桥梁结构混凝土缺陷及处理措施

浅析桥梁结构混凝土的缺陷及处理措施摘要：本文针对钢筋混凝土桥梁出现的混凝土保护层厚度，剥落、钢筋锈蚀、混凝土裂缝原因进行了分析，对存在的桥梁缺陷提出了设计、施工等处理方法。

关键词：钢筋混凝土桥梁；介质腐蚀；缺陷产生的原因；解决处理措施

目前，钢筋混凝土桥梁是一种耐久性结构物，即使是设计、施工、选材非常良好的结构，也会随使用时间的推移、荷载、大气等因素的影响出现各种各样的病害。本文针对病害混凝土桥梁出现的混凝土保护层松动、剥落和钢筋锈蚀表面裂缝现象，分析了原因，对存在病害的桥梁提出了补救措施，对设计、施工提出了建议和解决方案。

1.缺陷产生的原因

1.1侵蚀性介质腐蚀。侵蚀性介质腐蚀主要指混凝土中含有的偶些化学成分ca(oh)⒉、（3cao·2a1⒉o⒊·3h⒉o）容易与侵蚀性介质发生化学反映，比较典型的是氯盐的腐蚀和硫酸盐的腐蚀。氯盐的腐蚀主要是环境中剥离的c1和混凝土中的（3cao·2a1⒉o⒊·3h ⒉o）等发生反应，生成易溶的cac1⒉和大量的结晶水，使体积膨胀好几倍，造成混凝土的破坏。当c1与钢筋接触，含量达到一定程度时，使该处的ph值迅速下降，钢筋钝化膜发生破坏，使与完好的钝化膜区域之间构成了电位差。同时c1具有导电作用，可以和fe发生反应生成fec1⒉。加速了钢筋的腐蚀、硫酸盐的腐蚀可

以出现钙钒石破坏和石膏膨胀破坏。

1.2冰融破坏。主要表现在混凝土中存在大量的孔隙和裂缝，水分通过毛细作用进入；当温度降至冰点以下时，孔隙中的水冻结膨胀，体积可增大10%，使孔壁受压变形；当温度升高冰融后，使孔壁产生拉力，经过持续的反复冻融，使混凝土发生开裂，裂缝随着冻融次数的增加而增加，并逐渐扩展连接，以致逐渐降低混凝土的强度。

1.3钢筋的锈蚀。钢筋的锈蚀是电化学过程，除受其自身的性能影响外，与混凝土的性能和外界环境有着密切的关系，在大气环境中裂缝达到0.3mm时，钢筋已经开始腐蚀，钢筋生锈后，使其本身有效截面缩小，生成的氧化铁体积比原来膨胀好几倍，使保护层的混凝土开裂，使有害物质更容易进入混凝土内部，加速对钢筋混凝土的腐蚀。

1.4混凝土的碳化。在大气环境下，桥梁的结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化，碱性降低，混凝土出现裂缝，大气中的氧气和水深日混凝土中到达钢筋表面，并发生化学反应，引起体积膨胀，使混凝土的裂缝加大，最终引起保护层的开裂、剥落。

2.处理措施

2.1选用适当的补强混凝土或砂浆。被侵蚀松动的混凝土，胶结构已经遭到破坏，丧失了原有的强度和承载能力。在进行处理时，应剔除松动的混凝土，采用适当的混凝土或砂浆补强，侵蚀严重的应考虑增大原来结构的尺寸，降低混凝土表面的拉应力，抑制裂缝

的发生，增强结构的承载能力。补强的混凝土或砂浆应具有以下性能：和易性好，具有较好的弹性和低收缩率，使补强的混凝土不开裂。与既有混凝土构件要有较高的粘接力，以及相一致的线膨胀系数，满足结构要求的抗弯强度或抗拉强度。要有较高的密使度以及抗化学侵蚀的性能，满足抗渗、抗冻要求。位于侵蚀环境水中的桥墩，应采用防水混凝土和适当的混合掺料或外加剂。

