公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法

吕 建 峰

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司，山西 太原 030006)



公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法

吕 建 峰

(山西路桥集团国际交通建设工程有限公司，山西 太原 030006)

阐述了公路桥梁钢筋锈蚀防治的必要性，分析了公路桥梁钢筋锈蚀的原因，并从钢筋选材、施工控制、外部防护隔离三方面，提出了关于公路桥梁钢筋锈蚀的防治方法，旨在提升公路桥梁结构的耐久性，保证公路桥梁的质量。

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公路桥梁是基础设施建设中非常重要的一个部分，它为人们生活提供了便利的条件。因此，对于公路桥梁的质量以及使用性能，大家都非常关注。整个城市建设的稳定、快速发展都依赖于它，加强公路桥梁的安全性极为重要。由于钢筋混凝土结构是公路桥梁的主体，因而是影响公路桥梁的安全使用的重要因素，但是一旦钢筋结构受到锈蚀等侵害，就会对桥梁的正常安全使用产生影响。从实际工程项目来看，钢筋表面病害是导致公路桥梁断板、坍塌的一个重要指标。在表面病害中，钢筋锈蚀是不可被忽略的一个问题，它是影响公路桥梁的使用寿命的根本所在，因此，公路桥梁相关单位针对此方面的问题应该制定有针对性的预防措施。

1 公路桥梁钢筋锈蚀带来的危害

在公路桥梁工程项目中，混凝土表面沿受力钢筋方向出现裂缝且带有锈斑,使得混凝土开裂、膨胀，这是钢筋锈蚀所造成的。由于钢筋锈蚀对于削弱其截面面积和降低构件承载能力都有不同程度的影响，因此，钢筋锈蚀属于公路桥梁的严重性问题[1]。钢筋锈蚀能降低钢筋与混凝土的握裹力，使结构的受力性能和耐久性能减弱，所以，施工单位在施工过程中应尽量规避这类问题。为此，有必要探究钢筋锈蚀的根本原因，在工程项目中，出现钢筋锈蚀现象并不罕见，盐害、冻害和碳化等都是造成钢筋锈蚀的影响因素。

对于公路桥梁项目而言，钢筋锈蚀防治非常有必要。这不仅是挽救公路桥梁耐久性的有效方式，也是保证人民财产安全的必然要求。由于公路桥梁一直沿用重强度轻耐久的设计概念，因此不符合公路桥梁安全性的要求[2]。为了避免钢筋混凝土结构在其真正受力之处出现裂缝，挽救桥梁破坏和经济损失，防治公路桥梁钢筋锈蚀是唯一的方案。油漆防锈维护是防治公路桥梁钢筋锈蚀的一种有效方式。但是油漆防锈维护存在两方面的致命问题，其一是常年应用油漆维护，耗资巨大；其二是油漆维护的效果并不理想。为了寻求一种方式实现一次性耐久防锈蚀的目的，还需要进一步的努力和探索。

2 公路桥梁发生钢筋锈蚀的根本原因

钢筋混凝土结构中钢筋在水泥水化情况下，pH值在12～14之间，因此，可表明其生成在强碱介质里。在此情形下，其表面形成钝化膜，其是一层保护膜，对于抑制钢筋的腐蚀有积极作用。但是，因受到混凝土密实性不足或保护层过于单薄、施工时掺入食盐氯化钙等外在因素的影响，最终减弱了介质的强碱性，这层抑制钢筋腐蚀作用的保护膜就会失去原先的作用[3]。这种情况一旦发生，就会最终造成钢筋钝化。在钢筋钝化后，受到水、氧作用的干扰，钢筋表面生成的物质进一步与水、氧结合，就会出现铁锈。造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤，出现钢筋锈蚀最基本的原理正是如此。

2.1 碳化和有害气体介入

钢筋保护层是防止公路桥梁主体结构重要构成物钢筋出现锈蚀的重要介质，一旦保护层出现问题，必然会出现钢筋锈蚀现象。碳化是钢筋保护层受到破坏的一种根本原因之一，究其根本，混凝土不密实和抗渗性能不足是造成钢筋保护膜碳化的主要因素[4]。而混凝土不密实，一方面是钢筋混凝土质量较差造成的，另一方面是混凝土保护层厚度不够造成的。但是，不论是哪一种原因，都会产生锈蚀硬化的混凝土。在外界环境中，空气中含有氧气和二氧化碳，将不密实的混凝土置于这种环境下，产生的化学反应生成碳酸钙等物质会使碱性逐渐降低，进而就形成了碳化。碳化造成钢筋锈蚀，是造成公路桥梁安全风险的一种原因。

氯化物等属于有害气体，这些气体与钢筋混凝土中钢筋相互作用，就会形成孔蚀。孔蚀属于腐蚀的一种，其危险性较大。由于孔蚀会影响钢筋的力学性能，缩减钢筋截面，减少钢筋的承载力，所以极易出现钢筋断裂的情况，不利于公路桥梁的安全性和长久性[5]。在混凝土中，由于添加外加剂，会造成钢筋的周围存在氯离子，所以难以确保钢筋周围氧化膜不会遭到破坏，因此，从这方面来看，有害气体也是造成钢筋锈蚀的一种原因。

