基于氯盐环境的桥梁混凝土结构的腐蚀原因及破坏防治研究

孙鹏崴

长安大学 陕西西安 710000

在桥梁建筑施工中，最常见的材料就是混凝土和钢筋，但结合近年来项目建设情况分析，其很容易受外界因素的限制降低自身性能和质量，因此要求项目施工单位和人员必须要加大对这方面的研究。导致桥梁混凝土结构劣化的外界环境原因有很多，如氯盐、硫酸盐以及冻化环境等，其中氯盐环境中的氯离子持续侵蚀桥梁混凝土结构，很容易让内部钢筋出现锈化，致使混凝土分裂等，在没有任何有效处理措施的基础上，普通质量的混凝土很容易在几个月内产生剥落、开裂等现象。因此在桥梁混凝土结构建设施工期间，施工单位必须要基于氯盐环境下的腐蚀原因，提出有效的破坏防治对策[1]。

1 氯盐环境对桥梁混凝土结构产生腐蚀的原因

在氯盐环境中，依据氯离子引发钢筋锈蚀的过程主要分为以下几点：

第一，破坏钝化膜。由于水泥水化具有极强的高碱性，PH数值可以大于等于12.6，这样很容易让钢筋表层出现一层紧密的钝化膜。此时CL-会慢慢渗透到混凝土结构，并开始影响钢筋表层。在这一离子吸附到部分钝化膜当中的情况下，可以让所吸附位置的PH数值快速下降到4以下，那么此时的钝化膜就已经失去了作用；

第二，构成“腐蚀电池”。由腐蚀电池产生作用结果，可以让钢筋表层出现坑蚀，且因为钝化膜区域相比已经被破坏的区域，坑蚀发展更为快速，所以这也是导致混凝土结构出现“坑蚀”的根本原因；

第三，Cl-的导电。腐蚀电池的关键因素就是具备离子通路。因为混凝土之中具备氯离子，所以在强化电子通路的同时，控制了阴阳两极的欧姆电阻，也提升了腐蚀电池的工作效率，这样必然会促进电化学的腐蚀过程。

2 案例分析

2.1 概述

某高架桥工程的上部结构为预应力混凝土连续梁，下部结构为钢筋混凝土墩台和1，5m钻孔灌注桩基础。同时，桥梁设计的基准期是100a，耐久性设计环境的类型可以达到I类。结合现场地质勘探结果分析，高架桥周边存在化工厂，两者相距400m。由于化工厂厂区排水没有经过科学处理，且其中存在腐蚀性，所以土壤和地下水的污染情况较为严重。根据实验室结果分析可知，其中存在大量氯盐等腐蚀介质，此时结合国家提出的岩石工程勘察规范和防腐设计要求分析可知，这类工程环境的腐蚀作用级别可以达到D到E级，且在后期施工建设期间由此造成的腐蚀危害极大。

2.2 设计思路

钻孔灌注桩自身的防腐性无法抵抗氯盐环境在长时间下构成的影响，因此需要施工建设单位从多角度入手提出具体防治对策：一方面，要在钻孔灌注桩的外面设计钢护筒，并利用纤维包裹提升复合材料的隔离防护效果；另一方面，注重优化混凝土的耐久性和密实度，以此有效防治腐蚀介质对混凝土结构的危害。同时，也可以通过添加粉煤灰、控制原材料以及混凝土质量、增加钢筋的混凝土保护层等来做好防护。

2.3 基于氯盐环境的桥梁混凝土结构破坏防治对策

一方面，隔离防护。在直径为1.5m的钻孔灌注桩的外面安装直径为1.7m的钢护筒。在正式施工前，要对比钢护筒可以选用的材料类型，本文概述方案选用了Q345钢，且钢板的厚度达到了10mm，长度为18m。需要注意的是，这一内容需要根据现场施工条件进行调整，且必须要保障钢板可以经过地下存在污染的水质。另外，还要在钢护筒的外层包裹好纤维增强复合材料，其也被叫做GRP，具体厚度要超过3.0mm。因为这类材料在桥梁混凝土施工建设中具有极强的耐腐蚀性，不管是对氯离子还是其它腐蚀性强的元素都有极强的抵御能力。

因为由GRP所构成的桥梁混凝土防腐蚀结构属于“一底六布七油”，底层运用了不饱和树脂，等待底层完全晾干之后，要利用抹腻子将钢管表层高2cm的焊缝整平。同时，要利用玻璃布从内到外分成四道0.4mm粗布和两道0.2细布，且保障玻璃布的没有碱性，属于平纹，两边封边，而所选树脂胶液材料为不饱和间苯树脂[2]。另一方面，性能要求。结合下表1分析可知，本文概述案例所需钻孔灌注混凝土性能与常规混凝土强度有较大差异，因此在实践施工期间，工作人员必须要做好以下工作：第一，要运用C40的水下混凝土进行施工建设工作；第二，要保障混凝土的耐久性指标，而抗压耐腐蚀的系数更要大于0.9，抗渗等级不低于S12；第三，选用低C3A含量的硅酸盐水泥，且含量不能超过7%，水泥标号更是不能低于42.5普通硅酸盐水泥；第四，将粉煤灰等添加到混凝土当中，必须要优先选用I级灰，且符合水泥和混凝土针对粉煤灰提出的具体要求；第五，混凝土的最大水胶比不能超过0.4，粗骨料的压碎数值要控制在2.3到3.0之间，砂的细度模型要超过2.5；第六，钢筋混凝土的保护层厚度要超过75mm。

表1 性能对比分析

3 结语

综上所述，结合本文概述分析可知，在氯盐环境下的桥梁混凝土结构必须要在深入探索现场施工环境的基础上，结合实践项目建设质量要求，优先选用合理的材料和施工方案，在做好结构防护的同时，提出明确的预防对策。这样不仅能从基础上保障桥梁混凝土结构的质量安全，而且可以为后续项目建设运行提供基础保障。