1、公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治探讨摘要：随着我国社会的进步，经济的发展，公路桥梁作为经济动脉，起着越来越重要作用；由于公路桥梁钢筋钢筋的锈蚀、撞损等，降低了公路及桥梁的承载力，如不及时进行维修加固，便会威胁到公路桥梁的结构安全，如不及时对这些病害进行维修加固，便可能加快公路桥梁的进一步损坏的速度，缩短公路桥梁的使用寿命和结构安全；本文对公路桥梁钢筋锈蚀的主要原因及成因进行了归纳、分析，对公路桥梁钢筋的锈蚀进行了简要叙述，其观点主要是：公路桥梁锈蚀应对进行研究，在此基础上注意公路桥梁加固方法的综合应用。 关键词：公路桥梁 钢筋锈蚀 防治技术 一、公路桥梁钢筋锈蚀的原因 在公路桥梁工程中，钢筋混凝土因
2、具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被土木工程的各个领域普遍采用。钢筋混凝土既保持了混凝土抗压强度高的特性、又保持了钢筋很好的抗拉强度，同时钢筋与混凝土之间有着很好的黏结力和相近的热膨胀系数，混凝土又能对钢筋起到很好的保护作用，从而使混凝土结构物更好的工作，提高了混凝土的耐久性。所以钢筋混凝土已成为现代建筑中材料的重要组成部分。钢筋锈蚀已成为导致钢筋混凝土工程耐久性不足，过早破坏的主要原因，是世界普遍关注的一大灾害，由于公路桥梁钢筋锈蚀可发生于许多引起锈蚀的介质中，如潮湿的空气、土壤、工业废气等。分析得到钢筋锈蚀的主要原因有以下几点： 1、公路桥梁钢筋防护层的碳化，其碳化的原因是钢筋不
3、密实，抗渗性能不足。硬化的钢筋，由于水泥水化，生成氢氧化钙，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的钢筋置于空气中或含二氧化碳环境中时，由于二氧化碳的侵入，钢筋中的氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，称其为钢筋的碳化。钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；钢筋的碳化，钢筋碳化的发生是个缓慢的过程，其实质是钢筋失去碱性而中性化。钢筋碳化破坏构件机理，使钢筋失去碱性环境，从而引起钢筋腐蚀。 2、氯离子的含量。据有关试验证明，即便是 PH 值较高的溶液只要有氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下
4、导致钢筋锈蚀。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑，这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对金属的钝态起到直接的破坏作用 3、公路桥梁钢筋锈蚀，导致截面积减少，从而使钢筋的力学性能下降。对于截面积损失率较大的钢筋，其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降，钢筋各项力学性能指标严重下降。导致公路桥梁构件承载能力降低到与未配筋构件相近。钢筋锈蚀生成腐蚀产物腐蚀产物在混凝土和钢筋之间积聚，对混凝土的挤压力逐渐增大，公路桥梁混凝土保护层在这种挤压力的作用下拉应力逐渐加大
5、，直到开裂、起鼓、剥落。混凝土保护层破坏后，使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降，甚至完全丧失，不但影响结构物的正常使用，甚至使公路桥梁遭到完全破坏，给国家经济造成重大损失。 4、电化学锈蚀，公路桥梁施工中钢筋在存放和使用中发生的锈蚀主要属这一类。其锈蚀过程是在潮湿的环境中，钢材表面被一层电解质水膜覆盖，由于表面成分或者受力边形等的不均匀性，使邻近的局部产生电极电位的差别，因而建立许多微电池。在阳极区，铁被氧化成 Fe 离子进入水膜；因为水中溶有来自空气的氧，放在阴极区氧被还原为（OH）2；两者结合成为不容于水氢氧化亚铁 Fe（OH）2；进一步氧化，则形成疏松易剥落的红棕色的铁锈氢氧化铁 Fe（
