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钢筋混凝土桥梁病害的分析及处理

2014-02-14 01:27 摘要：就如何对既有桥梁做出正确的检测、评估及加固入手，详细的分析了混凝土桥梁出现的病害的原因及防控措施。
关键词：混凝土钢筋桥梁；病害原因；处理措施

        0  引言
        路桥的的兴建与畅通，促进了人类社会的文化和生活的繁荣与。但是桥梁一旦发生倒塌事故，就会带来巨大的损失和灾难。近些年，人们已经开始注意到了各种因不同病害造成的桥梁困扰原因。在桥梁工程中，混凝土作为主要的建筑材料而被广泛使用，它一直被认为是非常耐久的材料。近几年来，才逐渐发现它也会像天然石材在一定的条件下被风化变质一样，丧失原有强度而过早损坏，影响其正常使用。遭受病害的桥梁其使用寿命将大大缩短，严重的在建成几年就会出现混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀的现象，需要进行病害整治和加固维修。
        1  产生病害的现象及原因
        1.1 侵蚀性介质腐蚀  侵蚀性介质腐蚀主要指混凝土中含有的某些化学成分Ca（OH）2、（3CaO·2Al2O·33H2O）容易与侵蚀性介质发生化学反应，比较典型的是氯盐的腐蚀和硫酸盐的腐蚀。氯盐的腐蚀主要是环境中游离的Cl-和混凝土中的（3CaO·2Al2O·33H2O）等发生反应，生成易溶的CaCl2和大量的结晶水，使体积膨胀好几倍，造成混凝土的破坏，当Cl-与钢筋接触，含量达到一定程度时，使该处的PH值迅速下降，钢筋的钝化膜发生破坏，使与完好的钝化膜区域之间构成了电位差，同时，Cl-具有导电作用，可以和Fe2+发生反应生成FeCl2，加速了钢筋的腐蚀。硫酸盐的腐蚀可以出现钙钒石破坏和石膏膨胀破坏。
        1.2 冻融破坏  主要表现在混凝土中存在大量的孔隙和裂缝，水份通过毛细作用进入，当温度降至冰点以下时，孔隙中的水冻结膨胀，使孔壁受压变形，当温度升高冰融化后，使孔壁产生拉力，经过持续的反复冻融，使混凝土发生开裂，裂缝随着冻融次数的增多而增加，并逐渐扩展连接，以致逐渐降低混凝土的强度。 （转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）
        1.3 混凝土的碳化  在大气环境下，桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化，碱性降低，混凝土出现裂缝，大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面，并发生化学反应，引起体积膨胀，使混凝土的裂缝加大，最终引起保护层的开裂、剥落。
        1.4 钢筋的锈蚀  钢筋的锈蚀是电化学过程，除受其自身性能影响外，与混凝土的性能和外界环境有着密切的关系，在大气区当裂缝达到0.3mm时，钢筋已经开始腐蚀。钢筋生锈后，使其本身有效截面缩小，生成的氧化铁体积比原来膨胀好几倍，使保护层的混凝土开裂，使有害物质更容易进入混凝土内部，加速对钢筋混凝土的腐蚀。
        2  有效的防控措施
        一般的混凝土桥梁病害是由几种破坏组合，加速了侵蚀的程度。探求处理病害的处理措施应该全面的从共性的问题上去解决。
        2.1 混凝土  ①选用适当的补强混凝土或砂浆。被侵蚀松动的混凝土，胶结结构已经遭到破坏，丧失了原有的强度和承载能力。 
在进行处理时，应剔除松动的混凝土，采用适当的混凝土或砂浆补强，侵蚀严重的应考虑增大原来结构的尺寸，降低混凝土表面的拉应力，抑制裂缝的发生，增强结构的承载能力。补强的混凝土或砂浆应具有：和易性好，具有较好的弹性和低收缩率，使补强的混凝土不开裂；与既有混凝土构件要有较高的粘接力，以及相一致的线膨胀系数，满足结构要求的抗弯强度或抗拉强度。要有较高的密实度以及抗化学侵蚀的性能，满足抗渗、抗冻要求；位于侵蚀环境水中的桥墩，应采用防水混凝土和适当的混合掺料或添加剂等功能。②提高混凝土的密实度。一般病害的发生是以水为载体，通过裂缝或孔道到达混凝土内部和钢筋位置，而且裂缝越大，侵蚀的速度就越快，实验表明，桥梁结构要达到百年的使用寿命，裂缝宽度必须控制在0.15mm以内。病害处理应包括改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。对于既有结构混凝土的裂缝，可以通过埋设注浆嘴进行高压注浆的方法进行填塞封堵；对于贯通的毛细孔，可以采用新型的渗透结晶型材料通过毛细孔进入混凝土内部，与混凝土本身的某些物质发生反应，生成凝胶，堵塞毛细孔，提高混凝土的密实度，增加抗渗性，从而提高混凝土的抗侵蚀能力和使用寿命。③适当增加混凝土保护层的厚度。在混凝土耐久性规范中，规定了最小保护层厚度，较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高，这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段，可以将延长有害物质到达钢筋的时间，延缓了钢筋的腐蚀，使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。