鋼筋混凝土橋樑病害的分析及處理

摘要：就如何對既有橋樑做出正確的檢測、評估及加固入手，詳細的分析了混凝土橋樑出現的病害的原因及防控措施。
關鍵詞：混凝土鋼筋橋樑；病害原因；處理措施

        0  引言
        路橋的的興建與暢通，促進了人類社會的文化和生活的繁榮與。但是橋樑一旦發生倒塌事故，就會帶來巨大的損失和災難。近些年，人們已經開始注意到了各種因不同病害造成的橋樑困擾原因。在橋樑工程中，混凝土作爲主要的建築材料而被廣泛使用，它一直被認爲是非常耐久的材料。近幾年來，才逐漸發現它也會像天然石材在一定的條件下被風化變質一樣，喪失原有強度而過早損壞，影響其正常使用。遭受病害的橋樑其使用壽命將大大縮短，嚴重的在建成幾年就會出現混凝土保護層剝落、鋼筋鏽蝕的現象，需要進行病害整治和加固維修。
        1  產生病害的現象及原因
        1.1 侵蝕性介質腐蝕  侵蝕性介質腐蝕主要指混凝土中含有的某些化學成分Ca（OH）2、（3CaO·2Al2O·33H2O）容易與侵蝕性介質發生化學反應，比較典型的是氯鹽的腐蝕和硫酸鹽的腐蝕。氯鹽的腐蝕主要是環境中游離的Cl-和混凝土中的（3CaO·2Al2O·33H2O）等發生反應，生成易溶的CaCl2和大量的結晶水，使體積膨脹好幾倍，造成混凝土的破壞，當Cl-與鋼筋接觸，含量達到一定程度時，使該處的PH值迅速下降，鋼筋的鈍化膜發生破壞，使與完好的鈍化膜區域之間構成了電位差，同時，Cl-具有導電作用，可以和Fe2+發生反應生成FeCl2，加速了鋼筋的腐蝕。硫酸鹽的腐蝕可以出現鈣釩石破壞和石膏膨脹破壞。
        1.2 凍融破壞  主要表現在混凝土中存在大量的孔隙和裂縫，水份通過毛細作用進入，當溫度降至冰點以下時，孔隙中的水凍結膨脹，使孔壁受壓變形，當溫度升高冰融化後，使孔壁產生拉力，經過持續的反覆凍融，使混凝土發生開裂，裂縫隨着凍融次數的增多而增加，並逐漸擴展連接，以致逐漸降低混凝土的強度。
        1.3 混凝土的碳化  在大氣環境下，橋樑結構的破壞主要是鋼筋的混凝土保護層碳化，鹼性降低，混凝土出現裂縫，大氣中的氧氣和水深入混凝土中到達鋼筋表面，併發生化學反應，引起體積膨脹，使混凝土的裂縫加大，最終引起保護層的開裂、剝落。
        1.4 鋼筋的鏽蝕  鋼筋的鏽蝕是電化學過程，除受其自身性能影響外，與混凝土的性能和外界環境有着密切的關係，在大氣區當裂縫達到0.3mm時，鋼筋已經開始腐蝕。鋼筋生鏽後，使其本身有效截面縮小，生成的氧化鐵體積比原來膨脹好幾倍，使保護層的混凝土開裂，使有害物質更容易進入混凝土內部，加速對鋼筋混凝土的腐蝕。
        2  有效的防控措施
        一般的混凝土橋樑病害是由幾種破壞組合，加速了侵蝕的程度。探求處理病害的處理措施應該全面的從共性的問題上去解決。
        2.1 混凝土  ①選用適當的補強混凝土或砂漿。被侵蝕鬆動的混凝土，膠結結構已經遭到破壞，喪失了原有的強度和承載能力。 
在進行處理時，應剔除鬆動的混凝土，採用適當的混凝土或砂漿補強，侵蝕嚴重的應考慮增大原來結構的尺寸，降低混凝土表面的拉應力，抑制裂縫的發生，增強結構的承載能力。補強的混凝土或砂漿應具有：和易性好，具有較好的彈性和低收縮率，使補強的混凝土不開裂；與既有混凝土構件要有較高的粘接力，以及相一致的線膨脹係數，滿足結構要求的抗彎強度或抗拉強度。要有較高的密實度以及抗化學侵蝕的性能，滿足抗滲、抗凍要求；位於侵蝕環境水中的橋墩，應採用防水混凝土和適當的混合摻料或添加劑等功能。②提高混凝土的密實度。一般病害的發生是以水爲載體，通過裂縫或孔道到達混凝土內部和鋼筋位置，而且裂縫越大，侵蝕的速度就越快，實驗表明，橋樑結構要達到百年的使用壽命，裂縫寬度必須控制在0.15mm以內。病害處理應包括改善結構材料的防水性能和提高密實度兩個方面。對於既有結構混凝土的裂縫，可以通過埋設注漿嘴進行高壓注漿的方法進行填塞封堵；對於貫通的毛細孔，可以採用新型的滲透結晶型材料通過毛細孔進入混凝土內部，與混凝土本身的某些物質發生反應，生成凝膠，堵塞毛細孔，提高混凝土的'密實度，增加抗滲性，從而提高混凝土的抗侵蝕能力和使用壽命。③適當增加混凝土保護層的厚度。在混凝土耐久性規範中，規定了最小保護層厚度，較原來的鋼筋混凝土規範有了很大的提高，這是一條防止混凝土被侵蝕的重要手段，可以將延長有害物質到達鋼筋的時間，延緩了鋼筋的腐蝕，使鋼筋混凝土的有效壽命得到提高。