混凝土桥梁耐久性问题及对策

混凝土桥梁耐久性问题及对策

【摘要】目前很多已建成10年左右的混凝土桥梁都出现了混凝土表面的剥蚀、钢筋锈蚀、某些表面混凝土开裂等现象，若不采取相关措施，不仅的将来可能会面临耗资巨大的大规模维修。本文中，笔者将从影响混凝土桥梁耐久性的因素入手，提出几点有针对性的建议。

【关键词】耐久性；混凝土；对策

随着经济社会的发展，国内很多大城市开始了高架桥的兴建热潮，就目前所修的桥梁结构而言，绝大部分为预应力钢筋混凝土或钢筋混凝土结构。混凝土桥梁的耐久性主要是指暴露在野外环境或有腐蚀剂及其类似条件下桥梁结构物的生存时间。据报道目前国内很多混凝土桥梁结构在耐久性方面存在很大程度的问题，主要表现在混凝土表面的剥蚀、钢筋锈蚀、某些表面混凝土开裂等等。本文中，笔者将从影响混凝土桥梁耐久性的因素入手，提出几点有针对性的建议。

1.影响混凝土桥梁结构耐久性的若干因素

（1）混凝土冻融。混凝土作为由水泥砂浆组成的多孔体，当其中的水泥水化后，多余的水会在混凝土中形成很到连通的细孔，发生降雨或者其他原因将混凝土打湿后，外部的水汽可以通过细孔渗入到混凝土内部，当外界温度降低到零度以下时，混凝土中的水会结冰膨胀，使毛细孔胀大，经过上述反复冻融，孔隙的拉应力大到一定程度是，就会产生微裂缝，主要表现为混凝土表面砂浆剥落，

由于混凝土的冻胀是由表及里的，所以长此以往，就会出现某些表面混凝土开裂的现象。

（2）钢筋锈蚀。由于钢筋电化学的不均匀性，其表面可以分为阳极区和阴极区，在阳极区铁分子容易被离子化，并放出电子，在阴极区，由于阳极区的电子、氧和水会跟铁离子发生反应，生成红铁锈，红铁锈体积远远大于相同条件下铁的体积，进而导致混凝土的开裂。导致钢筋锈蚀的宏观因素又包括：混凝土保护层的厚薄，混凝土保护层有保护钢筋免受外界有害物质渗入的作用，因此混凝土的薄厚、是否密实将会影响钢筋锈蚀的情况；外界掺入混凝土的多少，因为混凝土本身就含有氯离子，当掺入混凝土中氯离子达到混凝土重量的千分之一时，钢筋就开始锈蚀；大气环境情况，目前混凝土一般以硅酸盐水泥配置，显示碱性，从而抑制钢筋阳极区的化学反应，保护钢筋免受锈蚀，因为混凝土为多孔性材料，大气中的二氧化碳很容易进入其内部产生酸性物质，降低混凝土的碱性值，据相关研究表明当ph值小于4时，钢筋锈蚀的速度就会加快，因此当空气温度越高、风速越高、湿度越大，混凝土中的钢筋越容易锈蚀。

（3）不合理的结构构造。混凝土桥梁的耐久性与合理的结构构造有很大关系，如果构造上有缺陷或者薄弱环节，结构就可能从这些薄弱环节开始腐蚀变化，例如，若桥梁排水设计不当，将泄水口设置于柱子侧旁或者盖梁之上，冬季时的除冰盐水就可能深入混凝土，加剧混凝土的冻融；若结构过于纤细，就会产生很大的截面应

力，截面应力过大，就会产生较宽的裂缝，腐蚀介质就很容易通过裂缝进入混凝土结构，上述局部腐蚀破坏，长此以往就可能导致结构其它部分的破坏。有时不合理的结构构造还会产生不易察觉的隐患，例如，对于预制安装防撞护栏的桥梁，此时着水或者盐水就会沿着防护栏预留槽逐渐渗入防水层下层并积存，长此以往，就很有可能腐蚀桥面板混凝土。

2.提高混凝土桥梁耐久性的对策

（1）提高混凝土品质。保证混凝土桥梁耐久性最基本的要求就是提高混凝土品质，为保证混凝土品质需要工程建设的各个环节共同努力。首先桥梁设计者应该提前考察桥梁结构的使用环境、使用条件等因素，并由投资者在最初的可行性研究合同文件中对桥梁结构的耐久性要求予以明确，可以根据使用条件，对混凝土的各项性能指标及结构的构造提出具体的要求，如设计使用寿命期间对可能受到的氯离子侵害可采纳的保护措施、保护层厚度要求、抗渗性能要求以及抗冻性能要求。其次，需要通过严格控制原材料质量和生产程序提高混凝土品质，减小混凝土性能上的变异，提高混凝土的整体质量。最后，建立混凝土桥梁结构耐久性规范，使各监理、管理、施工、设计、业主等各方有章可循，有法可依，根据环境和桥梁结构耐久性要求，采用不同的构造措施，材料配比，达到安全、经济、适用的要求。

（2）采用高性能混凝土。高性能混凝土主要是指无论是从强度还是耐久性都优于一般概念的混凝土，其加入了比水泥颗粒小100

倍的胶凝材料，如采用高效减水剂、优质粉煤灰、微硅粉是混凝土采用较低的水胶比，采用强度有保障的骨料以及良好的养护条件。高性能混凝土物理性能的优势主要表现在防碱-硅酸反应、抗碳化、抗氯离子侵蚀性、低渗透性、高密实性、易于浇筑、体积稳定性、长期力学性能稳定性等方面，例如其抗氯离子渗透能力能够将混凝土桥梁应用于海洋大气环境中。

（3）针对除冰盐的腐蚀采取措施。据国外相关报道，使用除冰盐的混凝土桥梁结构一般8年左右就会出现混凝土胀裂、钢筋锈蚀等现象，同时国内北京地区由于冬季常采用除冰盐化除积雪，已经显著表明氯离子对混凝土的腐蚀破坏。因为目前还没有找到能够代替除冰盐的材料进行桥梁冬季除冰除雪，因此就有必要采取针对除冰盐腐蚀的防腐蚀措施。采取防腐蚀措施的重点部位是与桥面排水系统排水管对应的墩柱及桥台，伸缩缝所对应的主梁梁端及盖梁，防撞护栏，桥面系等，抵抗腐蚀的措施主要包括混凝土表面涂层封闭、阴极保护、环氧涂层钢圈、以及使用钢筋阻锈剂等。

3.结束语

由于早期工程建设中对桥梁使用环境、混凝土耐久性问题认识不足，现已建成的混凝土桥梁在使用十年左右就会出现钢筋锈蚀、混凝土开裂等现象，因此混凝土桥梁的耐久性是一个急需解决的问题。相信随着大家对混凝土桥梁破坏过程认识的加深，在积极开展耐久性问题研究，广泛收集资料的基础上，一定可以采取新的措施来延长混凝土桥梁的使用寿命。

参考文献

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