鋼筋混凝土橋梁的防腐施工策略

謝曉強，念騰飛，曹蘇隴

（1.蘭州理工大學，蘭州 730000；2.中國市政工程西北設計研究院有限公司，蘭州 730000）

1 鋼筋混凝土橋梁防腐蝕施工的必要性

鋼筋混凝土橋梁受到環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)磨損、腐蝕等問題，這些環(huán)境類型包括酸雨環(huán)境、碳化環(huán)境、氮鹽腐蝕環(huán)境、凍結環(huán)境、腐蝕環(huán)境、硫酸鹽環(huán)境等[1]。環(huán)境類別劃分見表1。

表1 環(huán)境類別劃分

在鋼筋混凝土橋梁防腐蝕研究中，應對上述可能導致腐蝕情況的各種外部因素進行全面總結，對不同因素的特點進行歸納，根據(jù)具體的環(huán)境特點，相關人員應選擇較為科學、合理的防腐措施。在不同環(huán)境中，鋼筋混凝土橋梁會受到潮氣、酸雨、一氧化碳、氯離子等因素影響，導致鋼筋混凝土橋梁的鋼筋出現(xiàn)脹裂、腐蝕情況，也可能因為鋼筋混凝土橋梁受外部環(huán)境因素影響而出現(xiàn)結晶、酸化、硫化等情況，進而導致鋼筋混凝土橋梁整體結構性能和穩(wěn)定性受到破壞，對鋼筋混凝土橋梁使用的安全性、耐久性造成影響。

對于鋼筋混凝土橋梁的防腐，可以通過在鋼筋的表面涂抹防腐涂層，使用高性能的混凝土、防護層、阻銹劑、電沉積、化學脫鹽、陰極保護等方式做好防護工作，特別是對于透水模板襯里技術，通常選擇使用無紡布，結構分為支撐層、排水透氣層、阻擋層。在結構中阻擋層和透氣層極為重要，特別是模板襯里，能夠有效改善鋼筋混凝土橋梁表層質(zhì)量，例如，能夠有效增加混凝土致密性，提升回彈硬度、碳化能力、抗磨耗性、增大抗拉強度，阻礙氯離子侵入、防護抗凍等[2]。

因此，在鋼筋混凝土橋梁施工過程中，為避免環(huán)境因素對鋼筋混凝土橋梁的使用性能與安全性產(chǎn)生影響，需要加強對防腐蝕工作的重視，確保防護工作的全面性、科學性及合理性，從而有效提升橋梁使用的安全性。

2 容易導致鋼筋混凝土橋梁發(fā)生腐蝕的因素

2.1 溫度

由于季節(jié)變換，溫度會出現(xiàn)較大的變化，受到外界溫度影響，鋼筋混凝土橋梁結構會出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象。具體過程為：環(huán)境溫度較高時，會導致混凝土內(nèi)部結構發(fā)生膨脹，當溫度降低后，內(nèi)部結構就會收縮，由此，溫度的反復變化導致橋梁內(nèi)部結構反復出現(xiàn)收縮與膨脹，進而導致橋梁結構出現(xiàn)混凝土裂縫，空氣中的水分通過裂縫進入結構內(nèi)容，對鋼筋產(chǎn)生腐蝕，從而對橋梁整體的安全性和穩(wěn)定性造成影響。

2.2 氯離子滲透

在鋼筋混凝土橋梁中，氯離子滲透是導致橋梁發(fā)生腐蝕的主要因素之一。在鋼筋混凝土橋梁施工中，施工材料中含有的氯元素會導致橋梁結構中氯離子含量增加，氯離子具有很強的穿透能力。當氯離子吸附于鋼筋表面的鈍化膜處時，可使該處的pH 值迅速降低，破壞鈍化膜，最終導致鋼筋混凝土出現(xiàn)局部腐蝕。其所具備的腐蝕性不僅會導致橋梁表面發(fā)生鈍化，同時還會出現(xiàn)生銹情況，隨著時間的推移生銹情況會不斷加重，造成橋梁結構出現(xiàn)不同程度的腐蝕，隨時可能發(fā)生嚴重的安全事故。

2.3 自身因素

混凝土屬于堿性物質(zhì)，容易與空氣中的CO2發(fā)生碳化反應，從而使混凝土保護層脫落，鋼筋外露，加速鋼筋材料的腐蝕過程。對橋梁自身安全性造成嚴重危害。如混凝土中含有碳酸鹽化合物，會對降低孔隙水的pH 值，導致鋼筋混凝土橋梁受到腐蝕，對鋼筋混凝土橋梁整體水平和質(zhì)量造成影響。另外，不同的橋梁項目工程對于混凝土強度需求有所不同，因此，在實際鋼筋混凝土橋梁建設施工中所使用的混凝土材料對橋梁腐蝕情況存在較大影響。

3 鋼筋混凝土橋梁防腐蝕性能提升策略

3.1 降低鋼筋混凝土橋梁結構氯離子含量

前文提到，在鋼筋混凝土橋梁項目中，氯離子含量是導致橋梁出現(xiàn)腐蝕的主要因素，因此，在鋼筋混凝土橋梁建設中需要加強對施工材料氯離子含量的控制，進而提升橋梁整體水平與質(zhì)量。按照我國相關規(guī)定，在混凝土結構中應嚴格控制氯離子含量小于0.15%。

3.2 使用涂層材料

隨著使用時間的增加，鋼筋混凝土橋梁因受外部環(huán)境的影響會逐漸出現(xiàn)腐蝕情況，但是通過應用涂層材料能將橋梁和外部環(huán)境進行隔離，有效控制氯離子滲透，從而起到防腐作用。另外，涂層材料具有低熱、耐磨等性能優(yōu)勢，在鋼筋混凝土橋梁防腐施工中被廣泛應用。在施工中，需要注意以下要點。

