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摘要:桥梁作为重要的江河传输纽带,承受着严重负荷,而且长年暴露在环境中,腐蚀现象十分严重。本文从桥梁工程建设的主要材料入手,分析了常见的桥梁腐蚀类型,以及造成桥梁腐蚀现象的主要原因,并提出适宜的防护措施。
关键词:桥梁 腐蚀类型 腐蚀原因 防护措施
中图分类号:U445文献标识码: A 文章编号:
桥梁横跨江河湖海,承担着重大的运输任务,因此,桥梁建筑工程必须要选取抗震性能好,坚固,抗压、抗拉强度高的材料。目前,我国的桥梁建筑工程中大多使用的是钢筋混凝土和钢结构。由于材料本身的特点以及它们所处环境的影响,存在时间较长的桥梁都出现了腐蚀现象,影响其结构安全和使用寿命。因此,研究桥梁建筑的腐蚀与防护问题成为桥梁工程领域的重大任务。
一、桥梁腐蚀类型
我们通常说的腐蚀是指材料与它所处环境介质之间发生物理或化学的作用而使材料发生变质,进而损伤由它组成的技术体系,影响其性能。腐蚀一般分为化学腐蚀、物理腐蚀、电化学腐蚀三大类。
桥梁建筑工程中的腐蚀问题主要是指钢结构材料和钢筋混凝土的腐蚀。钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与其他钢结构的腐蚀原理一致,所以桥梁腐蚀问题可概括为钢材的腐蚀和混凝土材料的腐蚀。
桥梁建筑中钢材的使用十分广泛,大多用于桥梁护栏、主缆、吊索等,它们处在大气、水等外界环境中并与之相互作用,发生腐蚀,影响其耐久性。桥梁中钢材的腐蚀主要是指化学腐蚀和电化学腐蚀。
钢筋混凝土是桥梁建筑工程中不可或缺的材料。它是以硅酸盐水泥为粘结剂配上一定比例的砂、碎石或其他材料形成的复合物。不同于钢材结构,混凝土的腐蚀主要是物理腐蚀和化学腐蚀。
二、桥梁腐蚀原因分析
影响桥梁腐蚀的因素有很多,存在于材料选择、施工、养护等各个环节之中,但最重要的因素还是其所处的环境情况。
(一)钢结构腐蚀分析
桥梁中鋼结构的腐蚀是大气和水环境共同作用的结果,受到各种自然因素的影响,尤其是在一些大气污染、水污染严重的地区,环境中含有CO2,SO2等腐蚀性物质,严重腐蚀桥梁。
1、大气水分含量
大气中水分含量增加,使湿度达到一定界点时,水分会在钢材表面形成一层水膜,氧气通过水膜进入钢材表面,促进电化学腐蚀的进行,使腐蚀速率增加。
2、降雨量
降雨量越大,钢材表面的湿润时间就越长,电化学腐蚀的进行速率就越快,而且,雨水会把钢材表面因腐蚀产生的保护物质冲掉,加剧腐蚀的强度。
3、尘埃
空气中含有大量尘埃,它们会吸附一些腐蚀性的物质,落在钢材表面渗入水膜,促进腐蚀进行,而且,尘埃与钢材之间的空隙会使水分凝聚,也会加速腐蚀。
4、光照
高分子材料受光照辐射等影响,物理化学性质会发生变化,性能受到影响。钢铁材料受到光照时间过长时,表面温度上升,会加剧表面污染物对它的腐蚀。
此外,钢筋混凝土中水泥水化会产生氢氧化钙,它与钢筋接触时会在钢筋表面形成一层氧化亚铁膜,防止钢筋接触氧气,起到保护作用。当外界的酸性物质增多时,混凝土内部的碱性遭到破坏,钢筋便不能受到保护而被腐蚀。
(二)混凝土腐蚀分析
混凝土是一种复合物质,它的组成成分主要有硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、氧化钙、氧化镁等。混凝土的腐蚀主要是指混凝土的碳化分解以及氯离子的腐蚀,受多种因素的影响。
1、混凝土的碳化
混凝土内部本身是碱性环境,可以保护钢筋免受腐蚀。当酸性物质进入时,会与碱性物质发生化学反应,PH值减小,使混凝土本身受到腐蚀。此外,当反应进行到一定程度时,混凝土的钢筋也会因失去保护而被腐蚀。水泥自身的质量、水泥和水的比例关系以及所处的环境等,都是可能造成混凝土碳化的因素。
2、氯离子的腐蚀
