1. 前言
钢筋砼桥梁因其取材广泛，价格低廉，抗压强度高，有可浇注成各种形状，已成为当今世界桥梁使用最多的结构。但混凝土最主要的缺点是抗拉能力差，容易开裂，而且它是多孔性物体。一旦出现裂缝，如不及时处理，必然会受到恶化的大气环境中有害物质以及风雨的侵蚀，加之地震、疲劳、车辆超载等因素的作用，致使裂缝扩大，钢筋锈蚀，混凝土碳化剥落，承载力下降，使用寿命严重缩短，这已成了世界性的问题。
2. 钢筋砼桥梁病害的主要成因
（1）原设计强度标准偏低，防水和抗冻性能不强，防水砼达不到防水要求，抗渗系数偏小，砼表面保护层厚度过薄，加之选材不严，施工搅拌不均匀，振捣不实，常常存在蜂窝麻面的缺陷，因而砼的密实度较差，不利受力构造钢筋的有效保护，造成现浇砼的局部开裂（收缩裂缝，塑性变形裂缝）的发生。
（2）温度应力促使存在缺陷的砼产生微裂缝，空气中的水汽在毛细管的作用下渗入到微裂缝中，若穿过保护层达到钢筋表面，在水与氧气的作用下形成腐蚀电池，破坏其钝化膜，导致钢筋锈蚀。在近海地区的砼桥梁，氯离子的侵入加速钢筋的锈蚀是主要成因。这是先裂后蚀的反映。另一种情况是由于砼密实度差，这种多孔性物体内存在的自由水促使钢筋先发生腐蚀，致使锈蚀的钢筋体积膨胀，势必产生膨胀应力，其力的方向必然指向混凝土较薄的保护层先行开裂，形成顺钢筋裂缝的出现，继而出现保护层的剥落，这是先蚀后裂的反映。
（3）污染环境产生化学腐蚀，有二种情况：一是当混凝土存在裂缝时，大气中的二氧化碳CO
2与在砼中的氢氧化钙Ca（OH）
2会发生化学反映，生成中性的碳酸钙，使砼产生碳化作用其PH值12.5就会降低至9以下，钢筋防腐就得不到保证导致锈蚀。二是近年来由于大气环境污染产生的酸雨对砼结构的危害日趋严重，我国的酸雨覆盖面积已达到国土面积的30%以上，二氧化硫SO
2和进一步氧化的三氧化硫SO
3,均可使砼中性化和碳化，同样可直接促使钢筋表面产生化学腐蚀，同时产生的硫酸盐又会对砼进一步膨胀产生侵蚀作用。故酸雨地区对钢筋砼结构物的危害比碳化更严重。
（4）冻融循环的破坏主要发生在寒冷地区的砼结构，当砼结构物有裂缝、蜂窝麻面等松散空洞缺陷时，水分侵入后，遇到冰点以下结冻产生膨胀，冰冻面约产生9%左右的膨胀应力，致使缺陷内部受压变形。而当环境温度升高之后，冰冻面受热融化又使其受到拉力，这样反复循环冻结融化，当作用于孔隙的拉应力大于砼的极限抗拉强度时，即可产生较大裂缝乃至崩裂。另外在常遭雪冻的桥面，为了防止车轮打滑，保证交通安全，常采用大量撒盐来化雪，若桥面有裂缝，盐水侵入必然会使钢筋受到氯离子破坏锈蚀，继而导致桥面上砼大面积碎裂，严重的还会扩展到梁体，若梁体有裂缝，则也将受到病害。
（5）碱骨料反应（AAR反应），主要是砼级配的混合材料中，含碱量（氧化钠Na
2O,氧化钾K
2O）偏高，与骨料中的活性成分氧化钙、碳酸盐发生反应产生硅酸凝胶，吸水膨胀后产生内应力，导致砼开裂，这种病害被称为砼的“癌症”。其实是可以预防的，只要在选材时严格把关，防水措施做得好，就可以避免产生此病症。
（6）溶液性侵蚀，主要由于砼结构本身不密实，虽然有时肉眼看不到裂缝，但往往可渗水，使砼结构部位的氢氧化钙产生溶解，促使其浓度不断下降，固相中的Ca(OH)
2不断被溶出，不断分解出CaO，CaO又溶于水而随水冲走，导致水泥石的结构不断破坏，PH值不断降低，孔隙率增大，必然导致钢筋锈蚀病害发生，砼表层起鼓剥离就会出现。
3. 钢筋砼桥梁防水防腐材料选用及有关误区探讨
综上所述6种病害的发生，均与砼的密实度和防水防腐措施不到位息息相关。看来裂缝是病根，钢筋锈蚀是恶果。犹如对一个人的病体一样，首先要通过医生的正确诊断再配以仪器检查的检验，找出病根，方能对症下药。不能头痛医头，脚痛医脚。
