王明
摘要:本人結合多年的工作實際 , 對多座橋梁的鋼筋銹蝕檢測工作進行分析后 , 對橋梁結構鋼筋的銹蝕機理及防治措施作了較深入的探討,文章主要對橋梁中鋼筋的銹蝕問題進行分析探討。
關鍵詞:橋梁;鋼筋;銹蝕;檢測
本人從事公路橋梁檢測工作十多年,對多座橋梁進行過鋼筋保護層現場檢測與數據計算的處理,文章通過對比及分析現行若干相關規程標準后,結合檢測實踐,就鋼筋保護層檢測及評定方法等問題進行探討及總結,提出了個人的一些觀點,以供借鑒參考.
1鋼筋銹蝕的主要成因及影響鋼筋銹蝕的因素
(1)梁體鋼筋銹蝕
造成這種情況的原因是梁體保護層過薄開裂,致使鋼筋裸露在空氣中并與水分充分接觸發生銹蝕。另外,橋梁伸縮縫處漏水,雨水順著伸縮縫流進梁體中。從梁體內部滲入直接銹蝕鋼筋。
(2)橋面板或橋面鋪裝鋼筋發生銹蝕
發生此類鋼筋銹蝕的橋梁,其橋面缺少防水材料而構成路面的材料為空隙性瀝青混合料,其孔隙率>6%,屬于透水性路面。水分析易滲入。另外橋面鋪裝層混凝土質量不過關。在水的浸泡和行車荷載作用下,強度逐漸降低,并發生粉化使鋼筋直接和水接觸發生銹蝕。
(3)影響鋼筋銹蝕的因素
在鋼筋混凝土結構中,鋼筋處于水泥水化時生成的強堿介質里CPH值在l2~l4之間。鋼筋在這種介質中,表面會形成鈍化膜,可以抑制鋼筋的腐蝕過程。因此。在一般情況一F,鋼筋受到周圍混凝土的保護,并不產生銹蝕。但如果混凝土密實性不足,或保護層太薄以至遭到破壞,或混凝土施工時摻入過量的外加劑(如食鹽、氯化鈣等),再加上一定外界條件的作用,鋼筋周圍鈍化膜將遭到局部破壞而發生銹蝕。
(4)鋼筋銹蝕對結構的影響
鋼筋銹蝕對混凝土橋梁結構強度的影響,主要表現在:a.鋼筋銹蝕而降低了,影響了橋梁的使用壽命。b削弱了鋼筋的受力面積,特別是高強鋼絲的表面積大而斷面小,銹蝕對受力的危害甚大。c.鐵銹層引起的混凝土裂縫(主要是沿鋼筋縱向的裂縫),削弱了鋼筋(抗拉抗剪)和混凝土(抗壓)的共同作用。所以,鋼筋銹蝕將會使橋梁結構遭到嚴重破壞。
2混凝土結構中鋼筋銹蝕的檢測方法
(1)對于梁體、墩臺等部位的鋼筋
我們采取了表面觀測法。這種方法對檢查梁體是否銹蝕很方便。對于凈空比較高的橋梁,使用高倍望遠鏡進行觀測。首先仔細檢查結構是否開裂漏水,一般來說漏水的裂縫其鋼筋很可能已經發生銹蝕,嚴重的銹蝕使混凝土龜裂、松散,馬上可判斷其內部鋼筋已發生銹蝕。另外混凝土表面的銹跡也是結構鋼筋銹蝕的重要特征。
(2)對于橋面板、橋面鋪裝等表面不易觀測的部位,我們采用拖鏈法和敲擊法所謂拖鏈法是用一根鐵鏈從橋面上拖過,注意煩聽鐵鏈從橋面拖動時發出的聲音,如果發生空洞的聲音。即可判斷該部位鋼筋已經發生銹蝕。敲擊法是用小鐵錘敲擊懷疑發生鋼筋銹蝕的部位,同樣發生空洞聲音的部位即為嚴重銹蝕之處。
(3)結構中鋼筋銹蝕狀態,由鋼筋電位測量儀測定的電位差來判斷鋼筋在結構物中的狀態由鋼筋電位測量儀測定的電位差可根據表1來判斷鋼筋在結構物中的狀態。我們通過檢測得到的鋼筋銹蝕狀況與實際鋼筋銹蝕的程度做了大量的對比性試驗,從分析的結果看所測得的鋼筋電位值反應了鋼筋的銹蝕程度。
(4)對于檢查出橋梁結構部件出現的裂縫超過規范值,而鋼筋未發生嚴重銹蝕的,應采取措施防止裂縫加大造成鋼筋的進一步銹蝕,一般情況下我們采取環氧樹脂灌筑法“壁可”法環氧樹脂法是將樹脂膠人工注入裂縫內,利用樹脂膠的粘結性和滲透性來阻止水分和空氣的進入,切斷鋼筋同外界的接觸。而“壁可”法是通過橡膠管自動完成注入,在注入過程中始終保持約3kg/cm2壓力,能將修補材料注入到寬僅0.02mm的裂縫未段。
另外“壁可”法所用的修補材料也與傳統的環氧樹脂材料有明顯的區別,此材料具有良好的柔韌性、收縮性、耐久性、滲透力和瞬間固化等特點。這種方法,材料比較先進,操作比較簡單,修補強度高,施工質量易保證。
3建議
(1)在鋼筋的選用上采用帶有環氧樹脂層的鋼筋。這種涂層能有效地防止鋼筋銹蝕,可阻止水和帶電的離子到達鋼筋的表面,因此,即使混凝土產生裂縫,鋼筋也能得到很好的保護,大大延長結構的使用壽命。這種鋼筋已經在發達國家中得到廣泛的應用。但是使用這種鋼筋會增加橋梁的費用,一般只用于最易發生銹蝕的部位。
(2)選用合適的伸縮縫,防止水從伸縮縫處下漏,一般說來手勒縫更能有效地防止水的下漏,做好橋面排水設計,防止橋面排水不暢,為迅速排除橋面雨水,橋面鋪裝設置成雙向橋面橫皮,橫坡度為1.5%~2.0%。當橋面縱坡>2%,橋長超50m時,宜在橋上每隔12~15m設置一個泄水管,當橋面縱坡<2%時,則宜每隔6~8m設置一個泄水管。在設置時應注意泄水管出口端低于梁底面一定的距離,防止水流撒落到梁體上。
(3)施工階段,首先做好鋼筋除銹工作,在進行混凝土施工時,一定要減小施工誤差,保證保護層的厚度。加強養護管理,做好橋梁的定期檢查工作,對鋼筋銹蝕這一病害給予足夠的重視,保持清潔、排水暢通、泄水孔要經常疏通。對于已經查出這一病害的橋梁應及時處理,以防止病害擴大,危及橋梁的安全。
4結束語
鋼筋銹蝕對鋼筋混凝土結構性能的影響主要有以下體現:鋼筋銹蝕直接使鋼筋截面積減小,從而使鋼筋的承載力下降,極限延伸率減少;產生應力集中,造成疲勞破壞;鋼筋銹蝕后體積比銹蝕前的體積大2-3倍,使混凝土順筋開裂,使結構物耐久性降低;鋼筋銹蝕使鋼筋與混凝土之間的粘結力下降"因此,鋼筋銹蝕對結構的承載力和耐久性都造成了嚴重影響,由此帶來的維修與加固費用也是相當昂貴的,嚴重情況可使整個結構物遭到破壞。