摘　要：對上海地區(qū)五座被腐蝕的橋梁混凝土的現(xiàn)場取樣測試結(jié)果顯示，原設(shè)計強(qiáng)度為C30混凝土強(qiáng)度和耐久性均嚴(yán)重降低。近年來上海建成了大量橋梁、高架和軌道交通工程，鋼筋混凝土防腐技術(shù)措施研究無疑將成為一個緊迫的課題。通過對涂有（純丙乳液、苯丙乳液、叔碳酸鹽和有機(jī)硅）涂層的混凝土的氯離子滲透性、氣體滲透性以及碳化性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)除有機(jī)硅外，其他幾種涂層對混凝土防腐效果顯著，其中苯丙乳液效果最佳。關(guān)鍵詞：混凝土　防腐蝕　涂層　耐久性從20世紀(jì)80年代后期至今，經(jīng)過十幾年的建設(shè)，上海的道路交通設(shè)施發(fā)生了巨大的變化，建成了內(nèi)環(huán)高架道路、延安路高架道路、南北高架道路、南浦大橋、楊浦大橋、徐浦大橋和高架明珠軌道線等。在這些工程中，鋼筋混凝土構(gòu)筑物的量不斷增加，就目前所修的橋梁結(jié)構(gòu)而言，絕大部分為鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)目前對上海地區(qū)范圍內(nèi)立交橋和高架道路的初步觀察發(fā)現(xiàn)，混凝土構(gòu)筑物在耐久性方面存在著不同程度的問題，嚴(yán)重影響混凝土結(jié)構(gòu)正常的使用壽命，主要表現(xiàn)特征為某些部位的混凝土開裂，鋼筋銹蝕，混凝土鋼筋保護(hù)層太薄，混凝土抗水、有害離子滲透性及抗碳化性能差等等。如不予以重視，不盡早根據(jù)其使用狀況和應(yīng)用環(huán)境采取必要的保護(hù)措施，不久的將來會對國家和人民的財產(chǎn)和安全帶來嚴(yán)重的后果�；炷�土腐蝕劣化過程一般經(jīng)過兩個階段。初始階段和擴(kuò)展階段，在初始階段沒有顯著的材料弱化或結(jié)構(gòu)功能退化現(xiàn)象出現(xiàn)，但某些保護(hù)層被侵蝕介質(zhì)破壞。而在擴(kuò)展階段，將出現(xiàn)主動性的損傷并加速發(fā)展，如鋼筋腐蝕。到目前為止，如何減緩和防止混凝土橋梁腐蝕，以提高混凝土橋梁耐久性能，延長其使用壽命還沒有一套有效的方法。因此，本文就保護(hù)材料及工藝，保護(hù)技術(shù)方面加以研究，并提出一套有效的混凝土防腐蝕保護(hù)技術(shù)。1、試　驗1.1　原材料水泥采用PO32.5普通硅酸鹽水泥，砂采用細(xì)度模數(shù)為2.6的中砂，粗集料采用5～38mm的石灰石。混凝土配合比見表1.聚合物涂層采用純丙乳液（AC）、苯丙乳液（PA）、叔碳酸鹽乳液（TC）和有機(jī)硅（OS）等四種聚合物。1.2　試驗方法混凝土碳化試驗按照《普通混凝土長期性能和耐久性能實驗方法》（GBJ82-85）中快速碳化試驗進(jìn)行。采用100mm×100mm×300mm長方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)26d，在60℃烘48h取出測試�；炷�土氣體滲透試驗按照RILEMTC116-PCD[1]步驟進(jìn)行。每組2塊，試塊采用直徑150mm，高度為50mm的圓柱體。養(yǎng)護(hù)時盡量減少試塊與外界環(huán)境的水分交換。養(yǎng)護(hù)在20℃的室內(nèi)進(jìn)行，立即將試塊密封保存。采用氮氣作為滲透氣體。滲透壓力分別為1.5×105、2.0×105、3.0×105Pa（絕對壓力）。計算各壓力下的Ki，取平均值即得各配比混凝土的滲透系數(shù)K.混凝土氯離子滲透性能采用ASTMC1202[2]建議的電量法測定。試件為直徑100mm，高度50mm的圓柱狀混凝土。2、試驗結(jié)果與分析2.1　鋼筋混凝土橋梁耐久性劣化現(xiàn)狀和力學(xué)性能現(xiàn)狀我們調(diào)查了上海公路系統(tǒng)的團(tuán)港橋、內(nèi)港河橋、醫(yī)院橋、五灶港橋和六灶港橋等鋼筋混凝土橋梁。這些橋梁均有不同程度腐蝕破壞。從現(xiàn)場進(jìn)行鉆孔取樣，并根據(jù)要求制樣，以測定其氯離子滲透性、碳化深度和強(qiáng)度。2.1.1　鋼筋混凝土氯離子滲透性的檢測2.1.2　鋼筋混凝土碳化深度的檢測2.1.3　鋼筋混凝土抗壓強(qiáng)度測試2.2　鋼筋混凝土橋梁防腐技術(shù)措施研究以上對取芯試樣的測試結(jié)果表明：受調(diào)查的上海地區(qū)這幾座橋梁的混凝土均受到了相當(dāng)嚴(yán)重的腐蝕�？梢酝茰y其他橋梁也應(yīng)該受到一定程度的影響，所以如何防止鋼筋混凝土橋梁的腐蝕應(yīng)該成為一個迫在眉睫的重大課題。