摘要： 所謂混凝土橋梁堿蝕，是指鋼筋混凝土與其環(huán)境間的物理化學(xué)作用引起混凝土本身強(qiáng)度降低的變化。主要為堿-集料的反應(yīng)和鹵素離子的侵蝕以及由此引起的其它的損壞（鋼筋銹脹等）。
關(guān)鍵詞： 橋梁堿蝕 防治
所謂混凝土橋梁堿蝕，是指鋼筋混凝土與其環(huán)境間的物理化學(xué)作用引起混凝土本身強(qiáng)度降低的變化。主要為堿-集料的反應(yīng)和鹵素離子的侵蝕以及由此引起的其它的損壞（鋼筋銹脹等）。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是應(yīng)用非常廣泛的一種結(jié)構(gòu)形式，但由于材料自身、使用環(huán)境和設(shè)計(jì)上的缺點(diǎn)，使得大多數(shù)存在時(shí)間較長(zhǎng)的混凝土結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的堿蝕問(wèn)題。從而引起混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題，使許多結(jié)構(gòu)達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限就提前報(bào)廢，這給各國(guó)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和財(cái)政負(fù)擔(dān)。
混凝土中的主要成份是硅酸鈣，遇水后發(fā)生水化反應(yīng)，形成游離鈣、硅酸和氫氧根。當(dāng)混凝土中的水足夠多時(shí)，在毛細(xì)壓作用下，水可以沿毛細(xì)孔上升達(dá)10cm左右。此時(shí)，混凝土中的鹽份被水帶出淤積于混凝土表面，隨著水份蒸發(fā)，這些鹽份殘留在混凝土表面，形成白色粉末狀晶體，進(jìn)一步與空氣中二氧化碳反應(yīng)在混凝土表面結(jié)晶形成白色硬塊。
堿蝕剛開始以水跡的形態(tài)出現(xiàn)。然后逐漸發(fā)展為堿跡，最后形成堿蝕。在這個(gè)過(guò)程中，如果結(jié)構(gòu)還存在裂縫，就會(huì)引起鋼筋的銹脹，加速構(gòu)件的失效。
在通常情況下，混凝土空隙中充滿了由于水泥水解時(shí)產(chǎn)生的氫氧化鈣飽和溶液，其堿度很高。鋼筋在高堿度的環(huán)境中，呈現(xiàn)鈍化狀態(tài)。但當(dāng)混凝土在碳化作用和鹵離子的破壞作用下，很容易使氫氧化鐵變?yōu)槁然F。從而引發(fā)自然界最為普遍的原電池腐蝕。
天津地區(qū)處在沿海地帶，空氣中和雨水中都含有一定的氯鹽成分，尤其在近海地區(qū)濃度更大。又因?yàn)樵诙緸橄龢蛎娴谋鶅龊头e雪而廣泛地應(yīng)用噴灑鹽水的方法，鹽水通過(guò)不防水的伸縮縫流向墩臺(tái)，通過(guò)不防水的橋面系滲入到混凝土的縫隙里，不光引起堿骨料反應(yīng)，而且引起鹽腐蝕，加速了結(jié)構(gòu)的失效。
堿蝕原因存在于設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)中的防水性能不好、容易造成漏水，施工中的混凝土質(zhì)量不合格、震搗不密實(shí)、鋼筋保護(hù)層厚度不夠，養(yǎng)護(hù)中沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理及時(shí)的維修，均會(huì)加速堿蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的耐久性降低，使結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)使用的年限。
常見的混凝土橋梁的堿蝕多發(fā)生在：1.邊梁挑沿處2.預(yù)制的邊梁、次邊梁或和第三片梁的鉸縫及腹板處3.其它預(yù)制梁的鉸縫及腹板處4.泄水孔周圍及附近5.梁端及帽梁6.橋臺(tái)背墻等
分析橋梁病害的原因及處理的措施：
下部的堿蝕多是上邊的漏水造成的。