氯离子穿透力强,它进入混凝土接触到钢筋时,会破坏钢筋的保护层,使钢筋局部腐蚀并暴露出来。周围含有杂质的水分便会凝聚,与钢筋产生电化学作用,加剧腐蚀的进行。空气和水中含有大量氯离子,而且一些地区为减少冬季交通事故使用撒盐的办法消除桥面冰冻,更增加了氯离子的含量。氯离子大量渗入,破坏了混凝土的结构与性能。
3、酸化腐蚀
工业排放的废气废水、酸雨、酸土等,都含有大量的酸性物质,都能与混凝土反应将其碱性减弱,发生腐蚀,而且硫酸根离子与混凝土接触时,会与水泥发生反应,生成钙矾石等难溶物质,其吸水会体积膨胀,从而破坏混凝土结构。
三、桥梁腐蚀防护措施
(一)首先要选用合乎设计要求和国家标准的钢材和混凝土材料,严格检查各种原料的搭配比例。
(二)为防止钢结构的腐蚀,目前多采用涂装的方法,将钢结构与环境分离,达到防腐效果。在涂料的选择上,要充分考虑当地的环境条件、施工技术条件、涂料质量等因素,选用适宜的涂料。
(三)涂装过程要严格按照要求进行,涂装完之后还要进行严格地检查,若发现有结皮、剥落、漏涂等现象要及时处理。
(四)钢筋混凝土的防腐:可以选用防水性能好的混凝土或在混凝土中拌上钢筋阻锈剂,在钢筋表面形成保护膜。在对旧桥的空隙进行处理后,再进行涂装,会在混凝土桥表面形成防护,阻止腐蚀物质渗入混凝土,方法简单、成本低,是一种有效的方法。
(五)在做好前期检查工作和严谨的施工过程的情况下,桥梁防腐也离不开后期的养护。要经常对桥梁进行检查,加强对腐蚀严重以致结构受损的钢筋的处理,发现问题要及时解决。另外,我们要加大科研力度,提高材料的防腐性能,寻找新型材料和更先进有效的防腐措施。
四、结语
桥梁腐蚀问题越来越严重,因桥梁腐蚀而带来的灾难也层出不穷。桥梁腐蚀问题应当也必须受到重视。我国交通运输业不断发展,桥梁在保障道路安全畅通方面起着非常重要的作用。我们要从各个环节入手,将桥梁腐蚀降低到最小的程度,让桥梁更好地为我国现代化建设服务。
参考文献:
[1]尤永杰. 桥梁建筑工程中的腐蚀问题研究[J].城市建设:下旬,2011(2)
[2]傅凤飞王 振. 试议桥梁腐蚀的成因与防治[J].交通与路建
[3]任晓云 李建三.桥梁工程中的腐蚀问题[J].中山大学学报论丛
[4]曾志强.钢筋混凝土桥梁的腐蚀研究与防护[J].公路工程,2010(3)
作者简介:王勇(1977—),男,甘肃景泰,硕士,讲师。研究方向:桥梁隧道。
关键词:桥梁 腐蚀类型 腐蚀原因 防护措施
中图分类号:U445文献标识码: A 文章编号:
桥梁横跨江河湖海,承担着重大的运输任务,因此,桥梁建筑工程必须要选取抗震性能好,坚固,抗压、抗拉强度高的材料。目前,我国的桥梁建筑工程中大多使用的是钢筋混凝土和钢结构。由于材料本身的特点以及它们所处环境的影响,存在时间较长的桥梁都出现了腐蚀现象,影响其结构安全和使用寿命。因此,研究桥梁建筑的腐蚀与防护问题成为桥梁工程领域的重大任务。
一、桥梁腐蚀类型
我们通常说的腐蚀是指材料与它所处环境介质之间发生物理或化学的作用而使材料发生变质,进而损伤由它组成的技术体系,影响其性能。腐蚀一般分为化学腐蚀、物理腐蚀、电化学腐蚀三大类。
桥梁建筑工程中的腐蚀问题主要是指钢结构材料和钢筋混凝土的腐蚀。钢筋混凝土中钢筋的腐蚀与其他钢结构的腐蚀原理一致,所以桥梁腐蚀问题可概括为钢材的腐蚀和混凝土材料的腐蚀。
桥梁建筑中钢材的使用十分广泛,大多用于桥梁护栏、主缆、吊索等,它们处在大气、水等外界环境中并与之相互作用,发生腐蚀,影响其耐久性。桥梁中钢材的腐蚀主要是指化学腐蚀和电化学腐蚀。
钢筋混凝土是桥梁建筑工程中不可或缺的材料。它是以硅酸盐水泥为粘结剂配上一定比例的砂、碎石或其他材料形成的复合物。不同于钢材结构,混凝土的腐蚀主要是物理腐蚀和化学腐蚀。
二、桥梁腐蚀原因分析
影响桥梁腐蚀的因素有很多,存在于材料选择、施工、养护等各个环节之中,但最重要的因素还是其所处的环境情况。
(一)钢结构腐蚀分析
桥梁中鋼结构的腐蚀是大气和水环境共同作用的结果,受到各种自然因素的影响,尤其是在一些大气污染、水污染严重的地区,环境中含有CO2,SO2等腐蚀性物质,严重腐蚀桥梁。
