公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀检测方法探讨

发表时间:2021/5/21   来源:《科学与技术》2021年第29卷4期   作者:谢程波
[导读] 钢筋混凝土材料由于其相对低廉的价格、成熟的施工工艺以及设计理念,
        谢程波
        浙江交通职业技术学院,浙江省杭州市311112
        摘要:钢筋混凝土材料由于其相对低廉的价格、成熟的施工工艺以及设计理念,已经成为土木工程领域应用最为广泛的建筑材料.钢筋与混凝土界面良好的黏结性能是钢筋混凝土结构正常工作的前提,而在结构使用中不可避免地会发生钢筋锈蚀,这使得钢筋与混凝土黏结作用受到影响,降低了结构的性能和可靠性,从而缩短结构的服役期限,为了提高锈蚀钢筋与混凝土界面的黏结性能,进行结构加固是一种行之有效的方法.纤维增强聚合物具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳和施工方便等突出优点,本文基于公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀检测方法探讨展开论述。
        关键词:公路桥梁混凝土;钢筋腐蚀;检测方法探讨
引言
        在中国社会经济快速发展的推动下,中国交通基础设施日趋完善,高速铁路、市政公路、城市交通和高速公路的数量不断增加。钢筋混凝土是公路桥梁建设不可缺少的一部分,在公路桥梁建设中所占比重日益提高。然而,公路桥梁混凝土中的钢筋腐蚀时有发生。为避免腐蚀,有必要分析造成公路桥梁混凝土钢筋腐蚀的因素,运用相应的检测方法,及时加强对混凝土钢筋的保护,以最大限度地延长路桥的使用寿命。
1影响公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀的重要因素
钢筋与混凝土之间足够的粘结力是钢筋混凝土构件抗力计算的前提。 通常,钢筋混凝土结构的内部环境为碱性( pH = 12 ~ 13 ),pH值为11.5以上时,钢筋表面的钝化膜不会脱感,因此钢筋不会受到外部环境的影响。 在实际工程中,钢筋混凝土结构不可避免地受到除冰盐、海水等含氯环境等氯离子的侵蚀。 因此,氯离子侵蚀会破坏钢筋表面的钝化膜,腐蚀钢筋。 钢筋锈蚀一方面减少了钢筋的受力面积,另一方面由于钢筋锈蚀的体积膨胀,导致混凝土保护层出现锈蚀裂缝,减弱了混凝土对钢筋的粘结作用。
1.1混凝土碳化的腐蚀
混凝土碳化是导致公路桥梁混凝土中钢筋腐蚀的重要因素。 混凝土碳化过程中,水泥中的碱水和碳酸化物发生反应,大大削弱了公路桥梁混凝土碱保护层的安全保护作用。 混凝土材料长期暴露在空气中,加上严重的工业污染,大大降低了混凝土的酸碱度,大大增强了混凝土的酸性,非常不利于提高公路桥梁混凝土的质量。
1.2环境因素
除此之外,在不含有铝离子的条件下,同样存在腐蚀钢筋混凝土的现象。比如在酸性环境条件下,人工施加的除冰剂、酸性降雨或硫化物含量高的地区都会出现酸性环境,导致公路桥梁中的混凝土钢筋受到酸性腐蚀。
2桥梁混凝土结构物中钢筋腐蚀的检测方法
2.1破损检测
损伤检测方法的本质是一种物理检测方法,通常只有在发现钢筋腐蚀非常严重的问题后才采用。比如公路桥梁的混凝土和抹灰层,混凝土断裂或脱落等问题都是由于内部钢筋腐蚀造成的。为了确定混凝土中钢筋的腐蚀程度,有必要详细检查公路桥梁混凝土和抹灰层的损坏情况,并在腐蚀的基础上采取有针对性的养护措施。因此,在损伤检测方法的应用过程中,需要通过外力切割混凝土,直到内部钢筋完全暴露。如有必要,一些铁锈钢筋送往实验室进行测试是必要的,以确定内部钢筋的腐蚀率。这种检测技术的使用具有见效直观、精度高的特点,但在具体施工过程中会耗费大量的时间和成本,而且会对路桥工程结构造成重大破坏。因此,损伤检测技术适用于一些高度生锈的混凝土结构。