2.2钢筋。尽管混凝土具有较好的抗渗性，但由于施工条件、施工质量的不同以及在运营过程中养护的问题，难以避免存在微小的孔隙和裂缝，使用害物质容易侵入，造成钢筋的腐蚀。对于侵蚀轻微的钢筋混凝土结构，在混凝土基面涂刷阻锈剂，通过渗透进入混凝土中，同时，不防碍混凝土的透气性及水分散发，保护混凝土中的钢筋，防止其进一步锈蚀。阻锈剂的掺入量与有害物质的渗入总量有关，使结构在设计使用寿命内不会因钢筋锈蚀而发生破坏。

对于侵蚀严重的钢筋混凝土结构，应该在剔除松动的混凝土后，检查钢筋的锈蚀情况。如钢筋只是表面锈蚀，应作除锈处理后，在钢筋表面涂刷阻锈剂。如果钢筋的有效面积明显减小，应该采用同型号的钢筋进行绑焊。在混凝土补强后，在结构表面再喷涂阻锈剂。

2.3混凝土表面的防护层。处于恶劣环境下的混凝土桥梁，应在混凝土表面增设防护层。在海洋及近海环境下，经过对多种混凝土表面防护层进行试验，表明采用防护层保护的混凝土试件在探测深度范围内，氯离子的渗入量比无涂层的低7倍以上，氯离子的含量值基本接近混凝土原有的初始浓度。

2.4提高混凝土的密实度。一般病害的发生是以水为载体，通过裂缝或孔道到达混凝土内部和钢筋位置，而且裂缝越大，轻视的速度就越快，实验表明。在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其他它荷载裂缝的起源点。混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

对于结构混凝土的裂缝，可以通过埋设注浆嘴进行高压注浆的方法进行填塞封堵；对于贯通的毛细孔，可以采用新型的渗透结晶型材料，通过毛细孔进入混凝土内部，与混凝土本身的某些物质发生反应，生成凝胶，堵塞毛细孔，提高混凝土的密实度，增加抗渗性，从而提高混凝土的抗侵蚀能力和实用寿命钢筋混凝土结构设计按允许有裂缝设计考虑，在正常使用状态是存在微小裂缝的，所以，表面防护层宜采用渗透结晶型混凝土防水材料，其具有遇湿固化能力，不仅可以在混凝土表面形成一道防水屏障，而且其对混凝土的渗透性强，渗入混凝土中后，其活性物质可与混凝土中的物质进一

步反应生成凝胶，堵塞已存在于混凝土中的空隙，裂缝及毛细孔，以增加基层混凝土的密实度，组织了水和各种侵蚀性介质的渗入。当混凝土出现新的裂缝有水渗入时，在混凝土内部未反应的涂层颗还可与混凝土中的物质继续反应生成新的凝胶，对较小的裂缝可实现自身修复。

桥梁结构要达到百年的使用寿命，裂缝宽度必须控制在0.15mm 以内。病害处理应包括改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。

3.结束语

混凝土桥梁缺陷的产生，除环境因素外，大多数情况下是有害物质以结构中的裂缝或毛细孔为通道，以水或气体为载体，在结构中逐步扩散进行的，混凝土桥梁的病害处理措施应是针对结构裂缝或毛细孔道的处理，提高原结构的密实度和防水抗渗性能。位于环境恶劣地区的钢筋混凝土结构，除考虑结构刚度外，其设计混凝土桥梁不宜按允许裂缝出现的情况考虑，应采用渗透结晶性防水材料作为结构表面的防护层，较单纯防水材料更符合耐久性要求。为提高结构耐久性和使用寿命，保证结构的使用安全性，应建立定期检测、维护和维修机制。严格按照国家的有关规范的标准进行设计，施工是保证结构物的安全耐用的前提和基础。

参考文献：

[1]公路桥涵施工技术规范[m]．人民交通出版社,jtj041-2000.

[2]杨文渊．桥梁施工工程师手册（第二版）[m]．北京人民交