1含氯離子的融雪劑對(duì)大橋結(jié)構(gòu)的影響

    1.1 氯離子對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土的侵蝕

    據(jù)美國(guó) Texas 大學(xué)和中國(guó)東南大學(xué)的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久實(shí)驗(yàn)表明： 在應(yīng)力狀況下， 混凝土中氯離子擴(kuò)散變化顯著。在拉應(yīng)力狀態(tài)下， 混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)變化呈線性增長(zhǎng)。預(yù)應(yīng)力混凝土梁體在日常運(yùn)行中， 底部處于受拉區(qū)， 即在拉應(yīng)力的狀態(tài)下， 因此氯離子吸附在這個(gè)區(qū)域很容易對(duì)混凝土造成侵蝕。

    1.2 氯離子對(duì)混凝土中鋼筋的腐蝕

    上海大氣層中氯離子的成分相當(dāng)少 （ 一般都 <0.003 mg/m 3 ） , 能吸附到混凝土表面的量更是微乎其微。如使用含氯離子的融雪劑， 則將會(huì)使大量的氯離子吸附在混凝土表面， 如滲入到混凝土中， 就會(huì)降低混凝土的 pH值，使混凝土中鋼筋鈍化膜逐步酸化而導(dǎo)致破壞。鋼筋鈍化膜破壞區(qū)與未破壞區(qū)之間所產(chǎn)生的電位差， 還將會(huì)形成腐蝕電流，加速鋼筋的電化學(xué)腐蝕。銹蝕產(chǎn)物的發(fā)展與體積膨脹 （ 2～6倍） , 會(huì)使混凝土保護(hù)層發(fā)生順?shù)摻钕蜷_(kāi)裂和脫落，最終造成構(gòu)件或結(jié)構(gòu)承載力的下降或喪失。

    1.3 鹽凍破壞

    冰融化為水， 要吸收一定的熱量，會(huì)降低混凝土表面的溫度， 使得混凝土中水分子產(chǎn)生結(jié)晶體，從而使混凝土凍融循環(huán)破壞。融雪劑的鹽類(lèi)滲入混凝土中后， 在低溫情況下產(chǎn)生的結(jié)晶體要遠(yuǎn)比水分子的結(jié)晶體大， 即所謂的“鹽凍” ,鹽凍破壞要比單純的凍融破壞嚴(yán)重得多。

    1.4 氯離子對(duì)鋼構(gòu)件的腐蝕

    鋼結(jié)構(gòu)腐蝕同樣也是一個(gè)電化學(xué)過(guò)程。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕主要需要 3 個(gè)條件： 在鋼結(jié)構(gòu)表面不同區(qū)域之間 （ 宏觀、微觀） 存在電位差； 鋼結(jié)構(gòu)表面接觸潮濕氣體、水、酸雨、含鹽分的霧和液等； 鋼結(jié)構(gòu)表面接觸大氣， 特別是氧氣。

    因此當(dāng)鋼構(gòu)件的裸露區(qū)域接觸到空氣中的氧，同時(shí)又接觸到了融雪劑中的氯離子后， 正好滿足了電化學(xué)腐蝕條件， 即發(fā)生電化學(xué)腐蝕，就會(huì)嚴(yán)重破壞鋼構(gòu)件的強(qiáng)度。

    1.5 氯離子對(duì)結(jié)構(gòu)影響的相關(guān)報(bào)道

    有資料顯示， 1972 年英國(guó)一條高速公路上修的11 座橋梁， 由于采用工業(yè)鹽除雪， 開(kāi)通幾年就出現(xiàn)了混凝土沿鋼筋開(kāi)裂的現(xiàn)象。調(diào)查之后才發(fā)現(xiàn)， 鋼筋因鹽水滲入導(dǎo)致的銹蝕膨脹是主要原因。在北京、天津等地， 一些橋梁也出現(xiàn)因氯離子滲入造成鋼筋銹蝕斷裂和混凝土沿鋼筋開(kāi)裂等病害。

    2大橋易受融雪劑中氯離子侵蝕的結(jié)構(gòu)部位

    根據(jù)以上分析得知， 含氯離子的融雪劑對(duì)大橋的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生腐蝕， 影響大橋結(jié)構(gòu)的耐久性。為了保證大橋結(jié)構(gòu)在化學(xué)融雪時(shí)不受侵蝕、少受侵蝕，或能在短時(shí)期內(nèi)清除侵蝕， 因此對(duì)大橋所有的構(gòu)件和部位做了全面的分析， 并查閱了結(jié)構(gòu)圖紙， 以了解哪些構(gòu)件、哪些部位易受融雪劑的侵蝕， 從而對(duì)今后的橋面除雪工作與除雪善后工作起到一定的指導(dǎo)作用。

    2.1 主橋橋面板

    當(dāng)橋面的瀝青混合料路面產(chǎn)生裂縫且防水涂層損壞時(shí)， 融雪劑中的氯離子就會(huì)隨著雪水滲透到主橋的預(yù)制混凝土橋面板上。

    2.2 主橋的鋼梁

    融雪劑中的氯離子會(huì)順著主橋的落水管， 在泄水過(guò)程中隨風(fēng)飛濺到主橋的鋼梁上。

    2.3 大位移伸縮縫、型鋼伸縮縫、四防伸縮縫

    伸縮縫表面的融雪劑會(huì)被雨水稀釋和沖洗干凈，但當(dāng)伸縮縫的橡膠止水帶密封性不好、伸縮縫防撞墻處的側(cè)向擋水性能不好時(shí)， 含氯離子的融雪劑就會(huì)從滲漏處到達(dá)伸縮縫的下部， 腐蝕伸縮縫下部的鋼構(gòu)件和混凝土結(jié)構(gòu)。

    2.4 蓋梁

    當(dāng)伸縮縫的防水性能失效時(shí)， 融雪劑中的氯離子還會(huì)隨雪水滲漏到引橋的蓋梁及蓋梁與箱梁、 T梁、板梁的交接處。

    2.5 箱梁、 T 梁和板梁

    引橋段瀝青混合料路面有裂縫， 融雪劑的氯離子不但會(huì)侵蝕箱梁、 T 梁和板梁上部、板梁與板梁拼接面， 甚至還會(huì)滲漏到梁的底部，且此處正是受拉部位。

    2.6 鋼結(jié)構(gòu)支座

    有的大橋 （ 如南浦大橋） 轉(zhuǎn)角伸縮縫， 機(jī)動(dòng)車(chē)路面處改造為型鋼伸縮縫， 而觀光道下面仍為橡膠伸縮縫， 因此在型鋼與橡膠的交接處無(wú)疑成了滲漏點(diǎn)。融雪劑中的氯離子會(huì)順滲漏點(diǎn)沿轉(zhuǎn)角伸縮縫滲漏到錨固墩上方的球型支座上， 對(duì)支座的鋼構(gòu)件產(chǎn)生腐蝕。

    此外， 如大位移伸縮縫的止水性能不好，融雪劑會(huì)滲漏到過(guò)渡孔 T 梁下的活動(dòng)支座和引橋箱梁下的盆式橡膠支座上， 對(duì)支座上的鋼構(gòu)件和周?chē)幕炷廉a(chǎn)生腐蝕。

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org