混凝土橋梁裂縫的存在,使空氣中的CO2極易滲透到混凝土內(nèi)部,在潮濕的環(huán)境下CO2能與水泥中的氫氧化鈣、硅酸三鈣、硅酸二鈣相互作用并轉(zhuǎn)化成碳酸鹽,中和水泥的基本堿性,使混凝土的堿度降低,導(dǎo)致鋼筋的純化膜遭受破壞,易引起銹蝕,同時由于混凝土碳化會加劇混凝土收縮開裂,導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破壞
1、降低混凝土抵抗各種侵蝕性介質(zhì)的耐腐蝕性能力
(1)溶蝕型混凝土腐蝕。即當(dāng)水通過裂縫滲入混凝土內(nèi)部或是軟水與水泥石作用時,將一部分水泥的水化產(chǎn)物(如氫氧化鈣)溶解并流失,引起混凝土破壞。這種腐蝕在橋墩上表現(xiàn)突出。
(2)鹽酸(酸性液體)腐蝕和鎂鹽腐蝕。這類腐蝕的主要生成物不具有膠凝性,且易被水溶解的松軟物質(zhì),這些物質(zhì)能被通過裂縫或孔隙滲透入混凝土內(nèi)部的水所能溶蝕,使混凝土中的水泥石遭受破壞。
(3)結(jié)晶膨脹型腐蝕。它是混凝土受硫酸鹽的作用,在裂縫和硅孔隙中形成低溶解度的新生物,逐步積累后將產(chǎn)生巨大的應(yīng)力使混凝土遭受破壞。
2、影響混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性 混凝土橋梁裂縫直接影響混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強度和整體穩(wěn)定性,輕則會影響橋梁結(jié)構(gòu)外觀的正常使用和耐久性,嚴(yán)重的貫穿性裂縫可能導(dǎo)致橋梁的完全破壞。
裂縫的無損檢測與監(jiān)測技術(shù)
(一)超聲波檢測
超聲波法用于非破損檢測,就是以超聲波為媒介,獲得物體內(nèi)部信息的一種方法,目前超聲法己應(yīng)用于醫(yī)療診斷、鋼材探傷、魚群探測等許多領(lǐng)域。測定裂縫深度,基本上都是將發(fā)射探頭和接收探頭,布置在混凝土同一面上的裂縫附近,但由于所選用的波形種類(縱波、橫波及表面波)和聲學(xué)參數(shù)(聲速、頻率、相位等)的不同,已有許多種具體方法。
(二)沖擊彈性波法
一般把彈性體內(nèi)傳播的波總稱為彈性波,用人工發(fā)射彈性波到彈性體內(nèi),探測彈性體內(nèi)的狀態(tài),是廣義的彈性波探測法。沖擊彈性波法與超聲波法的原理是一樣的,但遠(yuǎn)比超聲波測定的裂縫深度深,沖擊彈性波法只能檢測擴展方向與表面成直角,沒有分支的單純裂縫。
(三)聲發(fā)射檢測法
聲發(fā)射檢測法也是利用彈性波進行聲學(xué)檢測的具體檢測方法檢測裂縫,和其他方法最大的不同是只能檢測正在發(fā)生的裂縫,不能檢測已發(fā)生的舊裂縫,對正在發(fā)生的裂縫可檢測裂縫發(fā)生的位置(聲發(fā)射源定位),裂縫的大小,擴展情況和種類,以及裂縫的深度等。
(四)攝影檢測法
攝影檢測法主要用作調(diào)查混凝土表面的裂縫攝影法包括普通照相機、錄象機、放射線、紅外線攝影等進行檢測。
(五)傳感儀器監(jiān)測
利用埋設(shè)在混凝土中的儀器進行裂縫監(jiān)測,常規(guī)技術(shù)是利用卡爾遜式或弦式測縫計,其控制范圍僅0.12~1,屬點式檢測,由于裂縫出現(xiàn)的空間隨機性,因此往往漏檢,為了及時無遺漏地監(jiān)測裂縫,必須實施大范圍的、連續(xù)、分布式監(jiān)測,即所謂全分布監(jiān)測。
(六)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測
光纖傳感應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程監(jiān)測始于20世紀(jì)90年代初,如航空航天器、橋梁等的溫度、振動、應(yīng)變檢測等裂縫的發(fā)生可以用埋設(shè)在混凝土中光纖的光強變化監(jiān)測,而裂縫的定位可用多模光纖在裂縫處的光強突然下降或診斷完成,通過衰減曲線上的裂縫損耗突變點,可以準(zhǔn)確地確定裂縫的位置,針對混凝土裂縫檢測的特點,研制出基于光時域反射技術(shù)的光纖裂縫傳感網(wǎng)絡(luò),可實現(xiàn)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的分布檢測,凡裂縫與光纖傳感網(wǎng)絡(luò)相交,均可感知,并可定寬、定位、定向。