公路橋梁鋼筋銹蝕原因及防治方法

趙學(xué)峰

(河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 河南 鄭州 450052)

在大量的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中公路橋梁是最為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它能夠給人們提供很大的便利，但是道路橋梁的質(zhì)量時刻影響著人們的生命安全。因此對于公路橋梁的質(zhì)量和性能大家都非常在意。由于在人民的生活中和城市的建設(shè)過程中都需要依賴于道路和橋梁，因此必須要加強(qiáng)道路和橋梁的安全。在公路和橋梁的建設(shè)過程中不能缺少鋼筋混凝土，它作為主體在整個道路和橋梁中發(fā)揮著支撐的作用，同時也是保障道路和橋梁性能的主要因素，鋼筋的銹蝕直接影響著道路和橋梁的安全性，甚至可能導(dǎo)致橋梁的坍塌。在實際的工程中鋼筋表面的銹蝕是導(dǎo)致公路橋梁坍塌的主要原因之一。因此鋼筋的表面銹蝕是不能被忽略的，它直接影響鋼筋的使用壽命，因此在工程建設(shè)的過程中要避免鋼筋表面的銹蝕，建設(shè)單位要有目的的去預(yù)防鋼筋的銹蝕，制定相關(guān)的措施，保證道路橋梁的安全性。為我國的道路橋梁發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

1 我國公路橋梁鋼筋銹蝕現(xiàn)狀分析

在道路和橋梁的建設(shè)中鋼筋結(jié)構(gòu)的跨徑都比較大，承載也比較強(qiáng)，很多結(jié)構(gòu)必須要有一定的耐久性。但是大部分的工程的工期都比較短，而且很多道路橋梁常年經(jīng)受風(fēng)吹日曬和雨淋，這很多因素的作用下就會導(dǎo)致鋼筋的銹蝕，如果在施工過程中不能有效的對鋼筋的銹蝕進(jìn)行防治就會使得公路橋梁的工作年限大打折扣，甚至?xí)?dǎo)致橋梁的坍塌，公路的報廢，這種現(xiàn)象引起的后果是非常嚴(yán)重的，因此要認(rèn)清這種現(xiàn)狀，找準(zhǔn)原因，具體問題具體解決，防止一些危害的產(chǎn)生。

目前國內(nèi)外很多著名的道路和橋梁都因為各國在防銹蝕技術(shù)研究滯后的情況下出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題，尤其是在20世紀(jì)西方一些發(fā)達(dá)國家對防銹蝕技術(shù)的研究出現(xiàn)嚴(yán)重的停滯現(xiàn)象，使得鋼筋混凝土不能得到長時間的保護(hù)，在運(yùn)營幾十年以后出現(xiàn)很多的問題，然后再花費(fèi)大量的人力物力和財力去維護(hù)，有些建筑由于鋼筋的銹蝕必須要報廢或者降級使用，造成了非常大的浪費(fèi)。我國在這方面也不例外，在20世紀(jì)初期我國大量的進(jìn)行基建，很多道路橋梁應(yīng)運(yùn)而生，這些橋梁中有很多跨徑比較大的橋梁，雖然促進(jìn)了我國道路橋梁的發(fā)展，但是由于防銹蝕技術(shù)的落后，直接導(dǎo)致很多種類的橋梁坍塌現(xiàn)象，除此之外還有很多的橋梁工作年限比較短，甚至使用不了幾年就出現(xiàn)了坍塌，這些現(xiàn)象都有可能是鋼筋的銹蝕引起的。由此可見我國的道路橋梁的處境不容樂觀。究其原因主要是有很多污染物嚴(yán)重的影響了鋼筋的使用。其中最為嚴(yán)重的就是氯離子的彌漫。因此必須要找準(zhǔn)原因，深入的研究影響鋼筋混凝土壽命的原因和方法，保證我國橋梁的使用壽命。

2 公路橋梁鋼筋銹蝕的危害以及防治銹蝕的必要性

最近十幾年我國的高速公路、橋梁的建設(shè)速度不斷的加快，同時也帶動了城市內(nèi)的高架路的建設(shè)速度。但是由于我國的自然環(huán)境隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展變得越來越壞，使得很多污染逐漸影響了很多公路橋梁的鋼筋銹蝕程度，這些問題逐步的凸顯出來。很多公路橋梁在運(yùn)營以后出現(xiàn)混凝土的開裂和脫落現(xiàn)象，這主要是因為我國的一些落后的設(shè)計理念造成的，在我國的工程設(shè)計中一直沿用重強(qiáng)度、輕耐久的設(shè)計理念，很多道路橋梁的耐久性遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到使用的要求，使得鋼筋大面積的銹蝕，造成鋼筋的受力大大降低。除此之外鋼筋混凝土的相互融合造成鋼筋混凝土在結(jié)合面上出現(xiàn)明顯的開裂，這些裂痕直接影響著道路和橋梁的使用壽命，如果長時間的承受高強(qiáng)度的重力時就會導(dǎo)致橋梁的坍塌，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

