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[摘 要]近年来，随着我国社会主义市场经济的不断发展，带动了我国城市化进程的快速推进。随着城市规模的不断发展和扩大，为了适应交通要求的日益增长，政府开始建设大量的公路桥梁工程。路桥工程的施工质量和使用性能是城市建设平稳、快速发展的保障，直接关系着人民群众的公共利益和人身财产的安全，影响到政府在社会群众中的威信和形象，以及城市基础设施的建设和国民经济的发展。随着大量路桥工程的建成使用，其路桥工程中钢筋的锈蚀问题也越来越受到人们的关注和重视。该文就目前公路桥梁工程中钢筋锈蚀的原因进行分析和讨论，并提出相应的防治措施，以期能够提高公路桥梁钢筋的防腐技术水平，确保公路桥梁工程建筑的安全、可靠，从而促进公路桥梁行业的快速、平稳、可靠、安全发展。
[关键词]公路桥梁；钢筋锈蚀；原因；防治方法
中图分类号：TU392.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0231-01
1 公路桥梁钢筋锈蚀的原因
在公路桥梁工程中，钢筋混凝土因具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被土木工程的各个领域普遍采用。钢筋混凝土既保持了混凝土抗压强度高的特性、又保持了钢筋很好的抗拉强度，同时钢筋与混凝土之间有着很好的黏结力和相近的热膨胀系数，混凝土又能对钢筋起到很好的保护作用，从而使混凝土结构物更好的工作，提高了混凝土的耐久性。所以钢筋混凝土已成为现代建筑中材料的重要组成部分。钢筋锈蚀已成为导致钢筋混凝土工程耐久性不足，过早破坏的主要原因，是世界普遍关注的一大灾害，由于公路桥梁钢筋锈蚀可发生于许多引起锈蚀的介质中，如潮湿的空气、土壤、工业废气等。分析得到钢筋锈蚀的主要原因有以下几点：
1.1 公路桥梁钢筋防护层的碳化
其碳化的原因是钢筋不密实，抗渗性能不足。硬化的钢筋，由于水泥水化，生成氢氧化钙，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的钢筋置于空气中或含二氧化碳环境中时，由于二氧化碳的侵入，钢筋中的氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，称其为钢筋的碳化。钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；钢筋的碳化，钢筋碳化的发生是个缓慢的过程，其实质是钢筋失去碱性而中性化。钢筋碳化破坏构件机理，使钢筋失去碱性环境，从而引起钢筋腐蚀。
1.2 氯离子的含量
据有关试验证明，即便是PH值较高的溶液只要有氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑，这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对金属的钝态起到直接的破坏作用
1.3 公路桥梁钢筋锈蚀，导致截面积减少，从而使钢筋的力学性能下降
对于截面积损失率较大的钢筋，其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降，钢筋各项力学性能指标严重下降。导致公路桥梁构件承载能力降低到与未配筋构件相近。钢筋锈蚀生成腐蚀产物腐蚀产物在混凝土和钢筋之间积聚，对混凝土的挤压力逐渐增大，公路桥梁混凝土保护层在这种挤压力的作用下拉应力逐渐加大，直到开裂、起鼓、剥落。混凝土保护层破坏后，使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降，甚至完全丧失，不但影响结构物的正常使用，甚至使公路桥梁遭到完全破坏，给国家经济造成重大损失。