1、邊梁挑沿處由于沒(méi)有設(shè)置防止雨水倒流裝置引起堿蝕。邊梁上多為人行道及欄桿、防撞墻和分割帶部位。下雨時(shí)，雨水會(huì)順著欄桿地袱流到梁邊，再倒流到梁翼緣根部及腹板，造成邊梁的水跡、堿跡直至堿蝕。如下圖所示：
我們可以設(shè)置一個(gè)防倒流裝置來(lái)阻止雨水的倒流。設(shè)置滴水沿或者滴水槽。
2、由于沒(méi)有設(shè)橋面防水措施或防水措施沒(méi)有伸到人行道處，或者與人行道處的防水層不是一個(gè)整體；排水措施不暢通而且人行道邊緣為橋面橫坡的坡腳；預(yù)制梁與梁之間的鉸縫又是薄弱環(huán)節(jié)；人行道比梁更容易引起負(fù)彎矩裂縫；這些都很容易導(dǎo)致水侵入梁體，導(dǎo)致預(yù)制的邊梁、次邊梁或和第三片梁的鉸縫及腹板處（即人行道的邊緣部位）堿蝕破壞。
其它預(yù)制梁的鉸縫及腹板處的堿蝕破壞主要是因?yàn)椋孩艠蛎鏇](méi)有設(shè)防水層；⑵橋面混凝土及瀝青混凝土的厚度比較小或強(qiáng)度較小；⑶橋面鋼筋設(shè)置較少；⑷鉸縫間連接薄弱；⑸T梁間的橫隔板聯(lián)系不牢固；⑹超重車過(guò)橋時(shí)引起橋面劇烈震動(dòng)是加快鉸縫損壞的重要因素。
3、泄水孔周圍及附近的堿蝕的主要原因?yàn)椋孩判顾姿闹芑炷敛幻軐?shí)，且防水層做的不好；⑵泄水管應(yīng)符合規(guī)范的要求，每平方米橋面宜設(shè)置300mm2的泄水孔；如圖：
⑶立交橋及高速公路上的橋梁，泄水管不宜直接掛在板下，可將泄水管通過(guò)縱向及豎向排水管道直接引向地面。
4、梁端及帽梁堿蝕，多是由于連續(xù)縫的損壞而導(dǎo)致：
⑴現(xiàn)在的工程為了趕進(jìn)度，中小橋一般采用預(yù)制梁。預(yù)制梁在荷載作用下的梁端轉(zhuǎn)角是造成連續(xù)縫破壞的主要原因之一。
如圖所示：
⑵熱脹冷縮是造成連續(xù)縫破壞的另一原因。
如下圖所示：
其中，A點(diǎn)下的支座為固定支座；B點(diǎn)下的支座為滑動(dòng)支座；C點(diǎn)下的支座為固定支座。
梁在低溫下收縮后，兩個(gè)支座間的距離的關(guān)系：AB＞AB`；AC＝AC`。
由此很容易看出，由于連續(xù)縫處的剛度比其他部位小很多，所以梁體收縮所產(chǎn)生的變形幾乎全部被BC吸收，BC變成B`C`。混凝土的抗拉能力很弱，很容易產(chǎn)生溫度受拉裂縫。
以上兩條所產(chǎn)生的裂縫都是由于連續(xù)縫處剛度比其它部位的剛度小，所以我們要想從根本解決連續(xù)縫的問(wèn)題，只能是使連續(xù)縫的剛度與其它部位相同才能從根本上解決。從設(shè)計(jì)上我們可以采用現(xiàn)澆的方法，不設(shè)連續(xù)縫；或者采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的方法，使連續(xù)縫的剛度與其它部位的剛度相同。
5、橋臺(tái)背墻的堿蝕是由于伸縮縫的漏水引起的。橋梁的伸縮縫長(zhǎng)期暴露在大氣中，使用環(huán)境比較惡劣，是橋梁結(jié)構(gòu)中最易遭到破壞而又較難以修補(bǔ)的部位。橋梁伸縮縫在設(shè)計(jì)、施工上稍有缺陷或不足，就會(huì)引起早期破壞；進(jìn)而又可能引起很大的車輛沖擊荷載，急劇降低伸縮縫的使用壽命。毛勒、仿毛勒伸縮縫是目前比較理想的伸縮縫，5cm以下小伸縮量，配合著彈塑性伸縮裝置的使用可以在一段時(shí)間內(nèi)解決漏水的問(wèn)題。
世界各國(guó)的學(xué)者都在努力尋求最好的伸縮縫結(jié)構(gòu)，得到的結(jié)論是“最好的伸縮縫結(jié)構(gòu)是無(wú)伸縮縫”。大約在20世紀(jì)60年代，美國(guó)開始采用連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和樁基礎(chǔ)的無(wú)伸縮裝置的整體式橋臺(tái)。如下圖所示：
下圖為無(wú)伸縮縫橋梁的構(gòu)造細(xì)節(jié)：
下邊談?wù)剺蚪ê靡院髩A跡、堿蝕的防治措施。
