路橋工程鋼筋混凝土的腐蝕及防護措施

張峰+郝修春

摘 要：隨著環(huán)境的污染惡化，環(huán)境介質中腐蝕性物質含量增加，路橋混凝土結構遭受而破壞的現(xiàn)象日益嚴重。因混凝土腐蝕而造成的經濟損失占國民經濟的比例逐年增高，因腐蝕造成的破壞事故也時有發(fā)生，因此，鋼筋混凝土的腐蝕與防護問題逐步得到人們的重視，成為研究和關注的一個重要方向。

關鍵詞：路橋工程；鋼筋混凝土；腐蝕原因；防護措施

一、路橋工程中鋼筋混凝土受到腐蝕的原因

鋼筋混凝土的腐蝕包括混凝土中鋼筋的腐蝕及混凝土材料本身的腐蝕，其中鋼筋的腐蝕屬于電化學腐蝕，混凝土材料本身的腐蝕屬于化學腐蝕和物理腐蝕。路橋工程中，鋼筋混凝土所處的環(huán)境屬于自然環(huán)境（大氣、水、土壤）。表面上看，自然環(huán)境的腐蝕問題不及工業(yè)環(huán)境腐蝕那么明顯，但這類腐蝕情況十分復雜，影響因素很多，特別是在環(huán)境污染嚴重的地區(qū)，SO2、CO2等腐蝕性物質含量增大，而且不同地域之間，甚至同一地域的不同位置，環(huán)境的腐蝕性是不同的。為更好地確保路橋鋼筋混凝土材料不被腐蝕，必須對其腐蝕原因進行充分了解具體如下：

1、混凝土碳化導致鋼筋腐蝕

鋼筋混凝土結構中，鋼筋和混凝土是其結構的兩個主體?；炷翆︿摻钣休^強的保護作用，首先，混凝土把鋼筋包圍起來，阻斷了鋼筋和自然中空氣和水等元素的接觸，從而減輕了鋼筋的腐蝕度。另外一方面就是混凝土當中的一些元素能夠對鋼筋起到鈍化的作用，在這些元素當中，最為典型的就是氫氧化鈣，這種元素和水一結合產生的溶液有非常強的堿性，從而就保障了鋼筋不會被侵蝕，起到鈍化的作用。然而，混凝土從另一個方面來說也會對鋼筋起到負面的效果，而這個原因就是混凝土的碳化。碳化是一個不能回避的話題，因為任何物體都會與空氣接觸，所以任何物體都會碳化，特別是路橋工程基本暴露于空氣中，碳化作用也就更加明顯?；炷撂蓟?，會把上面提到的氫氧化鈣元素轉變成碳酸鈣，而這會對導致混凝土的酸化，減輕其堿性。此時，無法對鋼筋起到鈍化作用，從而造成鋼筋腐蝕。

2、混凝土縫隙

施工過程中，由于水泥和石頭等材料份量分配不均，具體澆灌時，施工人員技術不到位，將導致混凝土縫隙出現(xiàn)，使鋼筋暴露在空氣中，此時鋼筋將失去保護作用。空氣中的有害氣體或雨水澆灌將導致鋼筋被侵蝕，且發(fā)生化學反應。尤其是潮濕環(huán)境下，由于氧氣和水互相作用，鋼筋極易產生電化學反應，此時將出現(xiàn)鋼筋腐蝕問題。

3、氯離子侵入

混凝土對鋼筋的鈍化作用能對鋼筋起到很好的保護作用。氯離子是一種極強的去鈍化劑，它會對混凝土產生的堿性環(huán)境起到破壞作用。氯離子和氫氧根離子能產生綠銹，綠銹從鋼筋的陽極向含氧較高的混凝土空隙遷移，經過一系列變化及化學反應，導致褐銹的生成。從以上步驟可得出，氯離子雖不會直接影響鋼筋腐蝕，但它是一種很強的催化劑，對腐蝕有很強的催化作用。在現(xiàn)代社會，由于各種化學元素的濫用及環(huán)境的污染，氯離子始終存在，如鋼筋上存有大量氯離子，將會加速鋼筋的化學反應，腐蝕鋼筋。

4、生物腐蝕

對于混凝土，生物腐蝕也會導致混凝土的劣化，然而在國內，這方面的因素還沒有得到相關單位和人員的認識和重視。生物的腐蝕包括草和樹等進入混凝土后對混凝土密度的破壞，還有化學方面的腐蝕。