1.4 电化学锈蚀，公路桥梁施工中钢筋在存放和使用中发生的锈蚀主要属这一类
其锈蚀过程是在潮湿的环境中，钢材表面被一层电解质水膜覆盖，由于表面成分或者受力边形等的不均匀性，使邻近的局部产生电极电位的差别，因而建立许多微电池。在阳极区，铁被氧化成Fe离子进入水膜；因为水中溶有来自空气的氧，放在阴极区氧被还原为（OH）2；两者结合成为不容于水氢氧化亚铁Fe（OH）2；进一步氧化，则形成疏松易剥落的红棕色的铁锈氢氧化铁Fe（OH）3；水膜中有酸的成分，则阴极被还原的将是分离子。由于所形成的氢积存于阴脱产生极化作用，将使锈蚀停止，但水中的溶氧与红结合成水以除去积氢，故锈蚀能继续进行。
2 钢筋锈蚀的防治方法
2.1 钢筋砼密实性与抗渗性的加强防治
在公路桥梁工程当中，对桥梁结构产生危害的钢筋锈蚀现象，应先从结构安全与经济方面进行考虑，砼碳化通常是因混凝土的密实性与抗渗性不够引发的，为避免砼碳化，需要将砼的密实性与抗渗性加强，可采取水灰比方法进行控制，让水灰比在规定最大值的规范内，适当添加矿渣粉、粉煤灰等相关细集料，并合理延长搅拌的时间，强化混凝土振捣，尤其是钢筋结构的断面部门与密集位置，对于模板中的空气要尽量排尽，防治内部存在空洞现象。为进一步增强钢筋砼的保护层厚度与密实性，应与设计要求更为相符，避免钢筋内部提前出现锈蚀问题。这种防治方法就是运用第一种措施，运用惰性材料，让钢筋结构表面得到机械隔水处理，提高钢筋保护层的密实度，防止钢筋锈蚀问题出现。
2.2 实施外涂隔离层方法，降低环境湿度影响
在公路桥梁工程当中，环境湿度会对钢筋结构产生侵蚀作用，为避免环境湿度影响，可采取外涂隔离层法，加强混凝土耐久性与防水性功能，其具体处理措施为：先将受损的钢筋全部暴露在外，使用喷砂枪等方法，对桥梁钢筋实施去锈处理，将混凝土表面泥土与灰尘等进行剔除，再实施钢筋防锈处理，有效清除松动混凝土，将钢筋表面涂上环氧树脂涂液类的粘结剂，桥梁钢筋受到的锈蚀较为严重，公路桥梁结构所处的环境较为恶劣，还可采取除锈剂对钢筋表面进行涂抹，以降低环境湿度所带来的钢筋锈蚀影响，确保公路桥梁结构能够安全牢固。钢筋表面实施油漆涂层时，需要考虑到相关的各类问题，其常用涂层法为下列四种，一是氧化乙炔型的火焰铝丝融化方法，运用高压雾化气体，对钢筋表层实施火焰喷漆处理；二是钢筋表面运用防锈材料；三是镀锌位置的热处理，运用酸性材质去除锈迹；四是运用喷射漆物设备，使电源基本形成正负两极的电荷金属丝，并进一步让金属丝喷枪的交汇位置形成弧熔化，在钢筋表面的油漆涂层中，可选用这些方法进行防治处理。
2.3 加强特种钢应用，提高砼本身防御力
公路桥梁施工中，要有效减少有害离子对钢筋的损坏与侵入，钢筋砼施工过程，应将混凝土内可能进入的C1实施有效隔离，避免氯化物相关有害物质进入混凝土中，对钢筋造成腐蚀作用。在混凝土配制中，要注意氯盐类添加剂的应用，防治对钢筋砼产生破坏，混凝土配制要对原材料进行严格控制，其骨料不可应用海产骨料，在使用水方面，也不可直接应用C1水或者海水，若需要应用此类水，应通过相应技术处理之后，水质经检查之后才能应用。另外，还应注意水泥品种及其他原材料的合理选用，防治矿物质、海水或者工业废水等对混凝土产生侵蚀，原材料应首先考慮矿渣水泥与粉煤灰等应用，降低有害物质给钢筋砼带来的破坏。随着建筑技术不断发展，上世纪国外的热喷涂防腐涂层试验，有效推进了现代桥梁的防腐应用，因环境、经济与热喷涂应用寿命的制约，国内外有关技术人员已在探索新防锈蚀技术了，像电弧喷涂技术应用，就获得了良好的防腐效果。
3 结语
虽然公路桥梁钢筋锈蚀会给混凝土工程带来严重的危害，但在实际施工中，只要加强领导，严格管理，精心施工，并根据环境的特点和材料的性质，采取相应的措施，是完全能够防止和推迟公路桥梁混凝土工程中钢筋的锈蚀，从而提高公路桥梁工程中混凝土的使用性和耐久性。