本文就此提出鋼筋混凝土防腐技術(shù)措施，并對其作出評價。試驗分別對不涂涂層的基準(zhǔn)混凝土（NO）和涂有不同聚合物涂層：純丙乳液（AC）、苯丙乳液（PA）、叔碳酸鹽乳液（TC）和有機(jī)硅（OS）的混凝土的氯離子滲透性、抗碳化性能和氣體滲透性進(jìn)行了研究。并且對不同厚度的苯丙乳液（PA）涂層對耐久性的影響進(jìn)行了研究。2.2.1　不同涂層對混凝土氯離子滲透性的影響氯離子滲透性對于鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性是一個重要考察指標(biāo)。氯離子即使在高堿度下，對破壞鋼筋的鈍化膜都有特殊的能力。鋼筋的銹蝕最終會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度大大降低，這對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來說是一個潛在的巨大威脅。試驗表明，基準(zhǔn)混凝土通過的電量為1233C.而涂有各種涂層的混凝土的氯離子滲透性得到顯著改善。2.2.2　不同涂層對混凝土氣體滲透性的影響與基準(zhǔn)混凝土相比，純丙乳液涂層可以使混凝土氣體滲透系數(shù)降低1個數(shù)量級，叔碳酸鹽涂層可以使?jié)B透系數(shù)降低2個數(shù)量級以上，而涂有苯丙乳液的混凝土根本就不透氣。有機(jī)硅對混凝土的氣體滲透性影響很小。2.2.3　不同涂層對混凝土碳化深度的影響混凝土碳化是指空氣中的二氧化碳?xì)怏w不斷透過混凝土毛細(xì)孔擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部，氣相擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部充水的毛細(xì)孔中與其中的孔隙液所溶解的氫氧化鈣進(jìn)行中和反應(yīng)，生成碳酸鹽或其他物質(zhì)的現(xiàn)象。從總體上可以把混凝土碳化過程分成兩個步驟：第一個步驟是二氧化碳?xì)怏w擴(kuò)散到混凝土孔隙中；第二個步驟是二氧化碳與混凝土中物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。很明顯，前者是發(fā)生碳化腐蝕的前提條件。利用涂層包裹混凝土的表面，從而形成致密的保護(hù)層可以防止二氧化碳?xì)怏w的擴(kuò)散。從表6的數(shù)據(jù)可見，除了有機(jī)硅涂層外，其他涂層對防止混凝土的碳化都有很好的效果，基準(zhǔn)混凝土28d碳化深度為24.7mm，而涂有苯丙乳液的混凝土28d碳化深度最小僅為0.7mm，純丙乳液次之為2.7mm，叔碳酸鹽再次之為5.9mm.從碳化的發(fā)展速度來看，基準(zhǔn)混凝土和涂有純丙乳液、叔碳酸鹽涂層的混凝土早期碳化發(fā)展較快，后期較慢。這是因為碳化產(chǎn)生了不溶于水的碳酸鈣填充了混凝土的部分空隙[3]，使得二氧化碳?xì)怏w擴(kuò)散變得更難，所以減緩了碳化速度。2.2.4　不同厚度的涂層對混凝土耐久性的影響分別調(diào)整苯丙乳液涂層的厚度為0.7mm、1.0mm和1.3mm，進(jìn)行混凝土氯離子滲透、氣滲、碳化深度測試。試驗結(jié)果見圖2.由試驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，混凝土28d的碳化深度隨涂層厚度的增加而明顯減小。其中1.0mm涂層的混凝土碳化深度為0.8mm，而0.7mm涂層的混凝土碳化深度增加到3.2mm.而涂層厚度對混凝土氣滲和氯離子滲透幾乎沒有影響，綜合考慮經(jīng)濟(jì)與效果兩方面因素，建議選擇涂層厚度為1.0mm.3、結(jié)　論1）橋梁混凝土現(xiàn)場取樣試驗結(jié)果表明，原設(shè)計強(qiáng)度為C30的混凝土強(qiáng)度和耐久性都有驚人的下降，如不立即采取橋梁防腐措施，后果不堪設(shè)想。2）不同涂層對混凝土的氯離子滲透性、氣體滲透性和防碳化方面都有顯著的效果，其中苯丙乳液最理想，可以使混凝土的氣滲系數(shù)降低至0，抗氯離子滲透性能提高3個數(shù)量級，碳化深度下降到135.3）苯丙乳液涂層厚度對混凝土氣滲和氯離子滲透幾乎沒有影響，而混凝土28d的碳化深度隨涂層厚度增加而明顯減小。綜合考慮經(jīng)濟(jì)與效果，建議苯丙涂層的厚度為1.0mm.震及豎向荷載作用下避免嚴(yán)重垮塌。對此，本文提出了“強(qiáng)轉(zhuǎn)換”、“強(qiáng)底梁、強(qiáng)節(jié)點”、“強(qiáng)剪弱彎”的抗震設(shè)計總原則。