混凝土堿跡的治理：⑴用干刷子用力刷除；⑵用水和刷子清洗；⑶用高壓水槍或者輕微噴沙后再次用水清洗；⑷對(duì)于不溶于水的堿跡物質(zhì)，可以用稀釋后的弱酸清洗。為防止堿跡現(xiàn)象再次發(fā)生，在將堿跡部位清洗干凈后，應(yīng)該涂刷滲透性差的防水涂料。
下面以在天津市衛(wèi)津橋涂裝保護(hù)工程中使用的優(yōu)止高效防水劑裝飾涂料為例，說(shuō)明防水涂料的使用方法。
1.表面準(zhǔn)備：
認(rèn)真進(jìn)行施工表面的準(zhǔn)備是取得良好效果的基礎(chǔ)。為確保長(zhǎng)期、可靠的施工效果，應(yīng)嚴(yán)格按如下工法進(jìn)行表面準(zhǔn)備，確保構(gòu)件表面清潔、堅(jiān)固。
⑴ 一般要求
用噴砂或高壓水槍清除所有灰塵、油污、泛堿、油漆、浮漿、松動(dòng)砂漿等一切影響涂料與構(gòu)件表面良好結(jié)合的雜物。噴砂或高壓水施工后，用鋼絲刷清除表面殘留雜物，最后用清水沖刷施工表面。
⑵ 表面修補(bǔ)
對(duì)老化疏松的結(jié)構(gòu)要徹底鑿除，直到清潔到堅(jiān)固的基層并用UP2000進(jìn)行修補(bǔ)加固，確保結(jié)構(gòu)表面堅(jiān)固完好。
⑶表面油污的處理
如果構(gòu)件表面油污污染嚴(yán)重，要徹底清除油污層。由于油污有較強(qiáng)的滲透力，要將表面結(jié)構(gòu)鑿除1至2厘米直到清潔堅(jiān)固的基層，然后用UP2000進(jìn)行修補(bǔ)加固，確保表面清潔堅(jiān)固。
⑷增強(qiáng)鋼筋的處理
如果結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重致使預(yù)埋鋼筋暴露并銹蝕，按如下工法認(rèn)真清理銹蝕鋼筋：
a、將鋼筋周圍的結(jié)構(gòu)層鑿除，使鋼筋徹底暴露。鋼筋兩端的結(jié)構(gòu)也要鑿除，使沒(méi)有生銹的部分至少暴露出5厘米；
b、用鋼絲刷徹底清除鋼筋的銹跡，直到露出嶄新的金屬表面；
c、在鋼筋表面涂刷兩遍FP阻銹劑；
d、用UP2000修補(bǔ)結(jié)構(gòu)層被鑿除的部分，以獲得清潔堅(jiān)固的表面。
⑸水泥砂漿抹面的處理
為取得最佳防水效果，SP應(yīng)直接涂刷在構(gòu)件表面。
⑹構(gòu)件裂縫的處理
a、 穩(wěn)定的裂縫
在構(gòu)件穩(wěn)定的細(xì)小裂縫（1mm以內(nèi)）上，薄薄地抹一層優(yōu)防水涂料。對(duì)構(gòu)件上穩(wěn)定的較大裂縫（1mm以上），應(yīng)先將裂縫清理干凈，然后用UP2000進(jìn)行填充、密封。
b、 可移動(dòng)的裂縫
對(duì)可移動(dòng)的裂縫，應(yīng)將其清理干凈，然后用柔性優(yōu)止水進(jìn)行填充、密封，并用柔性優(yōu)止涂料涂刷裂縫兩側(cè)各15cm寬度的區(qū)域，必要時(shí)還需要鋪敷增強(qiáng)纖維。柔性優(yōu)止水的涂層厚度至少為1.6mm。
2.施工方法
用刷子或噴槍在已經(jīng)充分濕潤(rùn)的構(gòu)件表面均勻涂刷SP防水裝飾涂料。
第一遍要用粗纖維刷子涂刷，以確保表面的孔洞徹底彌合。第二遍可以用普通刷子或噴槍施工。兩遍涂刷應(yīng)間隔24小時(shí)。如果被涂刷構(gòu)件原有的紋理較粗，應(yīng)在第一遍涂層涂刷5到7天后再涂刷第二遍，這樣可以提高SP的遮蓋效果。
3.養(yǎng)護(hù)
一般氣候條件下，不需要對(duì)SP涂層進(jìn)行特別養(yǎng)護(hù)。但在干燥、炎熱、多風(fēng)的氣候條件下，SP防水裝飾涂料至少需要養(yǎng)護(hù)48小時(shí)。
橋梁堿蝕病害是橋梁的一個(gè)通病，我們應(yīng)該在設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)的各個(gè)環(huán)節(jié)都加以重視。如果能根除堿蝕病害，不僅會(huì)給橋梁維修部門節(jié)省一大筆錢，而且還會(huì)延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。