2.2化学检测法
①交流阻抗法:在电化学试验检测方法当中,交流阻抗法是其中的重要组成部分之一。

在该检测模式当中,需要对所研究的电极进行小规模的交流电施加,通过反馈的相关信息确定电流参数的测验结果,电极反应参数主要由极化电阻、双电层电容组成,通过对这些测定方法的使用,准确测定钢筋的腐蚀情况。运用这种检测模式,能够有助于分析混凝土层中的具体环境状况和钢筋附近的腐蚀程度。除此之外,对于测定混凝土中氯离子含量同样具有帮助作用,最大限度地满足检测工作的相关要求。但此种检测方法同样存在一些弊端。其主要表现为相关仪器的使用成本较高,工作难度相对较大,并且会在无形之中增加施工的时间,处理相关数据和内容的及时性有待提高,在一定程度上也耽误了检测工作的相关要求。交流阻抗法测量混凝土中钢筋腐蚀,是测量钢筋腐蚀的方法之一,虽然其具有较多不足,但在一些具体的实际工程环境当中,同样可以有效运用。②恒电量法:恒电量测量技术实质上同属于极化测量方法,但其同极化测量效果有所不同。恒电量测量技术不是通过控制电流或电位的方法实现判断,而是运用特殊的电子技术,通过测量稳恒电流的刺激下电极电位改变随时间变化的趋势,确定出钢筋所受腐蚀的速率。这种测量方法与传统的自然电位法相比,具有更高的准确性,在今后的检测工作中具有重要的应用价值。
2.3无损检测
在传统的桥梁工程检测技术中,路桥工程结构将受到一定程度的破坏,存在检测点过于随意、检测点定位代表性不足、检测结果准确性不足等问题。为避免这些问题,必须积极使用无损检测技术检测道路和桥梁腐蚀。该检测技术可以分析所有检测到的参数,解释道路和桥梁工程的结构特性和性能。目前,在我国的无损检测技术中,有可能合理利用声、电、光等特点,对路桥工程结构进行深入检测,以评估道路桥梁使用中可能存在的结构损坏和质量危害。
3公路桥梁混凝土结构养护技术
(1)搭设暖棚支架:根据梁的水平投影尺寸,暖棚的平面尺寸长宽方向上增加3m,高度大于梁2m,棚架由钢管和碗形扣件组成。水泥施工完毕后,在上面覆盖一层保护层。维修罩由Canvas处理。暖房下面是出入口,供维修人员进出。(2)浇筑混凝土:根据设计要求,浇筑模板及钢筋固定后的单梁混凝土。每天都要安排混凝土施工,浇筑完成后及时封闭路面。浇筑混凝土后,在混凝土顶部覆盖一层塑料膜,防止混凝土表面结冰。塑料膜应盖紧,防止水过度分散而导致混凝土表面产生裂纹。(3)暖棚养护:搭建暖棚,打开加热器,提供加热器以供保养。在施工期间,加热器设好起动温度为5℃,停止温度为10℃,只要涂上保湿层,不必洒水。维修温度超过15℃时,应定期喷水进行维修,定期检查箱梁内外的温度,防止混凝土表面失水和开裂。(4)拆模后养护:移除模板外保护层和混凝土顶部的塑胶薄膜,拆模前应关闭加热器,以降低墩身温度,避免混凝土表面与环境在脱模过程中的温差。拆卸模具后,用混凝土加固剂依次覆盖塑料薄膜和垫层,继续保温14d。14d后,取下被褥,用塑料膜盖30d,塑料膜盖越久越好。(5)桥梁伸缩性构造养护:公路桥梁伸缩缝一直是困扰公路桥梁施工与养护的难题,桥梁伸缩缝长期暴露于空气中,是桥梁结构中最脆弱而难以修复的部位。根据桥梁伸缩缝在结构耐久性方面的要求,从可替换性和可修复性的角度,应满足下列要求:所有伸缩缝都应设置排水系统,以避免对桥梁结构表面和桥台造成腐蚀;在开放通行时,可更换桥面(在车辆通行情况下,结构的标准部件可以更换);膨胀节设计寿命应足够长,以避免频繁更换。
结束语
综上所述,为了保证公路桥梁的使用寿命,必须充分注意公路桥梁混凝土中钢筋的腐蚀。加强对钢筋腐蚀几个因素的分析,运用钢筋腐蚀检测方法准确评估钢筋腐蚀情况。公路桥梁混凝土钢筋腐蚀检测的主要方法是损坏检测和无损检测。钢筋锈迹检测后,应及时采取有效措施,加强钢筋腐蚀防护,确保道路桥梁正常使用。
参考文献
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