张少冰1 管振华2
1.中国建筑第七工程局有限公司 河南省郑州市 450007
2.安阳职业技术学院 河南省安阳市 456550
摘要:近年来,经济快速发展,各行各业发展迅速,针对混凝土突出的抗腐蚀耐久性防护问题,归纳对比了现有提高混凝土结构抗腐蚀及耐久性方法,同时提出了一种新型混凝土抗腐蚀防护设计理念,并介绍了一种新型混凝土结构抗腐蚀养护槽及其工作原理,为混凝土实际抗腐蚀防护工程开辟一条更加经济、高效的道路,希望为同类型防护工程提供帮助。
关键词:新型钢筋;混凝土结构;桥梁;防腐蚀技术
引言
新型钢筋混凝土是由硅酸盐水泥、集料碎石、砂子和新型钢筋复合而成的结构材料,由于这些材料本身的成本都不是很高,因此选择这些材料搭建的桥梁所花费的成本也不会很高,而正是因为具有成本低且牢固性高的特点,使得新型钢筋混凝土桥梁深受大家的喜爱与欢迎,但是近几年,随着新型钢筋混凝土桥梁的发展,我们却发现该类型桥梁存在严重的腐蚀问题。因此,本文将着力于研究这些腐蚀现象的产生原因,进而寻找出与之对应的改善方法以及措施,进而促进新型钢筋混凝土桥梁的建造以及发展。
1新型钢筋混凝土防腐蚀方法优缺点
高性能混凝土具有水胶比低、强度高、密实性高、耐久性高、抗氯离子渗透性高和抗冻融循环破坏性高等优点,但也存在混凝土发生收缩裂缝和新型钢筋腐蚀的不足。增加混凝土保护层厚度具有操作简单实用、耐久性高的优点,但若使保护层厚度过大,就会在一定程度上影响构件的力学性能,对控制裂缝宽度带来不便,这也是增大保护层厚度的不足之处。混凝土表面涂层可以防止有害介质的渗入,施工简单方便、可以延长混凝土结构的使用寿命,这种方法的不足之处是只适用于新建结构。新型钢筋阻锈剂可以有效地控制锈蚀的发生,同时不会对混凝土的性能造成影响,但这种材料中含有亚硝酸盐,会对环境带来一定的影响。环氧涂层新型钢筋具有造价便宜优点,但在加工运输中容易破坏新型钢筋涂层,降低新型钢筋混凝土之间的粘结力。阴极保护法可以在短期内取得良好的防腐效果,但在使用过程中,一旦存在不利因素,就会导致阴极防护系统的有效性和耐久性大大降低。
2新型钢筋混凝土结构桥梁防腐蚀技术
2.1不同涂层对混凝土中氯离子渗透性的影响
氯离子在混凝土桥梁结构中的渗透性是对混凝土结构的耐久性进行考察的重要因素。氯离子在高碱的环境下对新型钢筋混凝土的钝化膜具有特殊的能力。新型钢筋的腐蚀将对其整体结构强度产生很大的影响,从实验结构中显示,各种涂层混凝当中有氯离子的渗透性与基准混凝土相比具有很大的改善,其中苯丙乳液的渗透性最好。
2.2氯离子的侵入
氯离子是一种极强的去钝化剂,虽然混凝土表面会有一种钝化膜,但是这些钝化膜的存在本身是呈现碱性的,我们知道空气中是含有一定的氯离子的,这些氯离子的侵入会与混凝土内部存在的氢氧离子发生一定的化学反应,进而降低其本身所具有的碱性,并且会产生一定量的绿锈,绿锈从新型钢筋的阳极向含氧较高的混凝土空隙迁移,经过这种种的变化和化学反应,进而导致新型钢筋的腐蚀现象的生成。虽然氯离子没有直接与新型钢筋进行反应,导致新型钢筋腐蚀,但是氯离子也确实是新型钢筋腐蚀现象产生的重要影响因素之一。
2.3荷载标准
现代社会在发展过程中,对高速公路的建设和关注度越来越重视,高速公路的建设质量和运行安全性、稳定性,不仅会影响到人们在日常出行时的安全,而且还会影响到我国国民经济的增长。所以近年来,我国相关部门对公路技术标准、设计规范提出了更高的要求,在这种背景下,在针对高速公路进行改扩建的时候,要结合这些设计和规范要求,这样才能够保证高速公路桥梁改扩建的施工效果。
