对钢筋混凝土的二次防护

2012-03-20孙忠伟

黑龙江交通科技 2012年8期

孙忠伟

(河北省交通运输厅公路管理局)

1 概述

全世界每年生产的混凝土量，地球上每一位居民平均能分摊到1t。这是因为，混凝土与其他建筑材料相比，有着极大的优势:间隔便宜，原材料资源丰富，可以利用其他生产行业的副产品。在目前的科学技术条件下，尽管可以肯定地说，混凝土寿命担保会超过年，但诸多因素会使该指标大大降低:静、动荷载的作用，外部腐蚀介质的侵袭，磨耗作用，风化作用等。

人们对桥梁结构的使用质量的要求不断提升，这就需加强日常维护，保持桥梁的良好状态。近些年来，养护修理的投资与新建投资的比例不断改变。据统计，在欧洲，对现有结构的维护和修理费用占到新建投资的50%，与10年前相比(该比例占20%～30%)翻了一番;更有甚者，2010年该比例竟达到85%。在美国，每年用于重建易老化的桥梁的投入达500亿美元。

目前，对养护和修理混凝土结构，世界各地都有大量的可用材料。对用户来讲多样化的材料，一方面可供任意挑选;另一方面，由于缺少对这些材料的深刻认识，究竟在什么条件下，该选用哪种材料，也使他们很为难。

我们在修理混凝土桥梁结构时，通常也有相关的规范，规定了一些可用材料以及它们的使用方法。但在实践中，很少有人仔细研究各种材料的相容性。也就是说，修理的效果，不仅在于材料自身，更重要的是这些材料的组合作用。要统筹考虑“修理材料—界面层—被修理的基质材料”。这就给设计、材料、承包商带来了麻烦。如果设计的组分不好，不仅对修理时的操作不满意，还会使加固后的结构耐久性出现问题。

2 欧洲标准

欧洲国家对秀丽结果满意度的统计表明，25%的业主对修复5年后的结构不满意;对修复10年后的结果有75%的业主不满意。于是在2009年，欧洲国家制定了EN1504标准:《对混凝土结构修理、保护的操作、要求、质量控制和评价》标准的第三部分《结构性修理和非结构性修理》中提出，混凝土的保护材料、修理材料必须保证它们的相容性。表1中列出了对一些修理材料的要求。

标准将修理材料分成R1、R2、R3、R44级，而且还分成结构性修理和非结构性修理。这就可以明确，哪些结构物应进行承载力加固，哪些结构物可以仅对混凝土进行保护。

传统的修理是先进行材料的物理—力学性能试验，着眼点在材料自身;欧洲国家规范则着眼于整个修理系统:修理材料的组合，被修理混凝土的表面处理，界面层的粘结力等。从表1中可以看出，物理力学指标高的材料不能担保修理完的结构具有高质量。除了把粘结强度作为主要指标外，系统的耐久性也是一项非常重要的指标

3 对混凝土的二次保护

对钢筋混凝土结构的修理和保护往往得不到人们的足够重视。通常的做法是将涂料覆盖在混凝土表面上，一来使结构得到初步保护，二来也起到装饰作用，这是一种浮浅的做法。具有非常现实的意见是，如果我们能保证各种修理材料的相容性，修复后的结构就会完善而持久。遗憾的是，事实并非如此。比如，我们对桥梁墩台进行了局部修理，没有对结构混凝土进行全面保护，在两年之后，未修理部分的混凝土也开始出现剥落。

表1 对水泥基修理材料的要求

在欧洲标准《混凝土表面保护》中，明确规定了用于混凝土二次保护的材料要求，根据结构的健康水平和它们对保护材料的影响，选定保护材料。

4 表面保护类型

(1)憎水型。

用溶液或胶液喷涂在混凝土表面，可获得防水效果;溶液附着在气孔和毛细管壁上，使混凝土形成憎水层。混凝土表面孔隙并未被填满，仍然可以“呼吸”，混凝土表面不形成封闭的薄膜;憎水层可以抵御大气侵蚀。

(2)浸渍型。

浸渍液体喷涂在混凝土表面，形成坚固的表层;混凝土表面气孔和毛细管部分或全部被填满;混凝土表面形成或断断续续的薄膜;浸渍液可采用有机聚合物。

(3)覆盖型。

使混凝土表面形成一层坚硬的实体保护层;层厚通常为0.1～0.5mm;覆盖物采用某些聚合物，可以在聚合物中填充干水泥或水泥浆以使浆液粘稠、均匀。

除了对材料自身要求外，标准还制定了混凝土二次保护的选用原则和工艺，根据结构用途、使用状况、腐蚀机理选用不同类型的材料。

应该特别指出，我们目前的情况是，已经发现钢筋混凝土桥梁出现了裂缝，甚至引起了钢筋的锈蚀，保护层脱落，这才想到对混凝土保护。在欧美国家，在检查桥梁时，是着重看混凝土是否碳化及碳化深度，检查氯盐含量。但氯盐含量超标时，就要进行二次保护。比如，注入(或喷涂)带阻锈剂的硅烷防水材料，可以延缓或消除腐蚀过程。与不做二次保护相比，至少，会延长使用寿命7年。