1、大气水分含量
大气中水分含量增加,使湿度达到一定界点时,水分会在钢材表面形成一层水膜,氧气通过水膜进入钢材表面,促进电化学腐蚀的进行,使腐蚀速率增加。
2、降雨量
降雨量越大,钢材表面的湿润时间就越长,电化学腐蚀的进行速率就越快,而且,雨水会把钢材表面因腐蚀产生的保护物质冲掉,加剧腐蚀的强度。
3、尘埃
空气中含有大量尘埃,它们会吸附一些腐蚀性的物质,落在钢材表面渗入水膜,促进腐蚀进行,而且,尘埃与钢材之间的空隙会使水分凝聚,也会加速腐蚀。
4、光照
高分子材料受光照辐射等影响,物理化学性质会发生变化,性能受到影响。钢铁材料受到光照时间过长时,表面温度上升,会加剧表面污染物对它的腐蚀。
此外,钢筋混凝土中水泥水化会产生氢氧化钙,它与钢筋接触时会在钢筋表面形成一层氧化亚铁膜,防止钢筋接触氧气,起到保护作用。当外界的酸性物质增多时,混凝土内部的碱性遭到破坏,钢筋便不能受到保护而被腐蚀。
(二)混凝土腐蚀分析
混凝土是一种复合物质,它的组成成分主要有硅酸二钙、硅酸三钙、铝酸三钙、氧化钙、氧化镁等。混凝土的腐蚀主要是指混凝土的碳化分解以及氯离子的腐蚀,受多种因素的影响。
1、混凝土的碳化
混凝土内部本身是碱性环境,可以保护钢筋免受腐蚀。当酸性物质进入时,会与碱性物质发生化学反应,PH值减小,使混凝土本身受到腐蚀。此外,当反应进行到一定程度时,混凝土的钢筋也会因失去保护而被腐蚀。水泥自身的质量、水泥和水的比例关系以及所处的环境等,都是可能造成混凝土碳化的因素。
2、氯离子的腐蚀
氯离子穿透力强,它进入混凝土接触到钢筋时,会破坏钢筋的保护层,使钢筋局部腐蚀并暴露出来。周围含有杂质的水分便会凝聚,与钢筋产生电化学作用,加剧腐蚀的进行。空气和水中含有大量氯离子,而且一些地区为减少冬季交通事故使用撒盐的办法消除桥面冰冻,更增加了氯离子的含量。氯离子大量渗入,破坏了混凝土的结构与性能。
3、酸化腐蚀
工业排放的废气废水、酸雨、酸土等,都含有大量的酸性物质,都能与混凝土反应将其碱性减弱,发生腐蚀,而且硫酸根离子与混凝土接触时,会与水泥发生反应,生成钙矾石等难溶物质,其吸水会体积膨胀,从而破坏混凝土结构。
三、桥梁腐蚀防护措施
(一)首先要选用合乎设计要求和国家标准的钢材和混凝土材料,严格检查各种原料的搭配比例。
(二)为防止钢结构的腐蚀,目前多采用涂装的方法,将钢结构与环境分离,达到防腐效果。在涂料的选择上,要充分考虑当地的环境条件、施工技术条件、涂料质量等因素,选用适宜的涂料。
(三)涂装过程要严格按照要求进行,涂装完之后还要进行严格地检查,若发现有结皮、剥落、漏涂等现象要及时处理。
(四)钢筋混凝土的防腐:可以选用防水性能好的混凝土或在混凝土中拌上钢筋阻锈剂,在钢筋表面形成保护膜。在对旧桥的空隙进行处理后,再进行涂装,会在混凝土桥表面形成防护,阻止腐蚀物质渗入混凝土,方法简单、成本低,是一种有效的方法。
(五)在做好前期检查工作和严谨的施工过程的情况下,桥梁防腐也离不开后期的养护。要经常对桥梁进行检查,加强对腐蚀严重以致结构受损的钢筋的处理,发现问题要及时解决。另外,我们要加大科研力度,提高材料的防腐性能,寻找新型材料和更先进有效的防腐措施。
四、结语
桥梁腐蚀问题越来越严重,因桥梁腐蚀而带来的灾难也层出不穷。桥梁腐蚀问题应当也必须受到重视。我国交通运输业不断发展,桥梁在保障道路安全畅通方面起着非常重要的作用。我们要从各个环节入手,将桥梁腐蚀降低到最小的程度,让桥梁更好地为我国现代化建设服务。
参考文献:
[1]尤永杰. 桥梁建筑工程中的腐蚀问题研究[J].城市建设:下旬,2011(2)
[2]傅凤飞王 振. 试议桥梁腐蚀的成因与防治[J].交通与路建
[3]任晓云 李建三.桥梁工程中的腐蚀问题[J].中山大学学报论丛
[4]曾志强.钢筋混凝土桥梁的腐蚀研究与防护[J].公路工程,2010(3)
作者简介:王勇(1977—),男,甘肃景泰,硕士,讲师。研究方向:桥梁隧道。