摘要：對路橋工程中鋼筋混凝土的腐獨進行了環境分析,對主要的腐蝕類型進行了相關介紹,最后提出了一些防護的方法。
　　關鍵詞：路橋鋼筋混凝土腐蝕防護
　　鋼筋混凝土是由硅酸鹽水泥、集料碎石、砂子和鋼筋復合而成的結構材料,廣泛應用于公路、橋梁等結構中。通常條件下,鋼筋混凝土在自然環境中的腐蝕并不嚴重,因此未引起人們的足夠重視。隨著環境的污染惡化,環境介質中腐蝕性物質含量增加,混凝土結構遭受而破壞的現象日益嚴重。據統計,因混凝土腐蝕而造成的經濟損失約占國民經濟的1.25%,因腐蝕造成的破壞事故也時有發生,因此,鋼筋混凝土的腐蝕與防護問題逐步得到人們的重視,成為研究和關注的一個重要方向。
　　1、腐蝕環境分析
　　鋼筋混凝土的腐蝕包括混凝土中鋼筋的腐蝕及混凝土材料本身的腐蝕,其中鋼筋的腐蝕屬于電化學腐蝕,混凝土材料本身的腐蝕屬于化學腐蝕和物理腐蝕。路橋工程中,鋼筋混凝土所處的環境屬于自然環境(大氣、水、土壤)。表面上看,自然環境的腐蝕問題不及工業環境腐蝕那么明顯,但這類腐蝕情況十分復雜,影響因素很多,特別是在環境污染嚴重的地區,SO2、CO2、C1等腐蝕性物質含量增大,而且不同地域之間,甚至同一地域的不同位置,環境的腐蝕性是不同的。世界各國對自然環境的腐蝕問題十分重視,建立了眾多的環境腐蝕試驗網站,取得了大量的數據。我國也開展了這方面的研究、試驗工作,為自然環境的腐蝕研究打下基礎。
　　2、主要的腐蝕類型
　　2.1化學腐蝕
　　鋼筋混凝土的化學腐蝕主要包括酸性物質腐蝕、分解腐蝕、硫酸鹽腐蝕、堿集料反應等。
　　(1)酸性物質腐蝕。
　　大氣中的SO2、CO2、C1、酸雨與酸性水、酸性土等,均能與混凝土直接起反應,中和混凝土中的堿』,也能與混凝土中的其它成分起作用而發生腐蝕。同時混凝土中堿度的降低,會導致鋼筋表面鈍化膜的破壞,也加速了其內部鋼筋的腐蝕。
　　(2)分解腐蝕。
　　水泥水化產生部分Ca(OH)2使混凝土具有強堿性(PH≥7),使其內部鋼筋處于鈍化狀態。但Ca(OH)2均是不穩定的,一方面易與酸性物質發生中和反應,另一方面能不斷溶于軟水中。在大氣中,也能不斷從混凝土內部向表面析出�；炷�土中C1的滲人,能加速Ca(OH)2的溶解,MG2、NH4+能置換Ca2+,這都是促進分解的因素。因此,在軟水中或環境中存在C1、MG2、NH4+、等離子的條件下,混凝土往往會發生分解類腐蝕。
　　(3)硫酸鹽腐蝕。
　　硫酸鹽能與混凝土中的水泥水化產物起化學反應,生成體積更大的新結晶物
　　(4)堿一集料反應。
　　水泥在水化過程中會析出堿性物質,如NaOH或KOH,在混凝土的硅質集料中如果含有堿活性的物質,如氧化硅,就會發生堿一硅酸反應,形成體積膨脹的硅膠,使混凝土受到破壞。
　　2.2物理腐獨
　　物理腐蝕主要是指結晶性破壞,也叫膨脹性腐蝕。這種破壞主要是由硫酸及硫酸鹽以及NaCL等鹽類引起的。鋼筋混凝土結構本身存在很多微小孔隙,在使用過程中隨時可能滲人可溶性鹽類。當鹽分深人到混凝土內部,在干濕交替情況下,水分揮發,鹽類結晶析出,晶體體積膨脹導致混凝土開裂、疏松、粉化。既失去結構強度,又失去對鋼筋的保護,使混凝土遭受結構性破壞。
　　2.3雜散電流腐蝕
　　通常把不按預定線路流通的電流稱為雜散電流,由雜散電流所引起的腐蝕稱為雜散電流腐蝕。雜散電流主要是由電力設備泄漏到周圍環境介質主要是土壤介質中的電流。輸變電設備、輸電線路、電車電源、鐵路軌道等設備都可能產生雜散電流。
　　雜散電流通過鋼筋混凝土時對混凝土本身并不產生影響,但如果有鋼筋存在,鋼筋能夠起到匯集電流的作用,并把電流引導到排注流點處。在雜散電流由混凝土進人鋼筋之處,鋼筋呈陰極。如果陰極析氫且氫氣不能逸出,則氫氣將在鋼筋與混凝土的界面處聚集,產生壓力、使鋼筋與混凝土的結合強度降低甚至剝離。如果有鈉或鉀的化合物存在,則電流的通過還會在鋼筋與混凝土的界面處產生可溶的堿式硅酸鹽或鋁酸鹽,使結合強度顯著降低。而在電流離開鋼筋的部位,鋼筋作為陽極發生腐蝕。腐蝕產物在陽極周圍堆積產生膨脹而使混凝土開裂。
　　2.4應力腐蝕
　　鋼筋混凝土在實際應用中同時受到應力和腐蝕介質的雙重作用,會發生應力腐蝕。腐蝕的程度與載荷水平、介質濃度和類型,以及混凝土的配合比等因素有關�；炷�土應力腐蝕的機理非常復雜,目前國內外還沒有統一的說法。