二、路橋工程鋼筋混凝土腐蝕防護措施

1、表面涂層防護層

涂層可以把混凝土結構與外界腐蝕環(huán)境隔絕，對于保護混凝土本身、保持堿度和防止腐蝕介質的滲透是十分有效的。由于混凝土是堿性材料，因此，混凝土表面的涂料要采用有良好耐堿性和附著力的環(huán)氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸樹脂、氯化橡膠等涂料。瀝青也是一種較好的涂層材料，在橋面上鋪設瀝青，實際上也可以起到一定的涂層保護的作用。

2、陰極保護

鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕，同其余鋼鐵構件的腐蝕一樣，都是電化學腐蝕。根據(jù)陰極保護的原理，采用外加電流或犧牲陽極的方法，使混凝土內的鋼筋受到保護。陰極保護一般適用于導電性良好的腐蝕環(huán)境，對于電阻率較大的鋼筋混凝土，通常采用導電涂料層來實現(xiàn)，如導電砂漿覆蓋層。在實施陰極保護時要嚴格地控制保護電位，使鋼筋處于最佳保護狀態(tài)。在有雜散電流腐蝕的情況下，陰極保護是一種常用的在有雜散電流腐蝕的情況下，陰極保護是一種常用的影響，在陰極保護設計時要加以注意，或者考慮使用外加電流的陰極保護方案。

3、混凝土添加緩蝕劑

添加緩蝕劑能夠起到抑制或減緩混凝土中鋼筋的腐蝕程度，使用方便，效果也較好，被認為是鋼筋混凝土的一種長效防腐蝕措施。鋼筋混凝土中使用的緩蝕劑主是亞硝酸鈣。在實際中，往往添加緩蝕劑的方法與其它的防腐蝕措施聯(lián)合使用，以求達到最佳的保護效果。

4、鋼筋混凝土的腐蝕監(jiān)測

腐蝕監(jiān)測的方法有物理方法、無損檢測方法和電化學方法等。由于混凝土結構中鋼筋所處的環(huán)境特殊，傳統(tǒng)腐蝕監(jiān)測方法的應用受到限制。人們對適合鋼筋混凝土結構的腐蝕監(jiān)測方法進行了大量的研究工作。

（1）鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測的電化學方法。根據(jù)前面的分析，混凝土中鋼筋的腐蝕屬于電化學腐蝕，因此基于電化學測試技術的腐蝕監(jiān)測方法能夠應用于鋼筋混凝士的腐蝕監(jiān)測。鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測的電化學方法主要有交流阻抗法、表面電位法（電位圖法）、電位梯度法、極化曲線法、線性極化法以及恒電流脈沖技術等方法。

（2）鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測的光纖傳感技術。光纖傳感技術利用了光纖耐腐蝕、抗強電磁干擾、耐高溫、集信息傳感與傳輸于一體等優(yōu)點，受到人們的關注，成為鋼筋混凝土腐蝕監(jiān)測技術新的研究重點。主要是將多參數(shù)光纖傳感器預先埋植在公路和橋梁的鋼筋混凝土中，對混凝土內部的腐蝕情況進行監(jiān)測。

5、選擇新型鋼筋

（1）涂/鍍層鋼筋。鋼筋的腐蝕是鋼筋混凝土腐蝕的重要方面，人們研究了鋼筋表面防護的各種方法，包括鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、環(huán)氧涂層鋼筋等。其中環(huán)氧涂層鋼筋被認為是防止鋼筋腐蝕的有效措施之一，在國內外工程中得到比較廣泛的應用。

（2）不銹鋼鋼筋。采用奧氏不銹鋼或雙相不銹鋼鋼筋來代替普通碳鋼鋼筋，借助不銹鋼優(yōu)良的耐蝕性能，腐蝕速度大大降低，從而延緩混凝土結構的腐蝕破壞，但這種方法成本較高。

（3）高強度非金屬材料代替鋼筋。用玻璃纖維或碳素纖維強化的塑料“鋼筋”，具有取代普通鋼筋的潛力，徹底擺脫鋼筋銹蝕引起的混凝土結構開裂、剝落、破壞的可能。

6、新型混凝土材料的應用

影響混凝土腐蝕及耐久性的因素主要有混凝土的抗?jié)B透性、電阻率、堿度、水灰比等。改變這些因素，就可以改變成為國內外研究及應用的熱點方向，出現(xiàn)了所謂的高性能混凝土、長壽命混凝土等新型的混凝土材料。我國三峽工程的混凝土結構中就添加了一級粉煤灰、高效堿水劑等物質，使得其性能大大提高。

三、結束語

綜上所述，鋼筋混凝土結構作為路橋工程建設的重要結構形式，其發(fā)揮的作用越來越大。然而這種結構極易被腐蝕。為此，相關部門必須在充分了解腐蝕原因的基礎上，采取科學有效的措施減輕路橋腐蝕度，做好后期維護工作，從而保障路橋工程通行的安全性。

參考文獻

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