鋼筋混凝土橋梁在修建或運營一段時間後往往會伴有病害的發生,如橋頭跳車、混凝土開裂、鋼gang筋jin誘you蝕shi等deng,對dui混hun凝ning土tu橋qiao梁liang產chan生sheng不bu同tong程cheng度du的de損sun傷shang,影ying響xiang結jie構gou的de正zheng常chang使shi用yong,降jiang低di其qi使shi用yong性xing能neng及ji使shi用yong壽shou命ming。遭zao受shou病bing害hai的de橋qiao梁liang其qi使shi用yong壽shou命ming將jiang大da大da縮suo短duan,嚴yan重zhong的de在zai建jian成cheng幾ji年nian就jiu會hui出chu現xian混hun凝ning土tu保bao護hu層ceng剝bo落luo、鋼筋鏽蝕的現象,需要進行病害整治。
1、鋼筋混凝土橋梁產生病害的現象及原因
1.1 侵蝕性介質腐蝕
侵蝕性介質腐蝕主要指混凝土中含有的某些化學成分Ca(OH)2、(3CaO・2Al2O2・3H2O)容易與侵蝕性介質發生化學反應,比較典型的是氯鹽的腐蝕和硫酸鹽的腐蝕。氯鹽的腐蝕主要是環境中遊離的Cl-和混凝土中的(3CaO・2Al2O・3H2O)等發生反應,生成易溶的CaCl2和大量的結晶水,使體積膨脹好幾倍,造成混凝土的破壞,當Cl-與鋼筋接觸,含量達到一定程度時,使該處的PH值迅速下降,鋼筋的鈍化膜發生破壞,使與完好的鈍化膜區域之間構成了電位差,同時,Cl-具有導電作用,可以和Fe2+發生反應生成FeCl2,加速了鋼筋的腐蝕。
1.2 凍融破壞
zhuyaobiaoxianzaihunningtuzhongcunzaidaliangdekongxiheliefeng,shuifentongguomaoxizuoyongjinru,dangwendujiangzhibingdianyixiashi,kongxizhongdeshuidongjiepengzhang,shikongbishouyabianxing,dangwendushenggaobingronghuahou,shikongbichanshenglali,jingguochixudefanfudongrong,shihunningtufashengkailie,liefengsuizhedongrongcishudezengduoerzengjia,bingzhujiankuozhanlianjie,yizhizhujianjiangdihunningtudeqiangdu。
1.3 混凝土的碳化
在(zai)大(da)氣(qi)環(huan)境(jing)下(xia),橋(qiao)梁(liang)結(jie)構(gou)的(de)破(po)壞(huai)主(zhu)要(yao)是(shi)鋼(gang)筋(jin)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)保(bao)護(hu)層(ceng)碳(tan)化(hua),堿(jian)性(xing)降(jiang)低(di),混(hun)凝(ning)土(tu)出(chu)現(xian)裂(lie)縫(feng),大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)氧(yang)氣(qi)和(he)水(shui)深(shen)入(ru)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)到(dao)達(da)鋼(gang)筋(jin)表(biao)麵(mian),並(bing)發(fa)生(sheng)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying),引(yin)起(qi)體(ti)積(ji)膨(peng)脹(zhang),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)裂(lie)縫(feng)加(jia)大(da),最(zui)終(zhong)引(yin)起(qi)保(bao)護(hu)層(ceng)的(de)開(kai)裂(lie)、剝落。
1.4 鋼筋的鏽蝕
鋼筋的鏽蝕是電化學過程,除受其自身性能影響外,與混凝土的性能和外界環境有著密切的關係,在大氣區當裂縫達到0.3mm時(shi),鋼(gang)筋(jin)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)腐(fu)蝕(shi)。鋼(gang)筋(jin)生(sheng)鏽(xiu)後(hou),使(shi)其(qi)本(ben)身(shen)有(you)效(xiao)截(jie)麵(mian)縮(suo)小(xiao),生(sheng)成(cheng)的(de)氧(yang)化(hua)鐵(tie)體(ti)積(ji)比(bi)原(yuan)來(lai)膨(peng)脹(zhang)好(hao)幾(ji)倍(bei),使(shi)保(bao)護(hu)層(ceng)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)開(kai)裂(lie),使(shi)有(you)害(hai)物(wu)質(zhi)更(geng)容(rong)易(yi)進(jin)入(ru)混(hun)凝(ning)土(tu)內(nei)部(bu),加(jia)速(su)對(dui)鋼筋混凝土的腐蝕。