3.2.1 確定鋼筋混凝土橋梁防腐涂層施工方案

鋼筋混凝土橋梁的混凝土暴露于外界環(huán)境中，空氣中的水分、CO2等侵入結構內(nèi)部后，會腐蝕混凝土及鋼筋材料，對橋梁結構的穩(wěn)定性造成嚴重的影響。另外，橋梁處于污染環(huán)境中同樣會增加腐蝕程度和速率，因此，在進行涂層施工前，需要相關人員對項目現(xiàn)場的環(huán)境情況進行勘察，對微環(huán)境變化和氣候差異，環(huán)境的濕度和溫度進行測定，技術人員通過對環(huán)境溫度變化、污染情況等因素[3]進行全面的考慮，確保涂層施工方案的科學性與合理性。

3.2.2 使用新型涂層材料

根據(jù)使用年限，鋼筋混凝土橋梁涂層分為長效型和普通型2 種。長效型土層能夠連續(xù)使用15～25 年；普通型需要能夠連續(xù)使用10～15 年。當前，我國科學技術不斷發(fā)展，對涂層材料的研究逐漸深入，新型涂層材料和漆材料的研發(fā)使用可以有效延長土層材料的使用年限和應用性能。例如，氟碳面漆、富鋅底漆等材料，以及熱噴鋁、熱噴鋅等施工技術的應用，可以將鋼筋混凝土橋梁涂層的使用年限提升至20～25 年，實現(xiàn)鋼筋混凝土橋梁長時間的穩(wěn)定、安全使用。

3.2.3 合理確定涂層厚度

在鋼筋混凝土橋梁涂層施工中，土層厚度對防腐效果和防腐性有關鍵作用，涂層過厚會增加施工成本、工作量以及環(huán)境污染程度；涂層過薄會導致防腐效果不佳，一般情況下，涂層的厚度為40～80 μm。

3.2.4 涂層材料的選擇

鋼筋混凝土橋梁涂層施工中，涂層材料的選擇會對防腐效果和防腐性能產(chǎn)生直接影響，根據(jù)環(huán)境和結構部位的不同，使用的涂層材料也存在一定的差異，對材料進行科學選擇，從而對鋼筋混凝土橋梁鋼結構進行有效保護。通常可以選用富鋅漆涂料進行防腐蝕。富鋅漆是涂漆材料的統(tǒng)稱，分為環(huán)氧類涂料和無機類涂料。無機類涂料又分為水性無機涂料和醇溶性無機涂料。富鋅漆涂料對施工工藝以及施工條件要求較低，自身的電化學保護性能良好，但是在濕度較高的環(huán)境中不適用。無機類富鋅漆具有較強的耐腐蝕性和耐高溫性，使用的范圍較為廣泛，在鋼筋混凝土橋梁中防腐效果較好。

對于涂層涂料，現(xiàn)階段在鋼筋混凝土橋梁中最為常用的是氟碳涂料，氟碳涂料又劃分為多種類別，其類別不同性能也有一定的差異，如果僅考慮施工工藝，則可以選擇使用丙烯酸氨酯，在實際鋼筋混凝土橋梁防腐施工中需要根據(jù)實際情況做出相應的選擇。

3.3 合理配置混凝土攪拌比例

為有效提升鋼筋混凝土橋梁的防腐性能，需要對混凝土的配制比例進行嚴格控制。首先采取相應措施降低氯離子擴散速度，通過合理控制混凝土的配比，提升混凝土結構的抗?jié)B透性，減小混凝土及鋼筋材料被腐蝕的概率。并且根據(jù)工程需要加入細集料，利用專業(yè)設備進行混凝土振搗，排出其中存在的空氣，減少混凝土材料中的孔隙，從而有效提升混凝土的抗?jié)B透性和密實性，從而有效避免腐蝕情況的發(fā)生。

3.4 加強監(jiān)督管理

在鋼筋混凝土橋梁項目中，對原材料質(zhì)量的控制能夠有效提升鋼筋混凝土橋梁的質(zhì)量，所以，為使鋼筋混凝土橋梁具備良好的防腐性能，需要加強對材料質(zhì)量的控制，不論是采購人員還是施工人員，都需要提升質(zhì)量意識，在施工前以及施工中加強質(zhì)量控制意識，在提升鋼筋混凝土橋梁整體質(zhì)量、安全性的同時，提高鋼筋混凝土橋梁的防腐性能，保證鋼筋混凝土橋梁使用年限和穩(wěn)定性。

3.5 加強人員素質(zhì)培養(yǎng)

鋼筋混凝土橋梁防腐施工中，施工人員的技能水平和工作態(tài)度對項目的整體質(zhì)量有直接影響。因此，需要加強對施工人員技能水平的培養(yǎng)，使其具備足夠的知識和專業(yè)技能，確保施工人員在施工過程中能夠按照技術要求進行規(guī)范施工。另外，需要根據(jù)人員情況開展培訓工作，邀請相關領域專業(yè)人士進行技術指導，實現(xiàn)與時俱進。

4 結語

綜上所述，對于鋼筋混凝土橋梁防腐蝕施工，需要加強對施工人員的技術培訓，對原材料質(zhì)量進行嚴格控制，確保施工的順利開展和材料使用的安全性，加強混凝土配比控制，并加強監(jiān)督管理，對施工過程中的操作進行管理控制，加強施工質(zhì)量監(jiān)督，如果出現(xiàn)裂縫等情況及時進行保護修復，最大限度地避免腐蝕問題的發(fā)生，并按照實際情況選擇最為經(jīng)濟的涂層材料，提高橋梁的防腐性能。