钢筋混凝土桥梁腐蚀机理和防治措施

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收稿日期：2018-09-27

钢筋混凝土桥梁腐蚀机理和防治措施

徐卫宾

（新疆塔城公路管理局，新疆塔城834700）

摘要：在总结钢筋混凝土桥梁腐蚀机理研究现状的基础上，阐述了钢筋混凝土桥梁腐蚀分类，包括应力腐蚀、软水腐蚀、

离子交换腐蚀等，并探讨了钢筋混凝土桥梁腐蚀的防治措施，包括采用高性能的混凝土、设置表面涂层、采取阴极防护措施等。

关键词：钢筋混凝土桥梁；腐蚀；防治中图分类号：U448.34文献标识码：B

0引言

钢筋混凝土结构分为普通钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构。随着科学技术发展，钢筋混凝土桥梁在我国得到广泛的应用，在既有桥梁材料类型中占有着较大的比重，与此同时腐蚀引起的钢筋混凝土桥梁受损情况越来越普遍。就目前国内有关钢筋混凝土桥梁腐蚀和防治的研究来说，很多腐蚀的机理还不明确，对于腐蚀的防治工作也有待研究。本文分析了钢筋混凝土桥梁腐蚀机理和防治的研究现状，总结提出了对于钢筋混凝土桥梁腐蚀和防治的进一步措施。

1桥梁腐蚀机理研究现状

现阶段对于桥梁腐蚀机理的研究主要认为：由于混凝土受到腐蚀性介质的作用，混凝土被腐蚀，对钢筋造成了破坏，钢筋在外界因素的作用下遭受破坏，对于混凝土会产生一定的应力变形，进而导致混凝土的裂缝[1-4]

。这些裂

缝会导致钢筋腐蚀进一步加重。

2钢筋混凝土桥梁腐蚀分类

钢筋混凝土桥梁腐蚀分类研究主要分为应力腐蚀、软水腐蚀、离子交换腐蚀以及钢筋的锈蚀。2.1应力腐蚀

目前，对于混凝土腐蚀的研究工作，主要集中在单个

因素对于混凝土腐蚀的影响，但是在实际中发现混凝土除了受到外界环境的腐蚀介质影响以外，应力也会在一定程度上影响钢筋混凝土。

在应力的作用下，对于钢筋混凝土桥梁的腐蚀，与各种外界因素对钢筋混凝土的腐蚀不同。对于钢筋混凝土桥梁施加一定的水平应力，将会在这个部分引起集中应力，从而加速了混凝土的腐蚀速率，并因为应力的作用，会使混凝土内表面产生裂缝，裂缝的破坏发展经历3个阶段：微裂缝的产生、微裂缝的不断发展、宏观裂缝出现，并使得

构件的稳定性遭到破坏。还有其他的观点是：混凝土的腐蚀不仅与那些腐蚀离子有关系，还和钢筋混凝土的氧化有关，根据现有的研究数据，钢筋混凝土在外部应力与外界环境因素的同时作用之下，外界应力对于混凝土的腐蚀要比环境因素所造成的腐蚀更大。2.2软水腐蚀

软水腐蚀的原理就是当混凝土表面与水接触，随着时

间的增长，水泥中含有的氢氧化钙与水融合，在化学作用下，氢氧化钙会被析出，从而引起混凝土流失。并且，因为化学作用，在混凝土中的氢氧化钙，其浓度会逐渐降低，从而导致了混凝土的孔隙变大，会将混凝土的内部构造破坏。2.3离子交换腐蚀

离子交换腐蚀是指各种离子在相互作用之下，新生成

的物质更加容易溶解，对于钢筋混凝土的腐蚀程度就会很大。这些离子与混凝土中含有的氢氧化钙发生反应，会将混凝土的水泥石破坏。但是，对于碱性物质来说，它们对混凝土的腐蚀性较小。2.4钢筋的锈蚀

（1）在离子作用下钢筋发生了锈蚀

在一般情况之下，混凝土孔隙中充满氢氧化钙的过饱

和溶液，在这种碱性过大的环境之下，一开始钢筋并不会开始腐蚀，但一段时间后，混凝土就发生了碳化，而过多的氯离子会破坏钢筋，导致混凝土的碱性降低，对于混凝土的保护作用也将大大降低[5-6]。在这种情况下，氯离子过多对钢筋混凝土局部产生侵害，进而对整个钢筋混凝土桥梁系统造成破坏。

（2）混凝土的碳化作用引起的锈蚀

在水泥遇到水以后，发生了一系列的反应形成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙。在空气中会有一些二氧化碳进入混凝土的溶液中，并与里面已经溶解的氢氧化钙反应，混凝土溶液中的pH 值会降低，称为混凝土碳化[7]。在碳化作用

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总494期

2019年第8期（3月中）

下，混凝土发生变形，对于外界环境因素的影响更加敏感，从而引发腐蚀。

3钢筋混凝土桥梁腐蚀的防治措施

3.1采用高性能的混凝土

在混凝土中掺加一些火山灰、粉煤灰等，使得混凝土中氯离子的渗透速率降低，而混凝土的电阻率会随之增加，就可以使腐蚀的时间和腐蚀的速度降低。其中超细材料微硅粉在混凝土中能够有效降低孔隙尺寸和阻断毛细孔，因此能够大幅度提高混凝土的抗掺性，降低氯离子的渗透对于钢筋的损害。在拌和混凝土的过程中，可以加入防钢筋生锈的物质，对于钢筋有很好的保护作用，阻碍有害物质对于钢筋的进一步腐蚀，在工程中这种高性能的混凝土应用比较广泛。

3.2设置表面涂层

对于表面涂层来说，一般在已经建成的混凝土桥梁养护时间段来进行涂装，或者在旧桥需要维护的时候进行处理，这样不会影响混凝土的性能。这种混凝土表面涂层能够防止外界的腐蚀物质侵入混凝土表面，并且施工成本较低，见效比较快。

3.3采取阴极防护措施

这种防护措施主要是应用在沿海地区或者北方，因为这里的气候条件等因素，会对混凝土桥梁的钢筋造成损害。阴极防护可以阻碍海水中或者空气中的离子对钢筋所造成的腐蚀，在国外有很多国家已经尝试了使用阴极防护来对桥梁进行保护，这种防护措施虽有一定的局限性，但也是一种很合理的方法。

4结语

现阶段对于钢筋混凝土桥梁的腐蚀和防治措施已经进行了很多相关研究，但钢筋混凝土结构防腐压力仍然很大，应针对桥梁的腐蚀做进一步的研究，可以从以下几个方面着手：

（1）建立一支科研和管理能力强的队伍，对于钢筋混凝土结构腐蚀机理和防治措施进一步研究，通过有效的措施，实现对于钢筋混凝土桥梁腐蚀的防治。

（2）对污染环境的隔离可以作为今后的主要研究方向，对不同气候地区（高海拔地区、沿海地区）的钢筋混凝土桥梁腐蚀的研究工作区别对待。

（3）耐腐蚀材料也是一个研究方向，考虑防治效果的同时，还需兼顾钢筋混凝土桥梁防腐措施的经济性、实用性和可操作性。参考文献：

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（编辑：曹艳华）

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