6、OH）3；水膜中有酸的成分，则阴极被还原的将是分离子。由于所形成的氢积存于阴脱产生极化作用，将使锈蚀停止，但水中的溶氧与红结合成水以除去积氢，故锈蚀能继续进行。 二、公路桥梁钢筋锈蚀的预防措施 公路桥梁钢筋锈蚀的主要原因正是由于钢筋保护层的碳化和氯离子的侵入而造成的，为了防止钢筋锈蚀，必须防止钢筋的碳化或减慢碳化速度和防止氯离子的侵入。而钢筋碳化又是由于钢筋抗渗性能不足引起的，所以为防止碳化，必须提高钢筋的抗渗性；具体为： 1、降低水和灰的比例、钢筋是由水泥、粗、细骨料和水拌制而成，根据水泥完全水化的理论，需水量只有水泥重量的一部分，但在拌制钢筋时，为了获的必要的流动性，满足施工要求，常用较多
7、的水，当钢筋硬化后，多余的水就会蒸发掉，形成毛细孔。渗透的系数这样也就越大。所以在拌制钢筋时，在满足设计要求和施工要求的情况下，尽量降低水灰比，减少用水量，增加密实度，提高钢筋的抗渗性。 2、掺外加剂、一方面使公路桥梁钢筋内部产生均匀、稳定、互不连通的微小气泡，阻止液体的渗透，另一方面也大大减少公路桥梁钢筋的用水量，增加钢筋的密实度，提高抗渗性；二是掺抗渗剂，掺抗渗剂在钢筋内形成胶体洛合物，填充、堵塞了钢筋内部的毛细孔缝，从而增加钢筋的密实度，提高抗渗性；三是掺膨胀剂，通过掺膨胀剂而发生的化学反应，使公路桥梁钢筋产生膨胀，在外力约束下，增加钢筋的密实度，也可提高抗渗性。 3、应选用颗粒细并且水
8、化热低的水泥。因为越细，凝结越快，泌水越少，抗渗性能越好。要求组织细密、颗粒整齐、质地坚硬，另外级配要优良，以改善公路桥梁钢筋的和易性，增加密实度，提高抗渗性。 4、防止公路桥梁的裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝、温度裂缝等。防止收缩裂缝、沉降裂缝采取的措施有：夏天气温高，要及时喷水养护，使其保持湿润；防止温度裂缝的措施有：在公路桥梁施工时，要考虑矿渣水泥、粉煤灰的水泥，对于大体积钢筋要用中热或低热水泥，同时在保证强度指标的情况下加入一定量的活性掺合料。在一定范围内，活性掺合料对水泥的代用量越多，降低钢筋温升的效果越好。此外，还可选择水化后产生氢氧化钙较多的水泥，如早强硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等，这
9、样也可以放慢碳化速度。防止氯离子进入钢筋的措施有，配置钢筋时不使用含氯离子的材料或外加剂，采取各种措施，提高钢筋的密实度，防止氯离子侵入钢筋内部，避免钢筋锈蚀，掺入阻锈剂，使钢筋表面的氧化膜趋于稳定，弥补表面的缺陷，使整个钢筋被一层氧化膜所包裹，致密性很好，能防止氯离子穿透，从而达到防锈的目的，适当增加钢筋钢筋保护层的厚度，以延缓二氧化碳、氯离子等到达钢筋表面的时间。 5、加强养护、如果公路桥梁钢筋早期养护不好，水泥得不到正常水化，会降低钢筋的密实度，继而影响抗渗性。所以一定要加强钢筋的早期湿润养护，以保证水泥正常水化，增加密实度，提高抗渗性。 三、结论 虽然公路桥梁钢筋锈蚀会给混凝土工程带来严重的危害，但在实际施工中，只要加强领导，严格管理，精心施工，并根据环境的特点和材料的性质，采取相应的措施，是完全能够防止和推迟公路桥梁混凝土工程中钢筋的锈蚀，从而提高公路桥梁工程中混凝土的使用性和耐久性。 参考文献： 1禹智涛.钢筋混凝土桥梁可靠性评估的若干问题研究D，华南理工大学，2003 2赵卫国.公路钢筋混凝土梁桥的病害分析与受损后承载能力计算D，长安大学，2007 3张超.钢筋混凝土桥梁碳化与钢筋锈蚀分析J.北方交通，2008（5） 4王泽源，徐方.浅谈钢筋桥梁裂缝成因及修补措施J.中国水运，2008（11）