1.5設計荷載標準偏低,承載能力不足
橋梁的承載能力是根據設計時所采用的荷載等級來確定的,早期建造的橋梁,特別是二十世紀六、七(qi)十(shi)年(nian)代(dai)建(jian)造(zao)的(de)橋(qiao)梁(liang),設(she)計(ji)荷(he)載(zai)大(da)多(duo)偏(pian)低(di)。隨(sui)著(zhe)交(jiao)通(tong)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)和(he)荷(he)載(zai)等(deng)級(ji)的(de)提(ti)高(gao),原(yuan)有(you)橋(qiao)梁(liang)已(yi)經(jing)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)現(xian)今(jin)交(jiao)通(tong)的(de)需(xu)要(yao),有(you)些(xie)橋(qiao)梁(liang)已(yi)經(jing)出(chu)現(xian)嚴(yan)重(zhong)病(bing)害(hai)。
2、橋梁病害處理措施
2.1要正確選用混凝土材料和配合比
評價混凝土耐久性的主要特征,就是水、氧、CO2和he其qi他ta有you害hai介jie質zhi侵qin入ru混hun凝ning土tu的de滲shen透tou程cheng度du,為wei達da到dao適shi度du的de抗kang滲shen透tou性xing就jiu要yao依yi賴lai於yu正zheng確que選xuan擇ze水shui泥ni品pin種zhong,使shi用yong足zu夠gou的de水shui泥ni用yong量liang和he足zu夠gou低di的de自zi由you水shui灰hui比bi,選xuan擇ze合he適shi的de骨gu料liao及ji其qi良liang好hao的de級ji配pei。
2.1.1youxuanshuinipinzhong。yibanhuanjingtiaojianxia,yixuanyongdishuihuarehehanjianliangdideshuini,buyixuanyongzaoqiangdeshuini,keyixuanyongguisuanyanshuinihuoputongguisuanyanshuini。guisuanyanshuinizhongchanyouchanheliaodehunheshuini,rukuangzhashuini、摻灰水泥,一般都能提高抵抗各種化學侵蝕的能力,但其養護條件對其性能影響極大。目前世界範圍正在研製開發生產的高貝利特水泥(HBC)是一種比較理想的用於配製耐久混凝土的水泥品種。
2.1.2重(zhong)視(shi)對(dui)骨(gu)料(liao)的(de)要(yao)求(qiu)。骨(gu)料(liao)的(de)物(wu)理(li)耐(nai)久(jiu)性(xing)反(fan)映(ying)在(zai)其(qi)體(ti)積(ji)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing),隨(sui)環(huan)境(jing)改(gai)變(bian),骨(gu)料(liao)體(ti)積(ji)變(bian)而(er)導(dao)致(zhi)混(hun)凝(ning)土(tu)破(po)壞(huai)屬(shu)於(yu)骨(gu)料(liao)的(de)不(bu)穩(wen)性(xing),用(yong)於(yu)嚴(yan)寒(han)地(di)區(qu)並(bing)處(chu)於(yu)幹(gan)濕(shi)交(jiao)替(ti)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)骨(gu)料(liao),應(ying)進(jin)行(xing)骨(gu)料(liao)的(de)堅(jian)固(gu)和(he)抗(kang)凍(dong)融(rong)試(shi)驗(yan),堅(jian)固(gu)試(shi)驗(yan)的(de)砂(sha)石(shi)其(qi)重(zhong)量(liang)損(sun)失(shi)率(lv)不(bu)大(da)於(yu)8%。對於凍融嚴酷環境下混凝土,粗骨料混凝土最大粒徑不大於25唧,且不得超過保護層厚度的2/3,板厚的1/3。骨料的化學耐久性主要是堿骨料反應,產生堿骨料反應的必要條件除了潮濕環境、混凝土中堿含量超標外,與采用的堿'活性骨料有極大的關係。一般碳酸鹽骨料是無害的,CaCO3晶體與堿不反應,但有的堿活性岩種骨料,如矽質石灰岩、凝灰岩、蛋白岩等,骨料中含有活性SiO2不宜超過5%,骨料中硫化物及硫酸鹽的SO3離子含量不宜超過骨料的0.5%,因此對主要工程采用的骨料應作堿活性檢驗。