目前世界上常用的鋼筋防銹蝕的方法時油漆防銹維護(hù)，我國也是利用這種方法，但是這種方法非常昂貴，而且效果也不是太好。因此必須研究一種長時間的防銹蝕方法，能夠?qū)崿F(xiàn)一次性耐久防腐蝕。隨著科技的不斷進(jìn)步，很多方法也應(yīng)運(yùn)而生，目前在我國比較流行的方法時電弧噴涂工藝，這種方法可以使生產(chǎn)效率大大的提高，同時還能降低經(jīng)濟(jì)的成本，不但能夠增加道路橋梁的壽命還能夠大大的減少環(huán)境的污染，對整個社會的發(fā)展具有極大的推動作用。

3 公路橋梁鋼筋銹蝕帶來的危害

目前很多道路橋梁工程中會出現(xiàn)在混凝土和鋼筋的結(jié)合處有裂痕，導(dǎo)致混凝土開裂，這種現(xiàn)象主要是因為很多因素造成鋼筋的銹蝕引起的。由于鋼筋的銹蝕會大大的降低構(gòu)件的承載力，不同程度的影響橋梁的質(zhì)量。因此鋼筋的銹蝕是非常嚴(yán)重的現(xiàn)象，其不但能夠降低混凝土和鋼筋的結(jié)合力還能使得整體結(jié)構(gòu)的受用壽命嚴(yán)重下降。所以在道路橋梁施工的過程中施工單位要通過全面的研究避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)。雖然很多項目都采取了很多可靠的措施，但是在工程項目中出現(xiàn)鋼筋銹蝕的現(xiàn)象是非常多見的，其中主要影響的因素包括鹽害、凍害、碳化等等，這些因素都時刻影響著道路橋梁的使用壽命。

從以上情況可以看出道路橋梁建設(shè)過程中鋼筋的防銹措施必須要做，這不但能夠提高道路橋梁的耐久性，還能夠保證人們的財產(chǎn)安全。因此我國很多專家學(xué)者開始對鋼筋防銹蝕進(jìn)行深入的研究并且得到了很多的方案，但是很多方案的的經(jīng)濟(jì)性不佳所以一種一次性耐久的防銹蝕方法還在被研究之中，同時我國還要進(jìn)一步的努力探索，才能保證我國鋼筋銹蝕防護(hù)不斷的推進(jìn)。

4 公路橋梁發(fā)生鋼筋銹蝕的根本原因

大部分的鋼筋在混凝土包裹以后會被水泥水化，水化以后的 PH值為 12-14之間，從PH值中就可以看出鋼筋處在強(qiáng)堿的環(huán)境中。在這種環(huán)境下鋼筋表面會產(chǎn)生一種鈍化膜，這種鈍化膜其實是一種保護(hù)膜，能夠在混凝土水化的情況下抑制鋼筋的腐蝕。但是很多工程項目在施工的過程中會導(dǎo)致混凝土不夠密實，從而導(dǎo)致一些污染物比如鹽、氯化鈣等等進(jìn)入密縫中，這樣就會嚴(yán)重的影響鋼筋表面的鈍化膜，使得這層鈍化膜慢慢的失去作用，這種現(xiàn)象一旦發(fā)生就會導(dǎo)致鋼筋的鈍化，然后水或者氧氣的作用下鋼筋會進(jìn)一步的被氧化，然后在表面出現(xiàn)一層鐵銹。鐵銹會極大的影響鋼筋的耐久性，造成公路橋梁的壽命減弱，以上就是目前大部分的工程項目中鋼筋銹蝕的原因。

4.1 碳化和有害氣體介入

鋼筋是公路和和橋梁的主要支撐裝置，其保護(hù)層非常重要，保護(hù)層一旦被破壞就會造成鋼筋的銹蝕，進(jìn)而會造成整個橋梁的損壞。在破壞鋼筋保護(hù)層的原因中碳化是一種比較常見的原因，引起碳化的原因是由于混凝土和鋼筋不密實，使得整個結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性不好，造成鋼筋保護(hù)膜的碳化。

