钢筋混凝土桥梁耐久性研究
王义秋
(中铁十九局集团有限公司计量测试中心，辽宁辽阳 111000)
[摘要]钢筋混凝土结构桥梁近年来应用日益广泛，但随着桥梁服役时间的增加，桥梁的耐久性问题也越来越突出。对服
役的桥梁进行检修，不仅耗费财力物力，还大大的影响交通。作者从钢筋混凝土材料及钢筋混凝土结构碳化深度对钢筋混凝土
桥梁的耐久性进行研究，并提出提高混凝土桥梁耐久性的措施，可为桥梁耐久性设计提供参考。
[关键词]耐久性；碳化深度；渗透性
[中图分类号]Tu 375 [文献标志码]A [文章编号]1001—523X (2016)09-0164—02
Durability of Reinforced Concrete Bridge
W ang Yi-qiu
[Abstract]Reinforced concrete bridge structures used widely in recent years，but with the increase of service time of the bridge，
the durability of the bridge has become increasingly prominent．The bridge of service for maintenance，not only consume financial and
material resources，but also greatly affect traffic．From the reinforced concrete and reinforced concrete structures carbonation depth of
concrete bridge durability study and propose measures to improve the durability of concrete bridge，the bridge can be designed to provide
a reference for durability．
[Keywords]durability；carbonation depth；permeability
钢筋混凝土桥梁所在地点一般环境恶劣，随着时间的推
移，桥梁结构易发生损坏。采用的混凝土品质较差、混凝土
的配比选择不科学及施工工艺因素等会造成混凝土缺陷，导
致混凝土更快受到破坏。即使是水胶比、外加剂使用得当的
优质混凝土，随时间推移混凝土碳化深度的增加也会造成桥
梁结构的损伤，进而影响混凝土的耐久性。桥梁设计人员对
于桥梁的承载力设计目前已经有了足够的重视，但对耐久性
的研究却远不够。每年都会发生因混凝土桥梁耐久性破坏引
起桥梁不能继续使用或需要进行大修的案例，不但耗费财力
物力且对交通影响巨大。
1 材料的影响
在桥梁建造中使用高性能混凝土能增加桥梁的使用寿命。
过去人们只重视混凝土强度的提高，但现在研究人员对混凝
土有了更多的要求。高性能混凝土具有高强度、高流动性、
高耐久性等特征，与普通混凝土相比，高性能混凝土掺加减
水剂及各种辅助胶凝材料，减少混凝土的用水量，降低其干
缩性及渗透性，在恶劣环境中能够降低水、氧气及其他物质
对混凝土的破坏。外加剂的选择可根据工程结构的类型及桥
梁所处的环境来确定。常用高效减水剂有聚羧酸、氨基苯碘酸，
辅助胶凝材料可用矿渣微粉、硅灰及粉煤灰，掺加炉渣、硅
灰和粉煤灰会使混凝土对氯离子的渗透性降低， 以C40混凝
土试验研究为例，得出混凝土原料比例对混凝土渗透性的影
响， 见表1。
表1 混凝土原料比例对混凝土渗透性的影响
凝胶材料(比例) 56d的渗透性／(C)
水泥类别 水胶比
水泥／粉煤灰／硅灰 22 8。C 37 8。C
50／45／5 III 0．40 470 350
50／45／5 in 0．45 700 590
50／47／3 III 0 40 1200 l170
50／47／3 III 0．40 820 590
5of45}5 JI 0．40 790 540
5of4s}5 I1 0 45 l100 700
收稿日期：20l6_J04．_O1
作者简介：王义秋(1979～)，女，辽宁辽阳人，工程师，主要从事
混凝土及相关材料试验检测技术管理工作。
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调整外加剂可配制所需性能的混凝土，如在构造复杂且
钢筋密集处，可使用高流动性白密实混凝土。但许多外加剂
成分不明，使用不当会对混凝土结构物造成损伤，如早期的
减水剂含有氯盐和硫酸盐，氯盐会破坏钢筋的钝化膜，加速
钢筋的锈蚀。硫酸盐会使混凝土体积不稳定，还不利于混凝
土的碱骨料反应。很显然，使用这种减水剂必然会给混凝土
结构带来损伤。
选择具有高性能的钢筋也会增加桥梁的耐久性，如可选
择耐候性好的钢筋。普通钢筋锈蚀后它的承载力和延性都会
下降，且体积增大，这会使混凝土裂缝发展更快：同时，钢
筋锈蚀后与混凝土表面粘结力降低，使得钢筋和混凝土协同
工作能力减弱，进～步降低了钢筋混凝土结构的承载力。
另外，桥面混凝土由于受到重复荷载作用及使用环境恶
劣，桥面的混凝土易被损伤，且修复费用巨大。故桥面混凝
土应该选择使用有高耐久性、低渗透性、低水胶比的混凝土，
并要保证施工质量。
2 混凝土碳化深度
2．1 碳化深度计算方法
大气中的二氧化碳溶于水会形成碳酸，碳酸与混凝土微
孔中的碱性物质反应，会降低混凝土微孔水溶液的PH值，当
PH值下降到一定程度，就会发生钢筋的腐蚀。另外碳化反应
的一般产物碳酸钙比原物质体积膨胀，会堵住混凝土中的微
孔，增大混凝土密实度，在一定程度上阻止二氧化碳和氧气进
一步进入混凝土结构，但这也会使混凝土脆性增加，延性降
低。混凝土结构碳化缓慢，试验周期长，目前有两种测试方法，
一种是实验室快速碳化，另一种是长期暴漏实验。国内外大
量碳化深度实验表明，混凝土碳化速度与二氧化碳浓度有关，
碳化深度与碳化时间有关，并导出了碳化深度的理论计算公
式为：
可将式(1)简写为：
： 七 (2)
式中：X为碳化深度；k为碳化系数；t为碳化时间。
但式(2)在实际使用过程中由于环境条件不同，模型参
数不易确定，故在进行碳化深度计算时会出现比较大误差，
于是国内外学者便进行了大量的实验与实地调查，得出了基

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