2.1.3控製水灰比和水泥用量。水灰比關係若混凝土孔率多少,影響CO2在孔隙中的擴散程度、混凝土碳化的速度和對鋼筋的鏽蝕,因此耐久性混凝土結構設she計ji就jiu要yao注zhu意yi控kong製zhi水shui灰hui比bi,控kong製zhi水shui泥ni用yong量liang是shi為wei了le保bao證zheng混hun凝ning土tu的de密mi實shi性xing,通tong常chang規gui定ding不bu低di於yu最zui小xiao水shui泥ni用yong量liang,但dan水shui泥ni過guo量liang,會hui引yin起qi收shou縮suo和he水shui化hua熱re過guo大da而er產chan生sheng開kai裂lie,並bing非fei有you利li,用yong耐nai久jiu性xing要yao求qiu宜yi優you化hua的de混hun凝ning土tu配pei合he比bi來lai確que定ding最zui佳jia水shui泥ni用yong量liang和he水shui灰hui比bi。
混凝土結構要(yao)取(qu)得(de)良(liang)好(hao)的(de)耐(nai)久(jiu)性(xing),確(que)保(bao)足(zu)夠(gou)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),關(guan)鍵(jian)在(zai)防(fang)患(huan)於(yu)未(wei)然(ran),從(cong)設(she)計(ji)到(dao)施(shi)工(gong)完(wan)成(cheng)的(de)整(zheng)個(ge)建(jian)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong),都(dou)要(yao)針(zhen)對(dui)耐(nai)久(jiu)性(xing)的(de)基(ji)本(ben)要(yao)求(qiu)采(cai)取(qu)有(you)效(xiao)措(cuo)施(shi)。在(zai)設(she)計(ji)階(jie)段(duan)要(yao)正(zheng)確(que)考(kao)慮(lv)選(xuan)擇(ze)水(shui)泥(ni)品(pin)種(zhong),限(xian)製(zhi)堿(jian)骨(gu)料(liao)的(de)使(shi)用(yong),保(bao)證(zheng)有(you)足(zu)夠(gou)的(de)保(bao)護(hu)層(ceng)厚(hou)度(du),注(zhu)意(yi)結(jie)構(gou)合(he)理(li),有(you)些(xie)技(ji)術(shu)措(cuo)施(shi)要(yao)在(zai)施(shi)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)認(ren)真(zhen)對(dui)待(dai),認(ren)真(zhen)澆(jiao)搗(dao)養(yang)護(hu),嚴(yan)格(ge)限(xian)製(zhi)砂(sha)石(shi)、外加劑、拌台水等原料的氯離子,限製骨料的最大粒徑,以及按砂的粗細選擇合理的砂率。
2.2鋼筋
盡管混凝土具有較好的抗滲性,但由於施工條件、施工質量的不同以及在運營過程中養護的,難以避免存在微小的孔隙和裂縫,使有害物質容易侵入,造成鋼筋的腐蝕。對於侵蝕輕微的鋼筋混凝土結(jie)構(gou),在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)基(ji)麵(mian)塗(tu)刷(shua)阻(zu)鏽(xiu)劑(ji),通(tong)過(guo)滲(shen)透(tou)進(jin)入(ru)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong),同(tong)時(shi)不(bu)妨(fang)礙(ai)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)透(tou)氣(qi)性(xing)及(ji)水(shui)分(fen)散(san)發(fa),保(bao)護(hu)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)的(de)鋼(gang)筋(jin),防(fang)止(zhi)其(qi)進(jin)一(yi)步(bu)鏽(xiu)蝕(shi)。阻(zu)鏽(xiu)劑(ji)的(de)摻(chan)入(ru)量(liang)與(yu)有(you)害(hai)物(wu)質(zhi)的(de)滲(shen)入(ru)總(zong)量(liang)有(you)關(guan),使(shi)結(jie)構(gou)在(zai)設(she)計(ji)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)內(nei)不(bu)會(hui)因(yin)鋼(gang)筋(jin)鏽(xiu)蝕(shi)而(er)發(fa)生(sheng)破(po)壞(huai)。