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部,在潮濕的環境下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化成碳酸鹽,中和水泥的基本堿性,使混凝土的堿度降低,導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,導致橋梁結構破壞。

1、降低混凝土抵抗各種侵蝕性介質的耐腐蝕性能力
(1)溶蝕型混凝土腐蝕。即當水通過裂縫滲入混凝土內部或是軟水與水泥石作用時,將一部分水泥的水化產物(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,這些物質能被通過裂縫或孔隙滲透入混凝土內部的水所能溶蝕,使混凝土中的水泥石遭受破壞。
(3)結晶膨脹型腐蝕。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,逐步積累后將產生巨大的應力使混凝土遭受破壞。
2、影響混凝土結構物的結構強度和穩定性
混凝土橋梁裂縫直接影響混凝土結構物的結構強度和整體穩定性,輕則會影響橋梁結構外觀的正常使用和耐久性,嚴重的貫穿性裂縫可能導致橋梁的完全破壞。
裂縫的無損檢測與監測技術
(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,獲得物體內部信息的一種方法,目前超聲法己應用于醫療診斷、鋼材探傷、魚群探測等許多領域。測定裂縫深度,基本上都是將發射探頭和接收探頭,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)和聲學參數(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
一般把彈性體內傳播的波總稱為彈性波,用人工發射彈性波到彈性體內,探測彈性體內的狀態,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)聲發射檢測法
聲發射檢測法也是利用彈性波進行聲學檢測的具體檢測方法檢測裂縫,和其他方法的不同是只能檢測正在發生的裂縫,不能檢測已發生的舊裂縫,對正在發生的裂縫可檢測裂縫發生的位置(聲發射源定位),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)傳感儀器監測
利用埋設在混凝土中的儀器進行裂縫監測,常規技術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,由于裂縫出現的空間隨機性,因此往往漏檢,為了及時無遺漏地監測裂縫,必須實施大范圍的、連續、分布式監測,即所謂全分布監測。
(六)光纖傳感網絡監測
光纖傳感應用于結構工程監測始于20世紀90年代初,如航空航天器、橋梁等的溫度、振動、應變檢測等裂縫的發生可以用埋設在混凝土中光纖的光強變化監測,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的光纖裂縫傳感網絡,可實現橋梁混凝土結構的分布檢測,凡裂縫與光纖傳感網絡相交,均可感知,并可定寬、定位、定向。
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