设计荷载已经由汽-超20提高到公路-I级,与此同时,新桥规在实际应用过程中,对结构在正常情况下的使用,也提出了更高的要求。改扩建项目在具体实施过程中,是在原有桥梁的基础上,根据旧桥规来进行设计和落实,所以无法满足新桥规提出的个性化需求。针对这一现状,对高速公路桥梁进行拼接加宽设计的时候,应当尽可能将现有桥梁的结构进行科学合理的利用,同时还要按照旧桥旧标准、新桥新标准的方式进行处理。在针对旧桥进行改扩建的时候,要对其进行验算、加固等,这样才能够促使其整个承载能力得到有效提升,最终提高到新公路的技术标准。
2.4防护槽材料的选择
在选择防护槽材料时,要从受力性能、抗腐蚀性能、耐久性能、经济以及环保等方面要求出发。①受力性能要求。由于该防护槽直接与海水接触,会不停地受到海水的冲击,因此要具备较好的强度和韧性,才能够在受冲击时不发生变形;②抗腐蚀性能和耐久性能要求。由于海水对金属和混凝土具有较强的腐蚀性,因此在选择防护槽材料时要选择抗腐蚀性能高和耐久性高的材料。此外,为了更好的提高新型钢筋混凝土的使用寿命,还要定期对防护槽进行更换和维修;③经济和环保要求。在选择防护槽材料时,要兼顾经济性要求,选择性价比高的材料,以节省工程造价。但也要考虑材料的环保问题,最好选择的材料是具有可回收性和可降解性,这样可以避免产生大量废旧防护槽壁板和环境污染问题。
2.5不同涂层对混凝土碳化深度产生的影响
在空气当中的二氧化碳气体渗透过混凝土后,气体与混凝土内部孔隙液溶解的氢氧化钙发生反应出后会产生碳酸盐或者其他的物质。主要是通过两个步骤完成,首先二氧化碳气体渗透到混凝土孔隙当中;然后二氧化碳气体与混凝土当中的物质进行中和反应。前者为后者提供了很大的便利。采取涂层防腐的方式,能够将涂层包裹在混凝土的表面,形成致密的保护膜对二氧化碳气体的渗透进行防止。实验数据显示,除有机硅涂层外,其他防腐涂层均能够很好地控制二氧化碳的碳化现象。
2.6桥梁横向拼接加宽方式
在针对高速公路桥梁进行改扩建施工的时候,为了保证改扩建的施工效果,要意识到新建桥梁与原有桥梁在连接处理方面的问题。①上部结构和下部结构要避免连接。这种方式在实际应用过程中,最明显的优势之一就是加宽桥与原桥各自的受力情况,其实已经很明确,相互之间并不会产生任何的影响。这样不仅能够简化整个改扩建施工流程,而且还能够减少相互之间在实现连接时的难度,基本上并不会对原高速公路的交通运输情况产生影响。但是这种方式也存在一定的缺点,最大的缺点就是由于受到汽车荷载的影响,导致新旧桥的主梁会产生不均衡的挠度,同时加宽之后的桥会出现变形,这样就会导致沥青铺装的路面受到严重的影响。
结语
综上所述,我们可以发现,新型钢筋混凝土结构在现代社会的工程建筑当中发挥着越来越大的作用,然而,这种结构受到的腐蚀也很明显,存在的问题也较多。混凝土桥梁结构在长时间的使用过程中必然会出现强度和耐久性下降的问题,如果不马上采取防腐措施,所产生的后果将不堪设想。从实验数据和结果中得出不同涂层对于混凝土的气透性、氯离子渗透性和碳化性产生的效果是不同的,苯丙乳液的效果最好,可以将混凝土气渗系数降到0,抗氯离子渗透可以提升三个数量级。在新型钢筋混凝土桥梁防腐中要坚持全寿命设计的理念,要保证新型钢筋混凝土桥梁结构在应用过程中使用功能和耐久性得以延伸。因此,在新型钢筋混凝土桥梁结构的使用过程中必须要加强对腐蚀问题的研究,在现有防腐处理基础上,研发新的腐蚀方法,提高新型钢筋混凝土桥梁结构的耐腐蚀性,保证其使用性能。
参考文献
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