钢筋混凝土桥梁的腐蚀研究与防护

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1、学兔兔www.xuetutu.com第35卷，第3期公路工程Vo1．35．No．32010年6月HighwayEngineeringJun．，2010钢筋混凝土桥梁的腐蚀研究与防护曾志强(湖南金路工程咨询监理有限公司，湖南长沙410011)[摘要】介绍了钢筋混凝土桥梁的腐蚀机理和影响因素；基于锈蚀钢筋的拉伸试验和劣化混凝土的轴心抗压试验，分析了钢筋混凝土构件的腐蚀对桥梁力学性能和结构性能(包括钢筋与混凝土的粘结、承载力、破坏形式等)的影响；在此研究基础上提出了桥梁结构的防腐与防护措施，对钢筋混凝土桥梁的状态评估与维护管理具有重要意义。[关键词]桥梁；钢筋混凝土；锈蚀；劣化；防护[中

2、图分类号】U448．34[文献标识码]B[文章编号]1674一o61o(2010)03～0070—04CorrosionofreinforcedconcretebridgesandProtectionCENGZhiqiang(HunanKingRoadPr~ectConsultingManagementCo．，Ltd．Changsha，Hunan，410011，China)[Keywords]Bridge；Reinforced；Concrete；Corrosion；Deterioration；Protection侵蚀环境下受腐蚀混凝土试件的抗压强度、抗折强0引言度进行了测试，得出了

3、随腐蚀溶液浓度的增大和pH长期以来，钢筋混凝土结构被普遍认为是耐久值的降低，混凝土强度衰减率增大的结论。性最好的结构，钢筋混凝土桥梁是目前世界上使用这些研究表明：钢筋混凝土的腐蚀会对结构的最广泛的桥梁。在我国已建成通车公路桥梁中，混受力性能造成不利影响。本文在已有研究成果的基凝土桥梁占总数的90％以上。由于混凝土性能稳础上，进一步分析了混凝土桥梁腐蚀的机理和影响定并具有高碱性，在钢筋表面形成一层钝化膜从而因素，并通过试验探讨了受腐蚀后的钢筋、混凝土的使钢筋处于钝化状态，不易受到环境腐蚀⋯。但力学性能，提出了有效的防护措施，为既有钢筋混凝是，若钢筋混凝土构件长期暴露在具有腐蚀介质的土

4、桥梁的等级评估和维护管理奠定了基础。恶劣环境中，结构的使用寿命将明显缩短。钢筋锈1钢筋锈蚀机理的研究蚀及混凝土劣化是影响钢筋混凝土桥梁耐久性的主要因素。1．1氯离子引起的钢筋锈蚀国内外学者针对钢筋混凝土构件被腐蚀后的力通常情况下，混凝土孔隙中充满着Ca(OH)的学性能做了许多研究。吴庆、袁迎曙等通过对人过饱和溶液，pH值一般在12以上。在如此强碱环工模拟气候环境和恒电流加速钢筋锈蚀的钢筋混凝境下，起初钢筋一般不会发生锈蚀，但一段时间后，土构件破碎后得到的56根锈蚀钢筋进行拉伸试验，在混凝土碳化、氯离子侵蚀等作用下，混凝土的碱性发现混凝土内钢筋锈蚀的表面特征对钢筋力学性能降低或混凝土

5、保护层开裂，都将全部或局部破坏钢的退化有影响，且随着钢筋锈蚀程度的增加，这种影筋表面的钝化状态。混凝土中氯离子扩散一般是基响越明显。Ballim¨研究了钢筋锈蚀和混凝土保护于Fick第二扩散定律计算，ta时，距混凝土表面x层开裂对粘结应力的影响，通过快速锈蚀试验得到的内部一点氯离子浓度为：钢筋锈蚀率与粘结强度退化的关系。梁咏宁等『r，、]考虑硫酸盐侵蚀的阳离子类型、侵蚀溶液浓度、侵蚀。i卜l泰ji溶液的pH值等环境因素影响，研究了环境因素对受硫酸盐腐蚀的混凝土性能退化的影响；对在不同[收稿日期]2010—03—10[作者简介】曾志强(1977一)，男，江西丰城人，工程师，主要从事公

6、路和桥梁工程施工、监理、招投标工作。学兔兔www.xuetutu.com第3期曾志强：钢筋混凝土桥梁的腐蚀研究与防护71式中：c。为混凝土表面氯离子的平衡浓度(占混凝该孔溶液中的pH值降低，即混凝土发生了碳化。土质量的百分比)；D为氯离子扩散系数(cm／a)；混凝土的碳化过程可以分为3个阶段：erf()为误差函数。第①阶段是二氧化碳扩散到混凝土当中；呈活化状态的钢筋表面有水分存在时，钢筋表第②阶段是二氧化碳溶解到孔溶液并与氢氧化面的不同部位会出现较大的电位差，形成阳极和阴钙发生反应，形成少量的碳酸：极，在一定的环境条件下钢筋就会开始锈蚀。反应Ca(OH)2+CO2_CaCO3+H2

7、O(6)式如下：CO2+H2O_+H2CO3(7)阳极反应：Fe一2e—Fe“(2)第③阶段是碳酸与溶解到孔溶液中的ca1(OH)发生化学反应生成碳酸钙和水，具体反应如阴极反应：÷o2+H：0+2e---~20H一(3)二下：当cl一达到一定浓度时，便与H争夺腐蚀产生Ca(OH)2+H2CO3一CaCO3+H20(8)的Fe“，形成FeC1·4H0，然后从钢筋阳极向含氧混凝土碳化受许多因素的影响，比如混凝土的量较高的混凝土孔隙迁移，会集中在钢筋表面产生材料、配合比、当