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混凝土桥梁病害成因及解决措施探讨

2017-05-30杨彦飞

科技风 2017年5期
关键词:混凝土桥梁解决措施

杨彦飞

摘 要:重载车辆的增多,使混凝土桥梁很容易发生各类病害问题,影响车辆行驶,而且其安全性也难以保障。施工单位要认识混凝土桥梁施工防护的重要性,依据病害形成原因,采取针对性的措施,予以解决,充分发挥混凝土桥梁的使用性能,为人们提供良好的行车环境。

关键词:混凝土桥梁;病害成因;解决措施

混凝土作为主要施工材料,在桥梁建设中应用比较普遍。因性能层面的优越性,其备受施工单位青睐。施工单位要依据混凝土桥梁具体施工情况,采用正确的方法,严格控制施工过程,规避各类病害问题。

1 混凝土桥梁病害类型

混凝土桥梁常见病害类型有裂缝、撞损、剥落、冲刷、钢筋锈蚀和蜂窝等,尤以裂缝问题最为严重。各类病害情况如下:裂缝,对混凝土桥梁的承载力和耐久性产生严重干扰,也会破坏钢筋保护层,造成空气侵入,出现钢筋锈蚀问题;钢筋混凝土构件破坏都是由钢筋锈蚀引起的,该情况下,钢筋体积膨胀,使钢筋混凝土构件因受拉力而开裂剥落,产生混凝土构件病害;车辆、船只等行驶过程中撞击桥梁,使桥或桥墩产生开裂、破坏问题;桥梁桩基因河水冲刷外露,使其承载力降低,严重干扰桥梁的稳定性,抗震能力也得不到保障。

2 混凝土桥梁病害成因

2.1 侵蚀性介质腐蚀

侵蚀性介质腐蚀即混凝土中含Ca(OH)2等化学成分,其与侵蚀性介质接触,发生化学反应。其中,氯盐腐蚀和硫酸盐腐蚀最为常见。氯盐腐蚀原因是环境中CI-呈游离状态,与混凝土中的(3CaO·2Al2O3·3H2O)发生反应,生成CaCl2和结晶水,前者具备易溶性,使混凝土体积发生膨胀,从而产生破坏。CI-和钢筋在接触状态下,含量達到一定程度,会降低其PH值,继而破坏钢筋钝化膜,在它与完好钝化膜区域之间形成电位差。与此同时,CI-具备导电性,在和Fe2+反应状态下生成FeCl2,使钢筋腐蚀加剧。硫酸盐腐蚀会破坏钙矾石和石膏膨胀。

2.2 冻融破坏

该病害问题多发生于冬季,因温度过低引起。混凝土的性质决定了桥梁中的空隙和裂缝很容易积水,当温度过低,在冰点之下,空隙中的水以冰的状态存在,该凝结过程中,会加大混凝土体积,从而使孔壁压力增加。当温度升高之后,冰融化,孔壁会产生拉力。几经反复,使混凝土桥梁出现裂缝问题。裂缝增加、扩展,导致混凝土强度降低。

2.3 混凝土碳化

混凝土碳化是常见的桥梁病害问题。当钢筋保护层混凝土碳化时,它的碱性会降低,出现裂缝问题。而大气中的氧气和水分也会通过裂缝,进入钢筋表面,与之发生化学反应,使混凝土体积膨胀,加剧裂缝问题,直至最终脱落[ 1 ]。

2.4 钢筋锈蚀

钢筋锈蚀的本质是一个电化学反应过程,裂缝在0.3mm以上会发生该种情况。钢筋锈蚀,会缩小其自身有效截面,生成氧化铁。该处体积比较大,容易发生混凝土开裂问题,而有害物质也会进入钢筋内部,对其产生腐蚀。桥梁病害问题处理过程中,要明确其产生原因,并提出针对性处理方法。