對(dui)於(yu)侵(qin)蝕(shi)嚴(yan)重(zhong)的(de)鋼筋混凝土結(jie)構(gou),應(ying)該(gai)在(zai)剔(ti)除(chu)鬆(song)動(dong)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)後(hou),檢(jian)查(zha)鋼(gang)筋(jin)的(de)鏽(xiu)蝕(shi)情(qing)況(kuang),如(ru)鋼(gang)筋(jin)隻(zhi)是(shi)表(biao)麵(mian)鏽(xiu)蝕(shi),應(ying)作(zuo)除(chu)鏽(xiu)處(chu)理(li)後(hou),在(zai)鋼(gang)筋(jin)表(biao)麵(mian)塗(tu)刷(shua)阻(zu)鏽(xiu)劑(ji),如(ru)果(guo)鋼(gang)筋(jin)的(de)有(you)效(xiao)麵(mian)積(ji)明(ming)顯(xian)減(jian)小(xiao),應(ying)該(gai)采(cai)用(yong)同(tong)型(xing)號(hao)的(de)鋼(gang)筋(jin)進(jin)行(xing)綁(bang)焊(han)。
2.3要限製氯鹽的含量
氯鹽汙染是誘發鋼筋鏽蝕的一個很重要因素。氯鹽汙染有的是來源於使用帶有氯離子的摻合料的內摻原因造成的,有的是外部環境如:海洋附近的空氣中含有氯離子或地下水中含有氯鹽或是使用含有氯離子的除冰鹽的外滲原因造成的。混凝土高堿性在一定範圍內抑製了Cl-對鋼筋的腐蝕,而混凝土堿度低時微量Cl-就可引起鋼筋鏽蝕。因此,為了提高混凝土結構耐久性除前麵所述措施外,還需限製Cl-的含量,而且各國規範根據混凝土類型和使用環境給出了不同Cl-的限值。
2.4要有足夠的保護層厚度
2.4.1保護層厚度與耐久性之間的關係
混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)高(gao)堿(jian)度(du)可(ke)以(yi)使(shi)鋼(gang)筋(jin)表(biao)麵(mian)形(xing)成(cheng)鈍(dun)化(hua)膜(mo),它(ta)對(dui)鋼(gang)筋(jin)有(you)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong),混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)保(bao)護(hu)層(ceng)可(ke)以(yi)阻(zu)止(zhi)外(wai)界(jie)腐(fu)蝕(shi)介(jie)質(zhi)氧(yang)氣(qi)和(he)水(shui)分(fen)的(de)滲(shen)入(ru),保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)的(de)效(xiao)果(guo)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)密(mi)實(shi)度(du)和(he)保(bao)護(hu)層(ceng)的(de)厚(hou)度(du)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan),適(shi)當(dang)加(jia)大(da)混(hun)凝(ning)土(tu)保(bao)護(hu)層(ceng)厚(hou)度(du)是(shi)提(ti)高(gao)混凝土結構耐久性、延長混凝土結構使用壽命的重要措施。
2.4.2考慮耐久性要求的最小保護層厚度
各國規範在規定最小混凝土保護層厚度時,除普遍考慮環境條件外,對其他條件的影響各有側重,如美國規範對構件類型、鋼筋類型和直徑大小很重視,將構件分為三個檔次,板牆小梁、梁柱、殼體折板等;對不同粗細的鋼筋也予以區別對待。而英國規範對混凝土強度等級不同則規定也不同。
3、結語
由於我國鋼筋混凝土qiaoliangjiegoushuliangzhongduo,qinaijiuxingbuzuyijingchengweiwoguodangqianjixucaiqucuoshiyingduidezhongdawenti,fouze,xuduoqiaoliangjiegoudezhengchangshiyonggongnengheanquanxingjiangdebudaoyouxiaobaozheng,chengweizhiyuewoguoxiandaihuajianshehejingjifazhandepingjing。duiqiaoliangbinghaizhongyaodeshicongsheji、施工中去預防病害的發生,降低後期的維修保養費用。
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