針對(duì)產(chǎn)生鋼筋銹蝕破壞的混凝土結(jié)構(gòu),對(duì)應(yīng)不同的劣化發(fā)展階段-潛伏期、發(fā)展期、加快和劣化期可以采取不同的處理措施。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,處理得時(shí)刻越早,比如當(dāng)混凝土內(nèi)的鋼筋尚未開始發(fā)生銹蝕或剛剛開始發(fā)生銹蝕(對(duì)應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)尚處于潛伏期或發(fā)展期),此時(shí)進(jìn)行處理所需進(jìn)行的處理措施越簡單,所需的費(fèi)用成本也低,處理后結(jié)構(gòu)的長期耐久性效果也越好;反過來,進(jìn)行處理得越晚(對(duì)應(yīng)混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入加速期或劣化期),所需進(jìn)行的處理措施越復(fù)雜,處理的工程量、費(fèi)用成本也越高,并且處理后結(jié)構(gòu)的長期耐久性仍不容易得到保證。所以,一旦發(fā)生混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)銹蝕的跡象后及時(shí)進(jìn)行處理是非常關(guān)鍵的。但是,人們往往容易忽視混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的早期銹蝕劣化跡象,等到出現(xiàn)結(jié)構(gòu)承載力安全問題必須進(jìn)行修復(fù)和加固時(shí),混凝土中鋼筋的銹蝕往往都到了比較嚴(yán)重的地步。
一、常用的修復(fù)方法有以下幾種
1、局部修復(fù)法。原理是通過對(duì)已發(fā)生鋼筋銹蝕部分混凝土保護(hù)層的去除、鋼筋表面除銹,然后覆以高堿性的優(yōu)質(zhì)修復(fù)材料對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)和復(fù)原,使得混凝土內(nèi)的鋼筋重新恢復(fù)到鈍化狀態(tài)。如果局部修補(bǔ)法能夠?qū)⒁蚜踊幕炷磷鞅容^徹底的清除,則也能達(dá)到較好的修復(fù)效果。局部修復(fù)法具有針對(duì)性強(qiáng)、施工速度快、操作簡單、易行、成本較低等優(yōu)點(diǎn),以及不需要專業(yè)的操作機(jī)具和復(fù)雜的電化學(xué)知識(shí)的原因,受到施工現(xiàn)場的普遍歡迎和應(yīng)用。但是,局部修復(fù)法的缺點(diǎn)是如果處理不當(dāng),往往會(huì)導(dǎo)致新的銹蝕發(fā)生,使得修復(fù)效果大打折扣。
2、全面包覆砂漿法。像噴射混凝土、大面積的砂漿修補(bǔ)等工藝屬于這一種。
3、混凝土表面保護(hù)涂層。包括滲透和成膜的材料工藝。常見的有硅烷浸漬保護(hù)劑以及硅烷滲透加成膜配合的工藝體系。是通過限制混凝土含水量來防止、減緩鋼筋銹蝕的方法。適用于新建的混凝土和早期混凝土保護(hù)層完好的情況。
4、鋼筋涂層法。在鋼筋表面涂刷環(huán)氧涂層。高鐵建設(shè)混凝土軌道板中應(yīng)用的較多。
5、電化學(xué)再堿化的方法,包括電化學(xué)脫鹽和電化學(xué)再堿化等。
二、混凝土修補(bǔ)注意事項(xiàng)
在眾多的修補(bǔ)方法中,局部修復(fù)法作為傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法在銹蝕混凝結(jié)構(gòu)的修復(fù)中仍然具有廣泛的應(yīng)用。局部修復(fù)法的處理步驟一般包括劣化混凝土護(hù)層的清理、鋼筋除銹和修補(bǔ)材料的等三項(xiàng)內(nèi)容。
1、關(guān)于基層清理