参考文献
[1] 禹智涛.钢筋混凝土桥梁可靠性评估的若干问题研究[D]，华南理工大学，2013
[2] 赵卫国.公路钢筋混凝土梁桥的病害分析与受损后承载能力计算[D]，长安大学，2015
[关键词]公路桥梁；钢筋锈蚀；原因；防治方法
中图分类号：TU392.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0231-01
1 公路桥梁钢筋锈蚀的原因
在公路桥梁工程中，钢筋混凝土因具有成本低廉、坚固耐用且材料来源广泛等优点而被土木工程的各个领域普遍采用。钢筋混凝土既保持了混凝土抗压强度高的特性、又保持了钢筋很好的抗拉强度，同时钢筋与混凝土之间有着很好的黏结力和相近的热膨胀系数，混凝土又能对钢筋起到很好的保护作用，从而使混凝土结构物更好的工作，提高了混凝土的耐久性。所以钢筋混凝土已成为现代建筑中材料的重要组成部分。钢筋锈蚀已成为导致钢筋混凝土工程耐久性不足，过早破坏的主要原因，是世界普遍关注的一大灾害，由于公路桥梁钢筋锈蚀可发生于许多引起锈蚀的介质中，如潮湿的空气、土壤、工业废气等。分析得到钢筋锈蚀的主要原因有以下几点：
1.1 公路桥梁钢筋防护层的碳化
其碳化的原因是钢筋不密实，抗渗性能不足。硬化的钢筋，由于水泥水化，生成氢氧化钙，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。当不密实的钢筋置于空气中或含二氧化碳环境中时，由于二氧化碳的侵入，钢筋中的氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，甚至消失，称其为钢筋的碳化。钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；钢筋的碳化，钢筋碳化的发生是个缓慢的过程，其实质是钢筋失去碱性而中性化。钢筋碳化破坏构件机理，使钢筋失去碱性环境，从而引起钢筋腐蚀。
1.2 氯离子的含量
据有关试验证明，即便是PH值较高的溶液只要有氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。其原因是氯离子能优先地有选择地吸附在钝化膜上，把氧原子排挤掉，然后和钝化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，结果在新露出的基底金属的特定点上生成小蚀坑，这些小蚀坑称为孔蚀核，亦可理解为蚀孔生成的活性中心。氯离子的存在对金属的钝态起到直接的破坏作用
1.3 公路桥梁钢筋锈蚀，导致截面积减少，从而使钢筋的力学性能下降
对于截面积损失率较大的钢筋，其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降，钢筋各项力学性能指标严重下降。导致公路桥梁构件承载能力降低到与未配筋构件相近。钢筋锈蚀生成腐蚀产物腐蚀产物在混凝土和钢筋之间积聚，对混凝土的挤压力逐渐增大，公路桥梁混凝土保护层在这种挤压力的作用下拉应力逐渐加大，直到开裂、起鼓、剥落。混凝土保护层破坏后，使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降，甚至完全丧失，不但影响结构物的正常使用，甚至使公路桥梁遭到完全破坏，给国家经济造成重大损失。
1.4 电化学锈蚀，公路桥梁施工中钢筋在存放和使用中发生的锈蚀主要属这一类