当今有些设计人员力主为了防止钢筋锈蚀，在钢筋砼结构中的钢筋全部采用环氧涂层钢筋，不仅价格提高了一倍，而且其与砼间的握裹力就要损失15%~20%。究竟是利大于弊，还是弊大于利，值得商榷。众所周知，钢筋与混凝土结合的截面还不能发挥潜力，若减少钢筋与混凝土间的握裹力，当承受过大的弯矩时，对结构的受力就会带来负面的影响。
另外，在砼表面采用有机防水材料涂层。现在有一种新型聚脲弹性材料（SPVA）,不仅施工速度快，凝胶和干燥时间短，粘结附着力大于2.0MPa，不透水性为0.3MPa/30min不透水。断裂伸长率≥300%。这种新型防水材料问世后受到各方面防水工程界的青睐，尤其它施工简单，硬化速度快，具有优异的物理保护性能，较之卷材防水优点更为突出。有同行将其说成是新型万能涂装技术，我认为言之过早，且不敢苟同万能之评价。不可否认这种材料用在屋顶防水、地下室和墙面和普通行人通道等不受较大的外力或荷载影响的部位的防水功用是非常显著有效的。但迄今还未见到这种材料的防老化和耐久性能的检测评定的科学数据资料。如果将其用在砼桥梁梁体的防水层中，则将是误导。因为梁体要承受较大的恒载和活载，前已述及钢筋砼容易开裂，若将这种断裂伸长率≥300%的有机防水材料外涂在砼的表面，防水效果的物理性能是没有问题的，但万一梁体出现开裂或断裂，则这种材料的延展性就会遮盖砼梁体的病害，待到隐患被发现时，钢筋砼梁体已经无可挽救修复或已造成严重祸害，后果不堪设想。故笔者建议养护管理单位切莫走入误区，选择梁体涂料时，必须慎之又慎。
近来，对混凝土桥梁的防水防腐问题，一直是桥梁界十分关注并迫切要求解决的重要课题。目前在防水工程中所采用的涂装材料，不外乎分为有机柔性防水材料和无机刚性防水材料两大类。两类防水材料对防水工程的对象和部位的不同所起的作用也各有不同。两类材料各有利弊，有时需要根据工程的特点和性质，采取刚柔结合的防水技术方案来因地制宜解决问题。尽量做到标本兼治的效果。
对于砼梁的病害处治，笔者认为基于梁体本身属于无机刚性体，宜采用刚性的无机防水材料—水泥基渗透结晶型防水材料（英文缩写为CCCW材料）来加固维修较妥。20世纪90年代引进的XYPEX材料，就是CCCW材料中最佳的一个品牌。中国防水代表在2007年3月访问了加拿大的XYPEX和KRYTON等防水材料公司，这两家公司也是在我国生产、销售这种新型防水材料名列前茅的企业，均参加了我国的GB18445-2001<水泥基渗透结晶型防水材料>国家标准的起草。这种刚性防水材料与砼桥梁同一属性，物以类聚，其膨胀系数基本一致，不易老化，耐高、低温（-32℃~+130℃）的持续温度下，在-185℃~+1530℃间隙温度下保持其作用，耐湿、耐紫外线、耐辐射、耐氧化、耐强水压达1.3MPa。由于其具有很高的渗透能力，赖独有的活性极强的催化剂，以水为介质在砼微裂缝或孔隙中，催化未水化的水泥颗粒生成枝蔓状的结晶体，堵塞各向来水的裂缝，使砼本体达到密实，因而也就增加了抗压强度达20~29%，若干年后，因震动或其它外因产生新的细微裂缝时，一旦有水渗入，又会产生新的晶体把水堵住，所以它的这种自我修复能力是独一无二带有永久性的。由于抗渗性能极佳就可保护钢筋不被锈蚀，达到了既治标又治本的目的。笔者根据砼桥梁病害的轻重程度不同，提出了相适应的几种处治办法：
3.1对于桥梁本体结构仅出现细微的干缩裂纹，未出现钢筋锈水的情况：则可仅作维修养护工作，将裂纹处表面用钢丝刷拉毛，冲洗干净，或用高压射水冲刷均可，砼表面不能存在明水但必湿润浸透，然后用XYPEX的浓缩剂涂刷两遍再养护三天，则可保经处理的地块再不会出现裂缝。若有局部面积的蜂窝麻面的瑕疵部分，则必须剔除干净，用XYPEX掺合剂的水泥砂浆填实抹平后，在其表面用浓缩剂刷一遍，同样需要雾水养护三天。