劣化混凝土保護(hù)層的清除。一般情況下,除非混凝土中的鋼筋銹蝕程度已經(jīng)非常嚴(yán)重,絕大部分鋼筋已經(jīng)銹蝕,此時(shí)可以采用全斷面混凝土保護(hù)層的清除,即將所有混凝土保護(hù)層完全清除。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是清除徹底,沒有隱患,但是清除的工作量較大,操作的難度也較大,同時(shí)如果混凝土保護(hù)層的清除過程中沒有做好安全保護(hù)措施,隨著全斷面所有混凝土保護(hù)層的清除,混凝土結(jié)構(gòu)有效斷面的減小,有可能對(duì)結(jié)構(gòu)的安全承載力造成新的損傷。故一般情況下僅對(duì)部分混凝土保護(hù)層進(jìn)行清除,這就牽涉到清除范圍的確定。當(dāng)混凝土中的鋼筋銹蝕達(dá)到一定程度后銹蝕產(chǎn)物就會(huì)外滲擴(kuò)散到結(jié)構(gòu)的表面,在結(jié)構(gòu)的表面形成棕色、褐色的銹斑;或者隨著鐵銹在鋼筋表面的積聚在混凝土表面出現(xiàn)順筋裂縫、混凝土保護(hù)層起鼓、分層、剝落等現(xiàn)象。根據(jù)以上現(xiàn)象憑借肉眼就可以初步確定混凝土保護(hù)層需要清除的范圍。確定這一部分混凝土保護(hù)層的清除范圍,可以借助專業(yè)的設(shè)備來判斷。
2、關(guān)于鋼筋除銹
對(duì)鋼筋表面的除銹工作是非常重要的。鋼筋表面的銹蝕層、蝕坑和氯化物需要完全清除,直至露出金屬的光亮本色。對(duì)于銹蝕嚴(yán)重的鋼筋,混凝土保護(hù)層的清除深度應(yīng)超過鋼筋位置,鋼筋背向保護(hù)層一側(cè)也需要進(jìn)行除銹。如果清理不夠徹底導(dǎo)致清理之后鋼筋表面仍有較多的氯化物殘目,則修補(bǔ)之后鋼筋仍有很大的銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。銹蝕鋼筋表面的除銹方式通常可以采取鋼絲刷手工除銹、電動(dòng)鋼絲刷除銹和拋丸處理的方法,當(dāng)前鋼筋除銹相對(duì)有效的方法是水射流。
3、關(guān)于修補(bǔ)材料
修補(bǔ)材料的選擇也是局部修補(bǔ)法重要的一環(huán)。要選擇在變形方面早期低收縮或無收縮、黏結(jié)好、強(qiáng)度高、彈性模量與原基層混凝土接近的修補(bǔ)材料。通過摻加礦物摻合料(粉煤灰、礦渣、硅粉)可以顯著地提高混凝土的抗氯離子的滲透能力,滲透等級(jí)可由“中”降至“低”或“極低”,改善效果隨著摻量的增加而增加,改善能力為硅粉>礦渣>粉煤灰。從耐久性角度選擇堿性、高混凝土電阻率的聚合物改性水泥基修補(bǔ)材料是有利的。如果能在原混凝土區(qū)域涂刷和在修補(bǔ)材料中添加鋼筋緩蝕劑則能起到更好的結(jié)果。從施工方法上來講,修補(bǔ)時(shí)如果能夠做到盡可能地卸荷,則對(duì)修補(bǔ)后的修補(bǔ)材料與原基層混凝土共同受力提供有利條件。
混凝土內(nèi)鋼筋的銹蝕本身是一個(gè)非常復(fù)雜的問題,受到非常多的因素影響且各因素間還會(huì)發(fā)生交互作用。還要區(qū)別碳化和氯離子腐蝕造成混凝土銹蝕的不同特點(diǎn)。因此,針對(duì)由于鋼筋的銹蝕引起混凝土結(jié)構(gòu)損傷所做的修復(fù)處理也就要具體情況具體分析,查明癥結(jié),對(duì)癥下藥。不同的處理措施往往各有其特點(diǎn)和適用范圍,并沒有一種能夠包治百病的“靈丹妙藥”。本著“標(biāo)本兼治”的原則,我們希望采用的修補(bǔ)技術(shù)既能恢復(fù)結(jié)構(gòu)物的外觀、安全承載能力又能根除混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋銹蝕的病因。由此,針對(duì)鋼筋銹蝕引起的混凝土結(jié)構(gòu)損傷,采用局部修補(bǔ)法、電化學(xué)脫鹽或電化學(xué)再堿化等多種修復(fù)技術(shù)相結(jié)合是非常有意義的。