基于氯鹽環境的橋梁混凝土結構的腐蝕原因及破壞防治研究

孫鵬崴

長安大學 陜西西安 710000

在橋梁建筑施工中，最常見的材料就是混凝土和鋼筋，但結合近年來項目建設情況分析，其很容易受外界因素的限制降低自身性能和質量，因此要求項目施工單位和人員必須要加大對這方面的研究。導致橋梁混凝土結構劣化的外界環境原因有很多，如氯鹽、硫酸鹽以及凍化環境等，其中氯鹽環境中的氯離子持續侵蝕橋梁混凝土結構，很容易讓內部鋼筋出現銹化，致使混凝土分裂等，在沒有任何有效處理措施的基礎上，普通質量的混凝土很容易在幾個月內產生剝落、開裂等現象。因此在橋梁混凝土結構建設施工期間，施工單位必須要基于氯鹽環境下的腐蝕原因，提出有效的破壞防治對策[1]。

1 氯鹽環境對橋梁混凝土結構產生腐蝕的原因

在氯鹽環境中，依據氯離子引發鋼筋銹蝕的過程主要分為以下幾點：

第一，破壞鈍化膜。由于水泥水化具有極強的高堿性，PH數值可以大于等于12.6，這樣很容易讓鋼筋表層出現一層緊密的鈍化膜。此時CL-會慢慢滲透到混凝土結構，并開始影響鋼筋表層。在這一離子吸附到部分鈍化膜當中的情況下，可以讓所吸附位置的PH數值快速下降到4以下，那么此時的鈍化膜就已經失去了作用；

第二，構成“腐蝕電池”。由腐蝕電池產生作用結果，可以讓鋼筋表層出現坑蝕，且因為鈍化膜區域相比已經被破壞的區域，坑蝕發展更為快速，所以這也是導致混凝土結構出現“坑蝕”的根本原因；

第三，Cl-的導電。腐蝕電池的關鍵因素就是具備離子通路。因為混凝土之中具備氯離子，所以在強化電子通路的同時，控制了陰陽兩極的歐姆電阻，也提升了腐蝕電池的工作效率，這樣必然會促進電化學的腐蝕過程。

2 案例分析

2.1 概述

某高架橋工程的上部結構為預應力混凝土連續梁，下部結構為鋼筋混凝土墩臺和1，5m鉆孔灌注樁基礎。同時，橋梁設計的基準期是100a，耐久性設計環境的類型可以達到I類。結合現場地質勘探結果分析，高架橋周邊存在化工廠，兩者相距400m。由于化工廠廠區排水沒有經過科學處理，且其中存在腐蝕性，所以土壤和地下水的污染情況較為嚴重。根據實驗室結果分析可知，其中存在大量氯鹽等腐蝕介質，此時結合國家提出的巖石工程勘察規范和防腐設計要求分析可知，這類工程環境的腐蝕作用級別可以達到D到E級，且在后期施工建設期間由此造成的腐蝕危害極大。

2.2 設計思路

鉆孔灌注樁自身的防腐性無法抵抗氯鹽環境在長時間下構成的影響，因此需要施工建設單位從多角度入手提出具體防治對策：一方面，要在鉆孔灌注樁的外面設計鋼護筒，并利用纖維包裹提升復合材料的隔離防護效果；另一方面，注重優化混凝土的耐久性和密實度，以此有效防治腐蝕介質對混凝土結構的危害。同時，也可以通過添加粉煤灰、控制原材料以及混凝土質量、增加鋼筋的混凝土保護層等來做好防護。

2.3 基于氯鹽環境的橋梁混凝土結構破壞防治對策

一方面，隔離防護。在直徑為1.5m的鉆孔灌注樁的外面安裝直徑為1.7m的鋼護筒。在正式施工前，要對比鋼護筒可以選用的材料類型，本文概述方案選用了Q345鋼，且鋼板的厚度達到了10mm，長度為18m。需要注意的是，這一內容需要根據現場施工條件進行調整，且必須要保障鋼板可以經過地下存在污染的水質。另外，還要在鋼護筒的外層包裹好纖維增強復合材料，其也被叫做GRP，具體厚度要超過3.0mm。因為這類材料在橋梁混凝土施工建設中具有極強的耐腐蝕性，不管是對氯離子還是其它腐蝕性強的元素都有極強的抵御能力。

因為由GRP所構成的橋梁混凝土防腐蝕結構屬于“一底六布七油”，底層運用了不飽和樹脂，等待底層完全晾干之后，要利用抹膩子將鋼管表層高2cm的焊縫整平。同時，要利用玻璃布從內到外分成四道0.4mm粗布和兩道0.2細布，且保障玻璃布的沒有堿性，屬于平紋，兩邊封邊，而所選樹脂膠液材料為不飽和間苯樹脂[2]。另一方面，性能要求。結合下表1分析可知，本文概述案例所需鉆孔灌注混凝土性能與常規混凝土強度有較大差異，因此在實踐施工期間，工作人員必須要做好以下工作：第一，要運用C40的水下混凝土進行施工建設工作；第二，要保障混凝土的耐久性指標，而抗壓耐腐蝕的系數更要大于0.9，抗滲等級不低于S12；第三，選用低C3A含量的硅酸鹽水泥，且含量不能超過7%，水泥標號更是不能低于42.5普通硅酸鹽水泥；第四，將粉煤灰等添加到混凝土當中，必須要優先選用I級灰，且符合水泥和混凝土針對粉煤灰提出的具體要求；第五，混凝土的最大水膠比不能超過0.4，粗骨料的壓碎數值要控制在2.3到3.0之間，砂的細度模型要超過2.5；第六，鋼筋混凝土的保護層厚度要超過75mm。

表1 性能對比分析

3 結語

綜上所述，結合本文概述分析可知，在氯鹽環境下的橋梁混凝土結構必須要在深入探索現場施工環境的基礎上，結合實踐項目建設質量要求，優先選用合理的材料和施工方案，在做好結構防護的同時，提出明確的預防對策。這樣不僅能從基礎上保障橋梁混凝土結構的質量安全，而且可以為后續項目建設運行提供基礎保障。