格的检查,尤其是要关注钢筋表面是否有锈蚀或者凹凸不平的情况,对于这种材料要拒绝签收。
        2.配合比设计进行科学配比
        混凝土原材的配比设计会影响混凝土结构的性能,其中就包括混凝土的抗腐蚀性,因而要先对混凝土配比进行设计和实验,在配比方案强度与密度均达标的基础上,选择强度更大的配比方案。一般来说,施工单位会选择采取制作试样的方式,观察钢筋混凝土的实际使用效果,并结合当地的自然气候条件及地质情况,合理调整混凝土配比方案。


        3.耐腐蚀性外加剂的科学使用
        掺加耐腐蚀性外加剂可以改善混凝土内部孔隙结构,使骨料和水泥的界面结构发生一定的变化,从而提高混凝土在恶劣环境中耐腐蚀的性能。抗腐蚀性外加剂有塑化剂、引气剂、三乙醇胺等,改善混凝土的和易性和水化过程,从而改变内部孔隙结构,提高抗渗性能和抗腐蚀性。具体需要控制好外加剂的添加量,这是目前影响桥梁施工质量的关键因素。
        4.利用粉煤灰和磨细矿粉强化耐腐蚀性
        粉煤灰与水泥发生反应生成的水化硅酸钙和水化铝酸钙可以使碱度大幅度降低,从而改善混凝土的内部结构,提高密实性。磨细矿粉的作用和粉煤灰相同,都能降低混凝土的碱度并提高密实性,但掺加磨细矿粉有可能使混凝土产生收缩裂缝,效果会适得其反。所以要控制掺加量,不宜超过50%。
        三、腐蚀防治的具体施工操作环节
        通常腐蚀防治施工方法包括两种,一种是在混凝土材料当中添加防腐蚀的外加剂,一种是在施工完成后,对桥梁表面涂刷防腐蚀材料。现阶段大多数施工单位会融合使用这两种方法,以提高桥梁腐蚀防治的最终效果。
        1.防腐处理
        用密封剂进行结构表面的防腐蚀处理,施工前去除浮土、残渣、污油等杂物,对缝隙、破损部位进行修复,将密封剂均匀喷洒在表面,将干时喷少量水使表面湿润,加速化学反应。应用洁净水,不得用海水拌合。控制好水灰比,保证混凝土拌合均匀。加强振捣,密实度达到设计要求。在防腐处理工作完成后,施工单位需要对桥梁混凝土结构进行养护施工,目的是提高混凝土的使用寿命,一般需要结合天气变化情况拟定科学的养护方案。
        2.防腐涂料的应用
        涂料满足耐碱性、抗渗透性、耐候性等方面的要求。底漆、中间漆、面漆的匹配,涂层厚度经济合理。水源桥采用的是环氧封闭底漆30~40um,环氧厚膜型中间漆150um,丙烯酸聚氨酯面漆80um的设计搭配。
        3.防腐结构表面处理
        在腐蚀防治施工工作完成后,施工人员还需要对桥梁钢筋混凝土结构的表面进行科学的处理。具体包括:打磨机打磨粗糙的表面,使混凝土表面的平整度、粗糙度满足施工条件,表面浮尘、污垢、油脂等杂物的扫除、清洗,对蜂窝麻面等缺陷进行处理,缺棱掉角地方用砂浆修补,经过处理后的表面要洁净,无松动的砼,平整密实,含水率小于10%后方可进入下一道工序。
        4.分层涂装施工
        涂装层通常为双组,先将两组分混合搅拌均匀,然后涂刷。大面积用滚涂法,小面积刷涂法,待表面干燥密实后进入下一道工序。涂装层施工间隔、养护时间、涂装方式等是施工质量控制的关键,直接影响涂装效果。在新时期的发展过程中,如何对施工技术进行创新研究,以提高防腐蚀效果,就是目前各个施工单位关注的重点问题。
        结语:桥梁钢筋混凝土结构被腐蚀的问题,对于桥梁工程建设质量和安全的影响作用是非常大的。而桥梁工程建设的环境具有复杂性的特点,必须要利用腐蚀防治技术,来提高钢筋与混凝土结构抗腐蚀性能,并在结构表面设置防腐层来保护钢筋混凝土结构,防止结构被腐蚀。从而保证桥梁钢筋混凝土结构的质量和性能,延长公路桥梁结构的使用寿命。
        参考文献:
        [1]申茂枝,闫桃芬,李钦勇.防治混凝土桥梁预埋钢筋锈蚀的几种措施[J].内蒙古公路与运输,2014(1):68-69.
        [2]钱琪锦.浅谈钢筋混凝土结构的腐蚀及预防[J].全面腐蚀控制,2017,31(5):72-73.
        [3]李晓雪,刘丽芸.城市钢筋混凝土结构腐蚀与防护的必要性探讨[J].科技创新与应用,2017(26):180-181.
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