混凝土桥梁病害成因分析及对策研究

袁宝林

摘要：伴随着桥梁建设的不断发展， 桥梁结构的形式与功能正在朝着多样化和复杂化的方向发展，而现代桥梁的质量和寿命长短也越来越被人们所看重。往往在修建或运营一段时间后，混凝土桥梁便会出现病害，病害的出现不仅不同程度的损伤混凝土桥梁，影响其正常使用，还会对其使用性能及使用寿命产生影响。本文探讨了混凝土桥梁病害的产生，分析了引起混凝土桥梁病害的主要原因，并对主要成因进行了相应的对策与研究。

关键词：混凝土桥梁；病害成因；对策

前言：我国现代化建设的重要基础设施之一就是桥梁，而桥梁除了遭受风吹日晒侵蚀破坏，而且还会在使用过程中受到磨损和冲击，另外，桥梁在设计和施工之初也会留有一些缺陷，因此必然对道路桥梁的使用功能和行车服务质量造成不同程度的影响。在长期的使用与它外界各种影响的作用下，桥梁就会发生病害，而且要是不对桥梁结构上所出现的病害给予及时的加固与补救，那么结构上的这些原始缺陷加上结构的自然老化会使得结构上的损伤不断累积，加速发展，进而结构的功能逐渐退化，最后造成桥梁变成危桥的后果，桥梁出现损毁、垮塌，这种实例已经数不胜数，给人民生命财产造成了极大损失，所以研究和解决这一类问题势在必行。

一、混凝土桥梁病害成因

桥梁的混凝土结构是由一种复合型材料建造的，在这一复合结构中， 结构的抗拉强度由钢筋提供， 而结构抗压强度和对钢筋的保护作用则由混凝土提供。因此在混凝土的性能劣化和混凝土中钢筋的锈蚀两个方面有可能发生病害。混凝土的劣化是指在桥梁使用过程中， 混凝土的性能降低是因為周围环境作用于混凝土， 使得混凝土内部发生反应，造成基体开裂等，而侵蚀性介质腐蚀、冻融破坏、混凝土裂缝、混凝土的碳化、溶出性腐蚀等是其主要表现， 混凝土劣化使得混凝土中的钢筋失去保护作用， 钢筋的锈蚀加剧。

1、侵蚀性介质腐蚀

侵蚀性介质腐蚀主要指混凝土中存在的一些化学成分容易与侵蚀性介质发生化学反应。氯盐腐蚀主要是指大气中的氯离子和混凝土中的（ 3C aO . 2A l2O3. 3H2O ）等物质发生化学反应后生成易溶于水的氯化钙固体和部分结晶水， 最终导致混凝土的体积膨胀， 混凝土受到破坏；而当钢筋处在氯离子环境中时，随着大气中氯离子的密度不断增大，当达到一定浓度后该处的PH值就会减小，在酸性条件下，钢筋被钝化而形成的保护膜被破坏，使之与完好的钝化膜区域之间形成了电位差，而C l- 具有导电作用， 可以和Fe2+ 生成FeC l2， 加速了对钢筋的腐蚀。硫酸盐的腐蚀可能出现钙钒石破坏和石膏膨胀破坏。

2、冻融破坏

冻融破坏主要特征有：由于很多的孔隙和裂缝存在于混凝土中， 水分就可以利用毛细作用进入这些空间， 一旦温度达到零摄氏度以下， 存在于孔隙中的水就会被冻结起来，这时体积相比水而言就大大增大，形成膨胀， 这里水的体积最大甚至可以增大到原来体积的十倍，最终导致孔壁受压变形。然而在温度再一次升高冰融化，热涨冷缩，就会在孔壁上形成拉力， 这样反复冻融之后， 就会导致混凝土开裂， 裂缝也会因为冻融的次数的而增多，并且裂缝程度也会加深，甚至逐渐扩展连接， 最终大大降低混凝土的强度。

3、混凝土的碳化

混凝土的碳化也就是因为桥梁结构长期在大气环境下，保护层被碳化， 大大降低了碱性， 而酸性却会增加，这样就刚好等同于侵蚀性介质的情况，从而导致混凝土裂缝， 一般来说，存在于大气中的水蒸气和氧气会透过混凝土，在钢筋的表面发生化学反应，进而导致体积膨胀， 导致混凝土的裂缝加大，就会导致保护层逐渐的脱落。

