鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響

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1、鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響　　本文介紹了鋼筋混凝土橋梁中鋼筋銹蝕機(jī)理、影響鋼筋混凝土橋梁鋼筋銹蝕的主要因素、鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響，并對(duì)此類橋梁病害的處理提出一點(diǎn)想法和建議?！　￡P(guān)鍵詞：鋼筋銹蝕；橋梁耐久性；安全性　　鋼筋銹蝕是一個(gè)比較普遍，并且嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的問題。它在影響結(jié)構(gòu)物耐久性因素中，占據(jù)主導(dǎo)地位。鋼筋銹蝕是造成鋼筋混凝土橋梁耐久性損傷的最主要和最直接因素，也是混凝土橋梁耐久性破壞的　　主要形式之一。鋼筋銹蝕對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞分為三個(gè)時(shí)期：前期是鋼筋表面局部銹蝕出現(xiàn)銹斑、銹片等；中期是鋼筋整個(gè)表面銹蝕，并產(chǎn)生膨脹，與保護(hù)層脫離，發(fā)生層裂；后期表現(xiàn)為鋼

2、筋鐵銹進(jìn)一步膨脹，混凝土本身發(fā)　　生破壞，出現(xiàn)順筋脹裂，混凝土脫離，直至鋼筋不斷銹蝕，有效截面不斷減小，橋梁結(jié)構(gòu)承載力不斷下降，鋼筋混凝土構(gòu)件喪失基本承載能力?！　　　∫?、鋼筋混凝土橋梁中鋼筋銹蝕機(jī)理　　正常情況下，由于初始混凝土的高堿性，鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)力筋表面形成一層致密的鈍化膜，使其處于鈍化狀態(tài)。但隨著環(huán)境介質(zhì)的侵入，鈍化膜逐漸遭到破壞，從而導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生?！　×畎l(fā)生銹蝕需要三大基本要素：　　力筋表面鈍化膜的破壞　　充足氧的供應(yīng)　　適宜的濕度　　三個(gè)要素缺一不可，第一要素為誘發(fā)條件，而腐蝕速度則取決于氧氣及水分的供應(yīng)?！　　　《?、影響鋼筋混凝土橋梁鋼筋銹蝕的主要因素　　混凝土的保護(hù)層

3、厚度及完好程度和混凝土的密實(shí)度　　這三個(gè)方面都與侵蝕性介質(zhì)的侵蝕速度有關(guān)，保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋銹蝕的影響呈線性關(guān)系，因此世界各國規(guī)范對(duì)保護(hù)層厚度都作了規(guī)定。我國新修訂的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)鋼筋的最　　小保護(hù)層厚度作了規(guī)定規(guī)定，隨著使用環(huán)境條件的劣化，混凝土保護(hù)層厚度也在增加?；炷恋拿軐?shí)度影響著混凝土的滲透性，滲透性高的混凝土更容易發(fā)生銹蝕?！　』炷恋奶蓟潭取　』炷恋奶蓟档土嘶炷恋膲A度，造成PH值降低，給鋼筋脫鈍提供了可能。鋼筋的失重率與混凝土的碳化深度差不多呈線性關(guān)系，由此混凝土的碳化程度對(duì)鋼筋銹蝕有重大影響?！　…h(huán)境條件　　環(huán)境對(duì)鋼筋銹蝕的影響主要有以下

4、幾個(gè)方面：溫度、濕度、二氧化碳的濃度、氧氣的濃度以及侵蝕性介質(zhì)的濃度。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁來說，影響最大的是濕度，當(dāng)橋梁處在濕度較大的環(huán)境下，尤其是水位浮動(dòng)的橋墩　　部位和浪濺區(qū)，最容易發(fā)生銹蝕。　　氯離子的影響　　氯化物是一種很危險(xiǎn)的侵蝕介質(zhì)，但是在我國北方地區(qū)，為保證冬季交通暢行，向道路、橋梁及城市立交橋等撒除冰鹽，大量使用的氯化鈉和氯化鈣，使得氯離子滲入混凝土，引起鋼筋銹蝕破壞?！　”狈降貐^(qū)許多的工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明，大量地使用除冰鹽是影響鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的主要原因之一。根據(jù)國外的相關(guān)研究報(bào)道，使用除冰鹽的橋梁結(jié)構(gòu)一般在5～10年就開始腐蝕破損造成鋼筋銹蝕，混凝土脹　　裂。由于到目前為

5、止，還沒有找到能夠完全替代除冰鹽的除冰方法，除冰鹽仍將繼續(xù)使用。因此采取針對(duì)除冰鹽的防腐蝕措施是十分重要的?！　　　∪摻钿P蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響　　鋼筋銹蝕的直接結(jié)果是鋼筋的截面積減少，不均勻銹蝕導(dǎo)致鋼筋表面凹凸不平，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，使鋼筋的力學(xué)性能退化，如強(qiáng)度降低、脆性增大、延性變差，導(dǎo)致構(gòu)件承載力降低。　　銹蝕后鋼筋的力學(xué)性能　　銹蝕鋼筋抗力的降低直接影響服役結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的承載能力，嚴(yán)重時(shí)可能造成結(jié)構(gòu)提前失效甚至倒塌。沿鋼筋長度發(fā)生均勻銹蝕時(shí)，鋼筋的失重率近似等于鋼筋的截面面積損失率，鋼筋所能抵抗的極限拉力的降低與鋼筋　　截面面積銹損率基本成正比，此時(shí)，可以簡(jiǎn)單地用銹損鋼筋的實(shí)

6、際截面面積乘以未銹鋼筋的極限抗拉強(qiáng)度獲得銹蝕鋼筋的極限抗拉能力?！　〉牵捎诨炷敛牧系牟痪鶆蛐?，使用環(huán)境的不穩(wěn)定性，鋼筋各部位受力程度的不同等因素，實(shí)際上混凝土中的鋼筋銹蝕很少有均勻銹蝕的情況，通常鋼筋截面面積損失率大于重量損失率，而且隨著鋼筋銹蝕的發(fā)　　展，銹蝕的不均勻性和離散性增大，重量損失率與截面面積損失率的差異也越大。因此，鋼筋極限抗拉能力的下降，除鋼筋截面的銹損，有效截面面積減小外，還有一個(gè)因素：銹損鋼筋的表面凹凸不平，受力以后缺口處產(chǎn)　　生應(yīng)力集中，使銹蝕鋼筋的屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度降低；且銹損越嚴(yán)重，應(yīng)力集中引起的強(qiáng)度降低越多?！　′摻钿P蝕后對(duì)鋼筋與混凝土協(xié)同工作性能的影響　　鋼

7、筋銹蝕后，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)錨固性能降低。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，銹蝕鋼筋混凝土主粱抗彎承載力試驗(yàn)值小于只考慮銹蝕后鋼筋截面積減小、屈服強(qiáng)度降低計(jì)算得到的抗彎承載力值，說明鋼筋和混凝土的黏結(jié)　　強(qiáng)度降低也是銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎承載力降低的主要影響因素之一。因此，對(duì)受拉鋼筋必須乘以協(xié)同工作系數(shù)，以考慮粘結(jié)退化對(duì)鋼筋混凝土粱抗彎承載力的影響。　　理論上，考慮黏結(jié)強(qiáng)度降低的影響，銹蝕鋼筋混凝土梁抗彎承載力