3.2对于一些砼面出现锈水的砼结构部分，表明已出现病害，但面积不大，梁体负荷能力尚未超过设计要求时，则应凿开锈蚀钢筋外的保护层部分，将钢筋的锈迹部分全部清除，若钢筋的锈蚀断面已发生锈皮剥落时，则宜加焊加强钢筋，然后冲洗干净，再用3.1办法处治。
3.3对于一些病害较为严重，负荷能已达不到设计承载力的桥梁结构，或梁体的裂缝已贯穿整个断面时，则除按3.2的办法处治外，则需根据设计要求采取诸如黏贴碳纤维布或粘焊钢板或增加体外预应力的砼厚度来加强，来提高其承载力。
3.4对于一些病害面积大，病害较为严重的梁体，经专家评估已属于危桥性质，则应通过仪器检测作技术鉴定，若能不影响交通可以修复或加固时，则尽可能采取加固的办法，若加固费用高加固时间较长，就应权衡利弊要作换梁的改善，以不出安全事故为原则来作出处治方案。
总之，具体情况具体分析，对砼桥梁病害的处治建议用CCCW材料来加固维修是对路的，而且施工方法简单，而且它是一种无毒、无味的绿色环保材料，对环境和人体不会造成任何损害，且具有耐久性与砼结构同寿命。综合费用较低。经用XYPEX材料修复加固的桥梁列举如下：
1）杭州“长牛线铁路桥”
杭州铁路分局和北京城建设计研究院、北京城荣防水材料有限公司合作于1997年立项，进行“提高混凝土耐久性方法研究”课题，97年11月对杭州东工务段长牛线11#桥用XYPEX材料进行修补试验，其成果于1998年5月通过鉴定。经过两年半观察，2000年4月又请有关部门专家进行了认真的观察，经修复过的桥体情况良好，由此证明XYPEX用于补强、防水和对混凝土的保护效果是良好的，在反复动载的冲击下，抗疲劳性能也是良好的。
2）湖南株洲铁路“古大桥”
该桥建于1969年，经过30多年的风雨侵蚀后，桥体受到严重碳化，并产生很多裂缝影响了桥的使用和寿命。该桥使用XYPEX浓缩剂和堵漏剂对桥的裂缝进行了修补，一年后观察，原有裂缝已经被封住，修补缺损部位和其他梁体未发现新的剥落和开裂。
3）在建“某大桥”
该桥采用“短线法预制节段箱梁”，部分钢筋砼出现裂缝，使用XYPEX浓缩剂修复，取得良好效果。XYPEX已经成为许多制梁厂必备的钢筋砼裂缝修复首选材料。
4）美国拉克罗“Bridge Deck”
Xypex products were used to repair this bridge deck which is under authority of the State of Wisconsin Department of Transportation. Repairs included the routing out and dry-packing of 92 metres (300 lin. ft.) of crack, and a one coat application of Xypex Concentrate over the entire surface. This bridge is on the main truck route between Minneapolis and Chicago, and therefore is exposed to very heavy traffic. Even though much of the original coat of Xypex Concentrate has since worn off, inspections of the underneath side of the bridge confirm no evidence of any water seepage.
（作者：朱海涛 孔凡坤）