　　3、鋼筋混凝土的腐蝕防護方法
　　3.1表面涂層防護層
　　涂層可以把混凝土結構與外界腐蝕環境隔絕,對于保護混凝土本身、保持堿度和防止腐蝕介質的滲透是十分有效的。由于混凝土是堿性材料,因此,混凝土表面的涂料要采用有良好耐堿性和附著力的環氧樹脂、聚氨醋、丙烯酸樹脂、氯化橡膠等涂料。瀝青也是一種較好的涂層材料,在橋面上鋪設瀝青,實際上也可以起到一定的涂層保護的作用
　　3.2陰極保護
　　鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕,同其余鋼鐵構件的腐蝕一樣,都是電化學腐蝕。根據陰極保護的原理,采用外加電流或犧牲陽極的方法,使混凝土內的鋼筋受到保護。陰極保護一般適用于導電性良好的腐蝕環境,對于電阻率較大的鋼筋混凝土,通常采用導電涂料層來實現,如導電砂漿覆蓋層。在實施陰極保護時要嚴格地控制保護電位,使鋼筋處于最佳保護狀態。在有雜散電流腐蝕的情況下,陰極保護是一種常用的在有雜散電流腐蝕的情況下,陰極保護是一種常用的影響,在陰極保護設計時要加以注意,或者考慮使用外加電流的陰極保護方案
　　3.3混凝土中添加緩蝕劑
　　在混凝土中添加緩蝕劑,能夠抑制或減緩混凝土中鋼筋的腐蝕程度,使用方便,效果也較好,被認為是鋼筋混凝土的一種長效防腐蝕措施。鋼筋混凝土中使用的緩蝕劑主是亞硝酸鈣。在實際中,往往添加緩蝕劑的方法與其它的防腐蝕措施聯合使用,以求達到最佳的保護效果。
　　3.4鋼筋混凝土的腐蝕監測
　　腐蝕監測的方法有物理方法、無損檢測方法和電化學方法等。由于混凝土結構中鋼筋所處的環境特殊,傳統腐蝕監測方法的應用受到限制,人們對適合鋼筋混凝土結構的腐蝕監測方法進行了大量的研究工作。
　　(1)鋼筋混凝土腐蝕監測的電化學方法。
　　根據前面的分析,混凝土中鋼筋的腐蝕屬于電化學腐蝕,因此基于電化學測試技術的腐蝕監測方法能夠應用于鋼筋混凝土的腐蝕監測。鋼筋混凝土腐蝕監測的電化學方法主要有交流阻抗法、表面電位法(電位圖法)、電位梯度法、極化曲線法、線性極化法以及恒電流脈沖技術等方法。
　　(2)鋼筋混凝土腐蝕監測的光纖傳感技術。
　　光纖傳感技術利用了光纖耐腐蝕、抗強電磁干擾、耐高溫、集信息傳感與傳輸于一體等優點,受到人們的關注,成為鋼筋混凝土腐蝕監測技術新的研究重點。Fuhrpl等人研究了基于測量C1濃度的光纖傳感技術,并將多參數光纖傳感器預先埋植在公路和橋梁的鋼筋混凝土中,對混凝土內部的腐蝕清況進行監測
　　3.5選擇新型鋼筋
　　(1)涂/鍍層鋼筋。
　　鋼筋的腐蝕是鋼筋混凝土腐蝕的重要方面,人們研究了鋼筋表面防護的各種方法,包括鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、環氧涂層鋼筋等。其中環氧涂層鋼筋被認為是防止鋼筋腐蝕的有效措施之一,在國內外工程中得到比較廣泛的應用。
　　(2)不銹鋼鋼筋。
　　采用奧氏不銹鋼或雙相不銹鋼鋼筋來代替普通碳鋼鋼筋,借助不銹鋼優良的耐蝕性能,腐蝕速度大大降低,從而延緩混凝土結構的腐蝕破壞。但這種方法成本較高,而且在實際使用中容易造成C1等活性離子引起的點蝕及應力腐蝕破裂
　　(3)高強度非金屬材料代替鋼筋。
　　用玻璃纖維或碳素纖維強化的塑料“鋼筋”,具有取代普通鋼筋的潛力,徹底擺脫鋼筋銹蝕引起的混凝土結構開裂、剝落、破壞的可能。
　　3.6新型混凝土材料的應用
　　影響混凝土腐蝕及耐久性的因素主要有混凝土的抗滲透性、電阻率、堿度、水灰比等。改變這些因素,就可以改變成為國內外研究及應用的熱點方向,出現了所謂的高性能混凝土、長壽命混凝土等新型的混凝土材料。我國三峽工程的混凝土結構中就添加了一級粉煤灰、高效減水劑等物質,使得其性能大大提高。
　　4、結語
　　鋼筋混凝土結構設計壽命一般為40~60年,然而在一些腐蝕性嚴酷的環境中,由于缺乏必要的防護措施,遠不能達到預期的使用年限。據海洋工程調查,我國華南地區投人使用7~25年的港口、碼頭中,80%以上出現了水泥強度下降和鋼筋銹蝕破壞,急需修補。上海浦江隧道混凝土結構也因為缺乏必要的防護措施造成鋼筋順向裂紋,許多部位鋼筋外露、銹蝕、斷裂。美、日、西歐等西方發達國家都有關于混凝土結構腐蝕與防護的研究報道。美國因橋梁腐蝕破壞引起的經濟損失每年高達數億美元。因此,關于路橋工程中鋼筋混凝土的腐蝕與防護任重道遠。