2.2 环境湿度

环境的湿度也是造成钢筋锈蚀最不可忽视的因素。譬如钢筋在空气中遇到水，发生锈蚀就成了一种必然结果。以此来说，钢筋混凝土处于潮湿的环境下，二氧化碳气体渗入，就会对钢筋造成锈蚀，对于公路桥梁来说，支撑起全身重量骨架的重要依靠是钢筋和混凝土的结合物，钢筋主要承受拉力，混凝土主要承受压力。一旦钢筋混凝土结合物中，钢筋发生锈蚀，就会急剧降低钢筋混凝土的抗拉力，影响公路桥梁的稳定性和安全性。

3 公路桥梁钢筋锈蚀问题的解决对策

3.1 选用合适的钢筋材料

在进行公路桥梁施工过程中，需要选用特种钢筋。即尽可能选用性能更好的钢筋，并且严格控制混凝土中外加剂的用量，防止氯离子对钢筋的损害。在混凝土浇筑时，如果不能将氯离子进行有效隔离,使其渗入混凝土当中时，可以再增加钢筋防锈剂，能够在一定程度上抵御氯离子，就可以规避这方面的问题，从而减轻这方面的损害。

除此之外，在施工中，还应该注意以下几点：

第一，配置混凝土过程中使用的氯盐类添加剂严格按照设计和规范的要求进行配制，严格按照设计和施工规范要求施工。

第二，配置混凝土的材料需严格按照工程标准实施，且海产骨料不可被添加在材料当中[6]。

第三，海水或是氯离子含量高的水不可被添加在混凝土配置材料中。只有将海水或是氯离子含量高的水经过处理，符合检验标准，才可应用。

3.2 做好施工控制

提升混凝土的抗渗性与密实性，以免出现碳化现象。为了达到这一目的，可从三个方面入手，规避此现象。

第一，控制水灰比。水灰比的配置不合理是造成混凝土抗渗性与密实性差的主要原因之一，因此，在水灰比的配置上(添加粉煤灰、矿渣料等细集料的过程中)，保证充足搅拌的前提下，不应过多的添加水量。否则，混凝土达不到其密实度，就容易找出空隙。

第二，将抗渗剂适当的添加到钢筋混凝土结构中。由于抗渗剂在钢筋内能形成胶体络合物，对于堵塞与填充钢筋内部的毛细孔缝有积极作用，因此，有利于加强混凝土的抗渗性与密实度。

第三，选用合适的水泥。公路桥梁钢筋结构在建设过程中，水泥选用是否恰当也是影响钢筋抗渗性与密实性的重要因素。为此，选用的水泥至少需符合标准，即水泥必须水化热低，且颗粒不可过大。水泥颗粒越粗,其凝结的速度就会越慢,泌水越多,从而其抗渗性就越差。

3.3 做好外部的防护隔离

在钢筋外部设置一层有效的隔离层，也是降低公路桥梁钢筋锈蚀的一种有效方式。公路桥梁施工中，通过外涂隔离层可规避问题。实现钢筋外部设置隔离层的方法还有：在钢筋表面涂上防锈材料、采用高压雾化气体对钢筋表面进行火焰喷漆处理、镀锌位置热处理等。这些方法都是可行性非常高的方式。对于不同的工程环境，应采用不同的方法进行防护隔离。

4 结语

在整个的桥梁工程建设施工过程中，做好钢筋的防污染、防锈蚀和防碳化工作并不是一项非常简单的事情。对于建设施工单位而言，选择合适的钢筋材料只是其中非常基础的部分，还需要通过适宜的施工方式防止公路桥梁钢筋出现锈蚀。因此，为了提高钢筋的使用性能和寿命，保证公路桥梁工程的使用质量，应该探究影响公路桥梁钢筋锈蚀的根本原因，以此为基础，进行防治，才有利于促进我国公路桥梁事业长久发展。

[1] 闫 妍.公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法[J].交通世界(运输·车辆),2015(6):81-83.

[2] 江 涛.分析公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法[J].科技创新导报,2013(5):110.

[3] 于晓娟.浅论公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法[J].科技信息,2014(15):277.

[4] 吴 强,曾保军.公路桥梁钢筋锈蚀原因及防治方法分析[J].信息化建设,2016(2):397.

[5] 张 申,闵 爽.浅析公路桥梁钢筋锈蚀原因与防治技术[J].城市地理,2016(2):152.

[6] 沙永达.公路桥梁钢筋锈蚀成因及防治措施[J].内蒙古公路与运输,2012(6):29-31.

The cause and prevention method of highway bridge reinforcement corrosion

Lv Jianfeng

(ShanxiRoadandBridgeInternationalTrafficConstructionEngineeringLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

This paper elaborated the necessity of highway bridge reinforcement corrosion prevention, analyzed the highway bridge reinforcement corrosion cause, and from reinforcement material selection, construction control, external protection isolation three aspects, put forward the prevention methods about highway bridge reinforcement corrosion, designed to enhance the durability of highway bridge structure, ensured the quality of highway bridge.

highway, bridge, steel corrosion, durability

1009-6825(2016)27-0158-03

2016-07-15

吕建峰(1977- )，男，工程师

U455.71

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