橋梁的腐蝕與防護策略

王軍標

摘要：經濟的發展，城鎮化進程的加快，促進橋梁建設項目的增多。隨著大氣污染水污染等等環境問題的不斷加劇，橋梁的腐蝕問題也越來越嚴重，為了能夠有效延長橋梁的使用壽命并保障橋梁在使用中的安全，必須對橋梁進行多方面的防腐蝕策略。本文就橋梁的腐蝕與防護策略展開探討。

關鍵詞：橋梁;腐蝕;防護

引言

鋼筋混凝土作為基礎設施建設過程中常見的施工材料，其在橋梁建設中用量較大，有著不可替代的重要支撐作用。鋼筋的承重力是影響橋梁安全性的重要方面，而鋼筋的承重性，則更多依賴于鋼筋表面的完整性，鋼筋受外在環境、與之接觸材料的性能、使用周期等因素影響，會出現一定程度的腐蝕，從而影響鋼筋的承載性能。以下將圍繞如何有效預防鋼筋腐蝕進行深入闡述。

一、橋梁的腐蝕機理

（一）橋梁的腐蝕環境分析

所謂腐蝕就是橋梁與其他環境介質接觸而發生的各種形式的變化和損壞，根據橋梁的整體結構來進行分段分析：對于橋身和橋面普遍情況下都是直接與大氣接觸，其所受腐蝕的來源主要是大氣中各種物質;而橋墩普遍是與水進行直接接觸，不如海水江水等等，其所受腐蝕的來源主要是水中的各種物質。從外表來看，這兩方面的腐蝕環境都是自然環境，可能不及工業環境的腐蝕性那么嚴重和明顯，但是自然環境的腐蝕所收到的影響因素非常多，而且隨著時間的延長腐蝕現象會越發嚴重，最終導致橋梁的報廢。

（二）鋼筋銹蝕

混凝土在正常情況下使高堿性，可以在鋼筋的表層鈍化保護膜，起到隔絕水分和氧氣的作用，通過隔絕接觸來防止鋼筋發生腐蝕。而鈍化的保護膜經過長期的使用也會出現失效，常見的失效形式有：混凝土碳化和氯鹽侵入。混凝土碳化是空氣存在的二氧化碳進入到混凝土的內部，與水泥的水產化物氫氧化鈣發生化學反應形成了碳酸鈣，使混凝土的堿性減弱直接導致鈍化的保護膜無法繼續發揮隔絕水分和氧氣的作用，導致腐蝕的發生;第二，氯鹽的侵入。當氯原子擴散到鋼筋的內部之后，如果氯原子的含量比較少的時候不會影響到鈍化的保護膜，但是積累到一定的程度之后達到臨界的濃度就會破壞鈍化的保護膜，導致鋼筋發生腐蝕。當鋼筋發生腐蝕之后就會產生一定的物質，這些物質的體積膨脹后就會破壞混凝土的順筋和保護層;其次，腐蝕還會影響鋼筋與混凝土之間的粘著力以及鋼筋的截面面積，嚴重影響橋梁的質量，加大安全隱患。

（三）混凝土的腐蝕

在橋梁的腐蝕當中混凝土的腐蝕也是極為嚴重，具體有以下幾個類型：（1）分解類腐蝕。這類的腐蝕主要是因為水泥經過水化產生了Ca（OH）2，然而Ca（OH）2的穩定性極差，不僅僅能夠與酸發生化學反應使其進行分解，同時也非常容易在軟水中被融合，另外在大氣環境中也會在混凝土的表面被不斷的析出。如果橋梁的混凝土結構浸泡在海水等含有豐富氯離子的介質當中，Ca（OH）2就會與氯離子迅速發生反應被溶解，對于介質中存在的鎂離子以及酸根離子都能夠快速的置換鈣離子，這都是導致混凝土分解腐蝕的主要原因;（2）結晶性破壞。這種類型的腐蝕也被叫做膨脹性腐蝕，主要產生的原因是混凝土結構上的眾多細小孔隙在于介質接觸的過程中滲入了大量的可溶性鹽，一段時間后在孔隙中有大量晶體析出，導致混凝土出現裂縫或者內部結構松散，使得混凝土的結構遭到破壞性能降低。

二、橋梁的腐蝕防護策略

（一）使用抗腐蝕性能的鋼材

可使用具有抗腐蝕性能的鋼材來達到防腐的目的。這類鋼材一般是耐候鋼。耐候鋼是在原有鋼材的基礎上，通過在內部添加抗腐蝕的金屬元素，有效阻止外膜內部鐵離子與有害物質發生作用。這種抗腐蝕的鋼材，因為身處大氣環境當中，能夠與大氣濕度進行較好的融合，進而在其表面形成一種防腐蝕的保護膜，它的抗腐蝕性能比普通鋼材好很多。使用這類鋼材，可以不必使用涂料，減少了工序，既安全又環保。大規模使用這種抗腐蝕鋼材，可以減少因為出現腐蝕而需要二次加固的費用。但這種鋼材尚處于開發階段，國內外批量生產的能力不夠，造價較高，有待研究出成本更低的抗腐蝕鋼材。

（二）施工過程中的材料控制

（1）控制水灰比材料配置中不能加入過多的水，水灰比是保障混凝土密實性、抗滲漏性的重要方面。（2）添加適量的抗滲劑抗滲劑是補充混凝土中小孔引起的水滲漏而加入的必要材料。由此可知，適量的抗滲劑對減少滲漏情況的出現有著重要作用。（3）選用符合標準的水泥在橋梁鋼筋結構中，水泥是常用施工用料，選用密度合適的水泥，也是提高鋼筋抗滲性與密實性的重要因素。為此，選用的水泥遇水時，產生的熱量不易過高，整體水泥的顆粒不可過大。水泥的密度會影響水分的進入，同時，也決定著遇水時所產生的熱量是否能及時排出，而水泥的顆粒大小，則關乎水泥能否充分與其他物質相結合，且水泥顆粒的大小對凝結速度有著直接的影響。水泥是混凝土的基礎組成部分之一，良好的密度及大小均勻的顆粒，是決定混凝土抗腐蝕性的重要保障。

（三）提高混凝土保護層的厚度

目前由于橋梁的使用度比較高，承載的力量也比較重，這樣的情況下，我們一定要提高混凝土保護層的厚度。在施工建設的過程中，尤其是對于那些建立在市中心，使用率比較高的橋梁來說，我們更是要提高保護層的厚度，要做到基礎縱向鋼筋混凝土保護層的厚度一定要<50mm，針對于無墊層的部分，我們應該做到不>70mm。只有這樣才能夠提升橋梁自身的承重能力，避免因承重能力過高而產生裂縫問題。

（四）陰極防護

混凝土結構當中的鋼筋腐蝕與鋼鐵構件的腐蝕性質基本相同，所以可以采取電防護或者犧牲陽極的方式進行鋼筋的保護。例如可以運用導電涂料進行表面的涂層處理，來實現對陰極的保護。

結語

鋼結構橋梁因為具有強度大，抗拉、抗彎性能好等優點而被廣泛采用。科學合理地采用防腐材料，可以保護和提升鋼結構的性能。鋼結構橋梁腐蝕機理一直是工程界研究的重要問題。如何采取措施從根源上防止鋼結構橋梁的腐蝕，如何選擇適用的防腐措施，各種防腐措施的經濟性如何，都值得深入思考和探索。

參考文獻：

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