桥梁混凝土腐蚀分析及探讨

□文/张培雷

桥梁混凝土腐蚀分析及探讨

□文/张培雷

文中在分析天津市桥梁混凝土的腐蚀现状和腐蚀机理的基础上，从实践出发，对桥梁混凝土的防腐工作进行了简单的探讨，为更深一步进行防腐研究打下基础。

桥梁；混凝土；腐蚀；

2009年，经过对天津市市区范围内的189座桥梁和46座地道的安全检查，发现多数桥梁翼缘板、墩柱表面、泄水孔周围及桥台背墙等部位存在腐蚀现象，有的梁端及帽梁甚至存在由于腐蚀引起的混凝土开裂、露筋等问题，严重影响了桥梁的使用寿命。主要是因为天津市地处沿海地区，空气和雨水中都含有一定的氯盐成分，尤其在近海地区浓度更大，加上冬季为消除桥面的冰冻和积雪而喷洒的盐水。盐水通过防水性能不好的伸缩缝流向墩台或通过防水性能不好的桥面系渗入到混凝土的缝隙里造成盐腐蚀，加速了桥梁混凝土的腐蚀破坏。

腐蚀破坏形式

（1）梁体、地表墩柱腐蚀损坏。该类破坏主要是由于盐腐蚀和冻融循环引起的，发展速度非常快。见图1。

（2）伸缩缝漏水造成梁端、盖梁处混凝土腐蚀，产生顺筋裂缝，表层混凝土大面积脱落。经过对天津市区189座桥梁调研发现，除新建桥梁外，大多桥梁都存在着这样的问题。

实际上，不只是伸缩缝，包括排水管外密封、防撞墙二次浇筑的施工缝等也存在着同样的问题。见图2。

（3）保护层大面积脱落。这个问题在天津市区桥梁中也是普遍存在的，一方面由于我国早期的桥梁保护层设计得偏薄，混凝土很快碳化，诱发钢筋锈蚀、膨胀；另一方面受建设时期施工技术水平所限，保护层厚度控制不准，规范允许存在-5～+10 mm的偏差，很难精确控制。见图3。

（4）防撞墙烂根严重。防撞墙处在桥梁最为恶劣的工作环境中，车辆通过时融雪盐水的溅射污损、局部酸性气体的集中侵蚀以及干湿交替、冻融循环的影响等，导致防撞墙腐蚀尤为严重。见图4。

腐蚀机理

钢筋锈蚀

正常情况下，混凝土呈高碱性，在钢筋表面形成钝化保护膜，能隔绝水分、氧气与钢筋金属的接触，阻止钢筋锈蚀。钝化膜失效主要有2种情况。

（1）混凝土碳化。即空气中的CO2从混凝土表面扩散到混凝土内部，与呈碱性的水泥水化产物Ca（OH）2发生作用，形成中性的CaCO3，削弱混凝土的碱度，使钝化膜不能继续维持并在水分和氧的参与下发生持续锈蚀。

（2）氯盐的侵入。即氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置，积累到一定浓度（临界浓度）后破坏钝化膜，使钢筋锈蚀。天津市桥梁处于沿海地区，由于氯盐侵入造成的钢筋锈蚀现象更为严重。

钢筋锈蚀的生成物体积膨胀，导致混凝土顺筋开裂和混凝土保护层剥落，锈蚀会损害钢筋与混凝土之间的粘着力，削弱钢筋的截面面积并使钢筋变脆，从而影响结构的适用性（裂缝、表面锈迹等），甚至安全性。

混凝土的腐蚀与损伤

对混凝土材料造成腐蚀或损伤的环境作用主要有反复冻融以及水、土介质中的盐、酸等化学腐蚀。混凝土内的孔隙水经反复冻融而逐渐达到临界饱和后，冰冻产生的压力很快就会使混凝土表层崩裂并发展到剥落、集料裸露的程度；除冰盐不但能对钢筋造成严重锈蚀，而且对表层混凝土也有很大的破坏作用，使表面起皮剥落。

环境作用对混凝土的侵蚀与损伤首先发生在表层混凝土，使混凝土截面或混凝土材料强度受到损坏。

常见的防腐措施

（1）梁边设置滴水檐或滴水槽。梁边翼缘板腐蚀是由于下雨时，雨水顺着栏杆地袱流到梁边，再倒流到梁翼缘根部及腹板，造成边梁的水迹、碱迹直至腐蚀。可以设置一个防倒流装置来阻止雨水的倒流，如设置滴水檐或者滴水槽等。

（2）泄水管设置应符合规范要求。泄水孔周围及附近腐蚀的主要原因为泄水孔四周混凝土不密实且防水层做得不好。针对这种问题应严格控制泄水管部位的施工，确保符合规范要求。

（3）做好伸缩缝防水施工。桥梁的伸缩缝长期暴露在大气中，加上车辆不断地冲击荷载，使用环境比较恶劣，是桥梁结构中最易遭到破坏而又较难以修补的部位。伸缩缝一旦破坏漏水，很容易造成墩台腐蚀损坏。因此桥梁伸缩缝在设计、施工上应严格控制，做好伸缩缝防水，确保桥梁的使用寿命。

（4）混凝土表面防腐处理。混凝土表面涂抹有机硅、氟碳涂料，抵抗外界有害介质的入侵；混凝土表面做硅烷浸渍等憎水处理。有些地方还可采用透水模板衬里、电化学保护等措施。

防腐工作探讨

（1）桥梁混凝土防腐工作应该贯穿于设计、选材、施工、使用和维护的全过程。如果说设计、选材和施工阶段的防腐工作是桥梁健康的先天条件，那么使用和维护阶段的防腐蚀工作就是桥梁健康的后天条件。先天条件固然重要，后天条件更不容忽视。

（2）全方位监督桥梁防腐工作落实情况。建设方、设计方、施工方应定期进行桥梁回访，检查桥梁防腐工作的落实和执行情况，一方面对预先的防腐措施进行总结，另一方面根据防腐措施的实现情况开展新的防腐措施的研究。

（3）市政养管部门应划拨专门的防腐养管经费，将桥梁防腐工作作为一项重要任务来抓，彻底解决桥梁混凝土的腐蚀问题。

（4）桥梁养管过程中，定期做好桥梁普查工作，对腐蚀引起的病害及时进行修补和防腐处理，防止病害的恶化和腐蚀的加剧。如及时清理伸缩缝内杂物、做好桥面积水的排除、泄水管的疏通等；冬季尽量减少含氯离子的除冰盐、融雪剂的使用，控制氯离子的含量，减少对桥梁混凝土的渗透。

U445.73

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1008-3197（2010）01-46-02

2010-01-22

张培雷/女，1982年出生，工程师，硕士，天津市道路桥梁管理处桥梁管理所，从事桥梁检测工作。