其锈蚀过程是在潮湿的环境中，钢材表面被一层电解质水膜覆盖，由于表面成分或者受力边形等的不均匀性，使邻近的局部产生电极电位的差别，因而建立许多微电池。在阳极区，铁被氧化成Fe离子进入水膜；因为水中溶有来自空气的氧，放在阴极区氧被还原为（OH）2；两者结合成为不容于水氢氧化亚铁Fe（OH）2；进一步氧化，则形成疏松易剥落的红棕色的铁锈氢氧化铁Fe（OH）3；水膜中有酸的成分，则阴极被还原的将是分离子。由于所形成的氢积存于阴脱产生极化作用，将使锈蚀停止，但水中的溶氧与红结合成水以除去积氢，故锈蚀能继续进行。
2 钢筋锈蚀的防治方法
2.1 钢筋砼密实性与抗渗性的加强防治
在公路桥梁工程当中，对桥梁结构产生危害的钢筋锈蚀现象，应先从结构安全与经济方面进行考虑，砼碳化通常是因混凝土的密实性与抗渗性不够引发的，为避免砼碳化，需要将砼的密实性与抗渗性加强，可采取水灰比方法进行控制，让水灰比在规定最大值的规范内，适当添加矿渣粉、粉煤灰等相关细集料，并合理延长搅拌的时间，强化混凝土振捣，尤其是钢筋结构的断面部门与密集位置，对于模板中的空气要尽量排尽，防治内部存在空洞现象。为进一步增强钢筋砼的保护层厚度与密实性，应与设计要求更为相符，避免钢筋内部提前出现锈蚀问题。这种防治方法就是运用第一种措施，运用惰性材料，让钢筋结构表面得到机械隔水处理，提高钢筋保护层的密实度，防止钢筋锈蚀问题出现。
2.2 实施外涂隔离层方法，降低环境湿度影响
在公路桥梁工程当中，环境湿度会对钢筋结构产生侵蚀作用，为避免环境湿度影响，可采取外涂隔离层法，加强混凝土耐久性与防水性功能，其具体处理措施为：先将受损的钢筋全部暴露在外，使用喷砂枪等方法，对桥梁钢筋实施去锈处理，将混凝土表面泥土与灰尘等进行剔除，再实施钢筋防锈处理，有效清除松动混凝土，将钢筋表面涂上环氧树脂涂液类的粘结剂，桥梁钢筋受到的锈蚀较为严重，公路桥梁结构所处的环境较为恶劣，还可采取除锈剂对钢筋表面进行涂抹，以降低环境湿度所带来的钢筋锈蚀影响，确保公路桥梁结构能够安全牢固。钢筋表面实施油漆涂层时，需要考虑到相关的各类问题，其常用涂层法为下列四种，一是氧化乙炔型的火焰铝丝融化方法，运用高压雾化气体，对钢筋表层实施火焰喷漆处理；二是钢筋表面运用防锈材料；三是镀锌位置的热处理，运用酸性材质去除锈迹；四是运用喷射漆物设备，使电源基本形成正负两极的电荷金属丝，并进一步让金属丝喷枪的交汇位置形成弧熔化，在钢筋表面的油漆涂层中，可选用这些方法进行防治处理。
2.3 加强特种钢应用，提高砼本身防御力
公路桥梁施工中，要有效减少有害离子对钢筋的损坏与侵入，钢筋砼施工过程，应将混凝土内可能进入的C1实施有效隔离，避免氯化物相关有害物质进入混凝土中，对钢筋造成腐蚀作用。在混凝土配制中，要注意氯盐类添加剂的应用，防治对钢筋砼产生破坏，混凝土配制要对原材料进行严格控制，其骨料不可应用海产骨料，在使用水方面，也不可直接应用C1水或者海水，若需要应用此类水，应通过相应技术处理之后，水质经检查之后才能应用。另外，还应注意水泥品种及其他原材料的合理选用，防治矿物质、海水或者工业废水等对混凝土产生侵蚀，原材料应首先考慮矿渣水泥与粉煤灰等应用，降低有害物质给钢筋砼带来的破坏。随着建筑技术不断发展，上世纪国外的热喷涂防腐涂层试验，有效推进了现代桥梁的防腐应用，因环境、经济与热喷涂应用寿命的制约，国内外有关技术人员已在探索新防锈蚀技术了，像电弧喷涂技术应用，就获得了良好的防腐效果。
3 结语
虽然公路桥梁钢筋锈蚀会给混凝土工程带来严重的危害，但在实际施工中，只要加强领导，严格管理，精心施工，并根据环境的特点和材料的性质，采取相应的措施，是完全能够防止和推迟公路桥梁混凝土工程中钢筋的锈蚀，从而提高公路桥梁工程中混凝土的使用性和耐久性。
参考文献
[1] 禹智涛.钢筋混凝土桥梁可靠性评估的若干问题研究[D]，华南理工大学，2013
[2] 赵卫国.公路钢筋混凝土梁桥的病害分析与受损后承载能力计算[D]，长安大学，2015