4、钢筋的腐蚀

对于钢筋腐蚀是一个电化学腐蚀过程，不仅与自身的性能有关，还与混凝土的化学成分和所处的环境都息息相关。钢筋的氧化生锈，一般来说随着钢筋的有效界面的缩小， 生成的Fe2O3的体积就会较大，是原来钢筋体积的几倍， 从而导致混凝土保护层更加容易开裂，脱落。使得大气中的易于混凝土反应的物质更加容易于混凝土接触，从而加快了钢筋混凝土的腐蚀。

二、对以上情况防治对策及分析

1、适当的使用高强度的混凝土。

因侵蚀混凝土和胶结结构都遭到破坏，强度和承载能力都降低。对于此类病害处理时， 要剥离已被腐蚀的混凝土， 运用适量的混凝土或砂浆补强， 要是情况严重，应该加大结构尺寸， 想方设法降低作用力，防止裂缝产生，加强结构的承载力。而补强的混凝土或砂浆应该：（1）有较好的弹性，收缩率要尽可能低。（2）混凝土构件要有较高的粘接力， 线膨胀系数要与混凝土的一致。（3）要有较高的密实度和抗化学侵蚀的性能， 满足抗渗、抗冻的要求。

2、混凝土的密实度要提高

病害的发生都是借助水而发生的， 通过裂缝或孔道水分能够于混凝土反应并且接触到钢筋， 要是裂缝越大， 钢筋受侵蚀的速度就会加快。因此，病害处理不仅要加强结构的防水性，还要进一步的加大结构的密实度。比如，结构中有混凝土出现裂缝，要用运埋设注浆嘴高压注浆的方法进行填堵， 而对于贯通的诸多毛细孔要运用新型的渗透结晶型材料经由毛细孔进入混凝土内部， 使得混凝土自身的某些物质反应， 形成能够阻塞毛细孔的凝胶，从而使得混凝土的密实度提高， 使得混凝土的使用时间得以延长。

3、增加混凝土得保护层

混凝土的耐久性决定了混凝土保护层最小厚度的大小，这样一来钢筋混凝土规范就提升了好多。

4、钢筋

虽然混凝土具有较好的抗渗性， 但是施工条件、施工质量的不同还有在运营过程中养护的差异，难免会有微小的孔隙和裂缝， 使有害物质易于侵入， 从而钢筋受到腐蚀。钢筋混凝土结构的轻微侵蚀， 能够通过在混凝土基面涂刷阻锈剂，渗透进入混凝土当中， 而又不阻碍混凝土的透气性与水分的散发， 保护了混凝土中的钢筋， 避免了进一步的锈蚀。对于侵蚀严重的钢筋混凝土结构， 要在剥离了松动的混凝土后， 具体检查钢筋的锈蚀情况， 若钢筋只是表面锈蚀， 要在除锈处理后， 在钢筋表面涂刷阻锈剂， 如若钢筋的有效面积明显减小， 应该用同型号的钢筋进行捆绑焊接。

对策分析

钢筋锈蚀问题，一般对于已经出现锈蚀的部分，就要用有关措施清理锈蚀部分的的混凝土，然后再利用喷砂法和超高压水枪进行喷射除锈处理。但是，假如钢筋锈蚀比较严重，就要采用别的方法，据验算结果确定修复部位，并最大程度增加钢筋数量，这样可以在一定程度上提升钢筋含筋率，最后再浇注高强度混凝土。

三、结语

由于各种条件的不同，不同类型的桥梁，都会出现不同程度的病害。而我国针对桥梁病害的研究尚未形成体系，但是我国桥梁多，地形和环境多变，因此为本项研究提供了丰富的素材与平台，所以我们要抓住机会，对此项研究进行深入探索，积极应对各种病害，造福人民。

参考文献：

[1] 黄静.常见的桥梁病害分析[J]. 四川建材. 2010（02）

[2] 吴文鸿.预应力连续刚结构桥梁病害治理技术[J]. 交通科技与经济. 2010（04）

[3] 杨家勇.桥梁病害问题研究分析[J]. 现代商贸工业. 2010（16）

[4] 吴中文.桥梁病害分析与检测维护[J]. 科技创新导报. 2010（22）