混凝土和鋼筋不密實的原因是在施工過程中使用的混凝土的質(zhì)量差造成的，除此之外混凝土的保護(hù)層厚度不夠也會造成混凝土不密實。不管是哪種原因都是使得混凝土產(chǎn)生硬化的現(xiàn)象。加上最近十幾年我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，大氣環(huán)境受到嚴(yán)重的破壞，使得空氣中含有大量的氧氣和二氧化碳，這樣就會在不密實的鋼筋混凝土中產(chǎn)生大量的碳化鈣等物質(zhì)，這些物質(zhì)會使得混凝土中的堿性下降，進(jìn)而就形成了碳化的現(xiàn)象，碳化再引起鋼筋的銹蝕，這種現(xiàn)象是影響道路橋梁安全的原因。

在空氣中的一些氯化物氣體會與混凝土中的鋼筋發(fā)生化學(xué)作用，會形成大量的孔蝕，這些孔蝕會嚴(yán)重的影響鋼筋的壽命，造成鋼筋的力學(xué)性能急劇下降，減小鋼筋的承載力。時間一長就可能會導(dǎo)致鋼筋的斷裂，嚴(yán)重影響公路橋梁的安全性。因此氯化物氣體也是影響鋼筋銹蝕的主要原因之一。

4.2 環(huán)境濕度

由于鋼筋被包裹在混凝土中，在混凝土中含有很多的水份，這樣就會導(dǎo)致鋼筋產(chǎn)生水化。比如鋼筋在遇到水和氧氣以后就有可能發(fā)生銹蝕。因此環(huán)境的濕度是造成鋼筋銹蝕的原因之一。

5 公路橋梁鋼筋銹蝕問題的解決對策

5.1 選用合適的鋼筋材料

在一些比較重要的工程項目中需要選擇標(biāo)號高的鋼筋，并且要嚴(yán)格的控制混凝土中的添加劑，防止外面其他的污染物造成鋼筋的腐蝕。同時在混凝土澆筑的過程中如果不能隔離氯離子就必須要加鋼筋的防銹劑，這樣就可以在一定程度上抵御氯離子的侵害，避免鋼筋銹蝕。

除此之外，在施工中，還應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

第一，配置混凝土過程中使用的氯鹽類添加劑嚴(yán)格按照設(shè)計和規(guī)范的要求進(jìn)行配制，嚴(yán)格按照設(shè)計和施工規(guī)范要求施工。

第二，配置混凝土的材料需嚴(yán)格按照工程標(biāo)準(zhǔn)實施，且海產(chǎn)骨料不可被添加在材料當(dāng)中。

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(jīng)過處理，符合檢驗標(biāo)準(zhǔn)，才可應(yīng)用。

5.2 做好施工控制

第一，控制水灰比。水灰比的配置不合理是造成混凝土抗?jié)B勝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(xì)集料的過程中)，保證充足攪拌的前提下，不應(yīng)過多的添加水量。否則，混凝土達(dá)不到其密實度，就容易找出空隙。

第二，將抗?jié)B劑適當(dāng)?shù)奶砑拥戒摻罨炷两Y(jié)構(gòu)中。由于抗?jié)B劑在鋼筋內(nèi)能形成膠體絡(luò)合物，對于堵塞與填充鋼筋內(nèi)部的毛細(xì)孔縫有積極作用，因此，有利于加強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性與密實度。

第三，選用合適的水泥。公路橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)在建設(shè)過程中，水泥選用是否恰當(dāng)也是影響鋼筋抗?jié)B性與密實性的重要因素。為此，選用的水泥至少需符合標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)的速度就會越慢，泌水越多，從而其抗?jié)B性就越差。

5.3 做好外部的防護(hù)隔離

除了要內(nèi)部做好措施以外，在外部也要設(shè)置相關(guān)的隔離層，設(shè)置隔離層也是降低公路橋梁銹蝕的一種非常有效的方式。因此在施工的過程中可以在鋼筋的表面涂一些隔離層來避免鋼筋的銹蝕。其中所涂的材料包括防銹劑、鍍鋅、噴漆等等。這些方法都是非常可行的。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國的基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不斷的加快，工程的質(zhì)量也是人們關(guān)心的重要問題。但是由于我國目前工程的設(shè)計理念是重承載、輕耐久。因此會造成很多道路橋梁工程的耐久性不佳。影響道路橋梁耐久性的原因是鋼筋混凝土的質(zhì)量。由于鋼筋是道路橋梁的重要支撐裝置，如果鋼筋產(chǎn)生銹蝕就會極大的影響工程的耐久性。因此必須尋找一種一次性長時間保護(hù)鋼筋的方法，只有這樣才能保證避免公路橋梁鋼筋的銹蝕。才有利于我國公路橋梁事業(yè)的長久發(fā)展。