3 混凝土桥梁病害解决措施

3.1 混凝土

3.1.1优选补强混凝土或砂浆

外力侵蚀使混凝土发生松动,并破坏其胶结结构,导致它的强度和承载力被严重干扰。混凝土桥梁病害处理时,要将松动混凝土剔除,选用合适的混凝土或砂浆补强。如果侵蚀问题过于严重,采用正确的方式,增加原有结构尺寸,以对混凝土表面拉应力进行有效控制,避免产生裂缝问题,使其具备较好的承载力。

3.1.2提高混凝土密实度

混凝土桥梁病害问题很多是由水导致的,水经裂缝、孔道进入混凝土内部,与钢筋发生接触,使裂缝增加,快速腐蚀。具体工程实践中,依据实际工程背景,将混凝土桥梁裂缝控制在0.15mm以内,以保障其使用性能和寿命。该过程中,要改进结构材料的防水能力和密实度。假使混凝土已有裂缝问题,采用注浆填充方法,对其进行封堵;混凝土内遍布毛細孔,借助渗透结晶型材料,使其在内部与混凝土发生反应,堵塞孔道,使混凝土具备较好的密实度和抗侵蚀性。

3.1.3增加混凝土保护层厚度

混凝土保护层最小厚度已具备明确规定,能够保护混凝土,以免出现侵蚀问题,延缓钢筋腐蚀速度,使钢筋混凝土具备较长的使用寿命。据经验可知,混凝土钢筋净保护层厚度仅为15mm。立足于结构受力角度,使截面具备合适的高度和承载力。针对侵蚀比较严重的结构,要增加其保护层厚度,使补强混凝土净保护层厚度与具体设计规范相符合。

3.2 钢筋

混凝土具备较好的抗渗性,但常因外力干扰,产生孔隙、裂缝问题等,导致其受到有害物质侵袭,腐蚀内部钢筋。假使钢筋混凝土结构侵蚀不是很严重,应用阻锈剂涂抹它的基面,以控制锈蚀问题。依据有害物质渗入量,确定阻锈剂用量,避免钢筋在使用寿命期间出现锈蚀问题。

3.3 混凝土表面防护层

混凝土桥梁处于不良外部环境,需增加防护层,减少外力对桥梁的破坏,确保其安全性。施工单位要依据具体工程背景,对多层混凝土表面进行防护实验之后,寻求合适的混凝土表面,将其作为最佳防护层。实验结果表明,混凝土经处理之后,能够很大程度上减少氯离子渗入,而铝离子和原材料氯离子含量并没有发生变化。设计钢筋混凝土结构时,需对裂缝问题进行严格考量。如果存在细小裂缝,可应用防护层,使混凝土桥梁处于正常使用状态。桥梁的性质决定了其应用过程中,不能够规避微小裂缝问题,要应用新型材料,对其进行加固,以具备良好的防水性。将渗透结晶型混凝土防水材料应用到表面防护层中,活性物质和混凝土物质发生反应,使空隙和裂缝部位进行融入和渗透,予以堵塞,实现细小裂缝自我修复。

防护涂层既要能够防水,又要包含以下技术指标:1)与混凝土基面具备较好的粘结性,将其控制在0.8MPa以上。2)适应碱性环境。3)具备较好的抗老化能力,能够适应外部环境,使用过程中无起泡、剥离现象。4)具有较好的密实性,能够阻隔有害离子。5)防护涂层要具备良好的透气性和抗冲击能力,以确保在混凝土桥梁中具备较好的适用性。

4 结语

综上所述,病害问题会严重干扰混凝土桥梁的使用性能,对其产生破坏。施工单位要结合具体工程背景,对混凝土桥梁病害问题具备清晰地认识,使混凝土桥梁时刻处于良好的应用状态,避免外部环境对其产生干扰,保障混凝土桥梁的性能及质量,使日常行车过程更加安全。

参考文献:

[1] 黄建强.公路混凝土桥梁常见病害与成因分析及处治方法[J].公路交通科技(应用技术版),2014,(01):46-49.

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