介绍 了钢筋混凝土桥梁的腐蚀机 理和影响 因素 ;基于锈蚀钢 筋的拉伸试 验和劣化 混凝土 的轴 心抗
压试验 ,分析 了钢筋混凝土构件的腐蚀对桥 梁力学性能和结构性 能(包括钢筋 与混 凝土 的粘结 、承 载力 、破 坏形式
等 )的影 响;在此研究基础上提 出了桥梁结构 的防腐与 防护措施 ,对钢筋混凝土桥梁的状态 评估 与维护管理具 有重
要 意 义 。
[关键词 ]桥梁 ;钢筋混凝土 ;锈蚀 ;劣化 ;防护
[中图分类号 】U 448.34 [文献标识码]B [文章编号 ]1674一o61o(2010)03~0070—04
Corrosion of reinforced concrete bridges and Protection
CENG Zhiqiang
(Hunan King Road Pr~ect Consulting Management Co.,Ltd.Changsha,Hunan,4 1 00 1 1,China)
0 引 言
[Key words]Bridge;Reinforced;Concrete;Corrosion;Deterioration;Protection
长 期 以来 ,钢 筋混 凝 土结 构被 普 遍认 为 是 耐久
性最好 的结构 ,钢筋 混 凝 土桥 梁 是 目前 世 界 上使 用
最广泛 的桥梁 。在 我 国 已建 成 通 车公 路 桥梁 中 ,混
凝土桥 梁 占总 数 的 90% 以上 。 由 于混 凝 土 性 能 稳
定并具 有高碱性 ,在 钢 筋表 面形 成一 层 钝 化膜 从 而
使 钢筋 处 于 钝 化 状 态 ,不 易 受 到 环 境 腐 蚀 … 。但
是 ,若钢筋 混凝 土构 件 长期 暴 露 在具 有 腐 蚀介 质 的
恶 劣环境 中 ,结 构 的使 用 寿命 将 明显缩 短 。钢 筋 锈
蚀及 混凝 土劣化 是影响 钢筋混 凝土桥 梁耐久 性 的主
要 因素 。
国内外学者针对钢筋混凝土构件被腐蚀后 的力
学性 能做 了许 多研 究 。吴 庆 、袁 迎 曙等 通 过对 人
工模 拟气候 环境 和恒 电流加速钢 筋锈蚀 的钢 筋混凝
土构件 破碎 后得 到的 56根 锈蚀 钢筋进行 拉伸试 验 ,
发现混 凝土 内钢筋锈 蚀 的表面特 征对钢 筋力 学性 能
的退化 有影 响 ,且 随着钢 筋锈蚀 程度 的增 加 ,这种影
响越明显。Ballim¨ 研究 了钢筋锈蚀 和混凝土保护
层开裂 对粘结 应力 的影 响 ,通 过 快 速锈 蚀 试验 得 到
钢筋锈蚀率与粘结强度退化 的关 系。梁咏宁等
考虑硫 酸盐侵蚀 的 阳离 子类 型 、侵蚀 溶液 浓度 、侵 蚀
溶 液的 pH值 等 环境 因素 影 响 ,研 究 了环 境 因 素 对
受硫 酸盐腐 蚀 的混凝 土 性 能退 化 的影 响 ;对 在 不 同
侵 蚀环境 下受腐 蚀混 凝 土 试 件 的抗 压 强度 、抗 折 强
度进 行 了测 试 ,得 出 了随腐蚀 溶液浓 度 的增 大 和 pH
值 的降低 ,混凝 土强度 衰减率 增大 的结论 。
这些研 究 表明 :钢筋 混 凝土 的腐蚀 会对 结构 的
受 力性能造 成不 利影 响 。本 文在 已有研究 成果 的基
础 上 ,进一 步分析 了混凝 土 桥 梁腐 蚀 的机理 和 影 响
因素 ,并通 过试验 探讨 了受腐 蚀后 的钢筋 、混凝 土的
力学性 能 ,提 出了有 效 的防护措 施 ,为 既有钢 筋混凝
土桥梁 的等 级评估 和维 护管理 奠定 了基础 。
1 钢筋锈蚀机理 的研究
1.1 氯 离子 引起 的钢筋锈 蚀
通 常情况 下 ,混凝 土孔 隙 中充 满着 Ca(OH) 的
过 饱和溶 液 ,pH值 一 般 在 12以上 。在 如 此强 碱 环
境 下 ,起 初钢筋 一般 不 会 发 生锈 蚀 ,但 一 段 时 间后 ,
在 混凝 土碳化 、氯离 子侵蚀 等作用 下 ,混 凝土 的碱性
降低或混 凝土保 护 层 开裂 ,都 将 全部 或 局 部破 坏 钢
筋 表面 的钝化状 态 。混凝土 中氯离 子扩散 一般 是基
于 Fick第二扩散定律计算,ta时 ,距混凝 土表 面 x
的 内部一点 氯离子 浓度 为 :
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