钢筋混凝土桥梁防腐蚀技术措施研究

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1、钢筋混凝土桥梁防腐蚀技术措施研究摘　要：对上海地区五座被腐蚀的桥梁混凝土的现场取样测试结果显示，原设计强度为C30混凝土强度和耐久性均严重降低。近年来上海建成了大量桥梁、高架和轨道交通工程，钢筋混凝土防腐技术措施研究无疑将成为一个紧迫的课题。通过对涂有（纯丙乳液、苯丙乳液、叔碳酸盐和有机硅）涂层的混凝土的氯离子渗透性、气体渗透性以及碳化性能进行了研究，发现除有机硅外，其他几种涂层对混凝土防腐效果显著，其中苯丙乳液效果最佳。　　关键词：混凝土　防腐蚀　涂层　耐久性　　从20世纪80年代后期至今，经过十

2、几年的建设，上海的道路交通设施发生了巨大的变化，建成了内环高架道路、延安路高架道路、南北高架道路、南浦大桥、杨浦大桥、徐浦大桥和高架明珠轨道线等。在这些工程中，钢筋混凝土构筑物的量不断增加，就目前所修的桥梁结构而言，绝大部分为钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构。根据目前对上海地区范围内立交桥和高架道路的初步观察发现，混凝土构筑物在耐久性方面存在着不同程度的问题，严重影响混凝土结构正常的使用寿命，主要表现特征为某些部位的混凝土开裂，钢筋锈蚀，混凝土钢筋保护层太薄，混凝土抗水、有害离子渗透性及抗碳化性能差

3、等等。如不予以重视，不尽早根据其使用状况和应用环境采取必要的保护措施，不久的将来会对国家和人民的财产和安全带来严重的后果。混凝土腐蚀劣化过程一般经过两个阶段。初始阶段和扩展阶段，在初始阶段没有显著的材料弱化或结构功能退化现象出现，但某些保护层被侵蚀介质破坏。而在扩展阶段，将出现主动性的损伤并加速发展，如钢筋腐蚀。到目前为止，如何减缓和防止混凝土桥梁腐蚀，以提高混凝土桥梁耐久性能，延长其使用寿命还没有一套有效的方法。因此，本文就保护材料及工艺，保护技术方面加以研究，并提出一套有效的混凝土防腐蚀保护技术

4、。　　1、试　验　　1.1　原材料水　　泥采用PO32.5普通硅酸盐水泥，砂采用细度模数为2.6的中砂，粗集料采用5～38mm的石灰石。混凝土配合比见表1.　　聚合物涂层采用纯丙乳液（AC）、苯丙乳液（PA）、叔碳酸盐乳液（TC）和有机硅（OS）等四种聚合物。　　1.2　试验方法　　混凝土碳化试验按照《普通混凝土长期性能和耐久性能实验方法》（GBJ82-85）中快速碳化试验进行。采用100mm×100mm×300mm长方体试件，标准养护26d，在60℃烘48h取出测试。　　混凝土气体渗透试验按照RI

5、LEMTC116-PCD[1]步骤进行。每组2块，试块采用直径150mm，高度为50mm的圆柱体。养护时尽量减少试块与外界环境的水分交换。养护在20℃的室内进行，立即将试块密封保存。采用氮气作为渗透气体。渗透压力分别为1.5×105、2.0×105、3.0×105Pa（绝对压力）。计算各压力下的Ki，取平均值即得各配比混凝土的渗透系数K.混凝土氯离子渗透性能采用ASTMC1202[2]建议的电量法测定。试件为直径100mm，高度50mm的圆柱状混凝土。　　2、试验结果与分析　　2.1　钢筋混凝土桥梁

6、耐久性劣化现状和力学性能现状　　我们调查了上海公路系统的团港桥、内港河桥、医院桥、五灶港桥和六灶港桥等钢筋混凝土桥梁。这些桥梁均有不同程度腐蚀破坏。从现场进行钻孔取样，并根据要求制样，以测定其氯离子渗透性、碳化深度和强度。　　2.1.1　钢筋混凝土氯离子渗透性的检测　　2.1.2　钢筋混凝土碳化深度的检测　　2.1.3　钢筋混凝土抗压强度测试　　2.2　钢筋混凝土桥梁防腐技术措施研究以　　上对取芯试样的测试结果表明：受调查的上海地区这几座桥梁的混凝土均受到了相当严重的腐蚀。可以推测其他桥梁也应该受到

7、一定程度的影响，所以如何防止钢筋混凝土桥梁的腐蚀应该成为一个迫在眉睫的重大课题。本文就此提出钢筋混凝土防腐技术措施，并对其作出评价。试验分别对不涂涂层的基准混凝土（NO）和涂有不同聚合物涂层：纯丙乳液（AC）、苯丙乳液（PA）、叔碳酸盐乳液（TC）和有机硅（OS）的混凝土的氯离子渗透性、抗碳化性能和气体渗透性进行了研究。并且对不同厚度的苯丙乳液（PA）涂层对耐久性的影响进行了研究。　　2.2.1　不同涂层对混凝土氯离子渗透性的影响　　氯离子渗透性对于钢筋混凝土桥梁结构的耐久性是一个重要考察指标。氯离

8、子即使在高碱度下，对破坏钢筋的钝化膜都有特殊的能力。钢筋的锈蚀最终会导致混凝土强度大大降低，这对于钢筋混凝土结构来说是一个潜在的巨大威胁。试验表明，基准混凝土通过的电量为1233C.而涂有各种涂层的混凝土的氯离子渗透性得到显著改善。　　2.2.2　不同涂层对混凝土气体渗透性的影响　　与基准混凝土相比，纯丙乳液涂层可以使混凝土气体渗透系数降低1个数量级，叔碳酸盐涂层可以使渗透系数降低2个数量级以上，而涂有苯丙乳液的混凝土根本就不透气。有机硅对混凝土的气体渗透性影响很小。