混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕與防護(hù)

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1、混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕與防護(hù)學(xué)號：姓名:摘要：研究THW我國鋼筋混凝土耐久性失效的主耍原因，分析了鋼筋在未開裂和裂縫狀態(tài)下的銹蝕機(jī)理以及影響鋼筋銹蝕的主耍因索，提出了混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的抗腐蝕對策，為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性，延長使用壽命打下了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土；耐久性；腐蝕；對策白從波特蘭水泥問世以來，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已成為世界上最為常用的建筑形式之一。曾經(jīng)一度有人認(rèn)為混凝土材料有著較高的強(qiáng)度和良好的耐久性。但是在混凝土材料長達(dá)150多年的使用歷史中。人們逐漸認(rèn)識到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也并非是十全十美的.其中

2、關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的問題逐漸顯現(xiàn)出來，引起了人們的關(guān)注。然而在所有耐久性破壞形式中，混凝土中鋼筋的腐蝕是結(jié)構(gòu)耐久性和長期性能的最大威脅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止1986年，美國用于修復(fù)被腐蝕橋梁的費(fèi)用已達(dá)240億美元，而且以每年5億美元的速度增長；2001年，據(jù)美國估算，其每年用于橋梁修復(fù)和更換的費(fèi)用約為83億美元，而且在未來的20年里，這一?費(fèi)用將達(dá)到每年94億美元」】。通過以上數(shù)據(jù)可以知道，由于混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕造成了巨人的經(jīng)濟(jì)損火。雖然我國在混凝十結(jié)構(gòu)腐方血蝕沒有全血、系統(tǒng)、深入的調(diào)查，但是國外發(fā)達(dá)國家

3、的先例提醒我們應(yīng)該重視混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，盡可能降低rti于腐蝕破壞所帶來的損失。所以，對于混凝十結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕與防護(hù)的研究有著重要的意義。1混凝土中鋼筋腐蝕的原因混凝十是一種多孔復(fù)合材料，在其內(nèi)部由于CH品體的存在使英孔溶液具有較強(qiáng)的堿性（pH值為12?13）,鋼筋在混凝土的強(qiáng)堿性環(huán)境下會(huì)牛成一層致密的鈍化膜，從而阻止鋼筋腐蝕。但是當(dāng)環(huán)境中的不利因索使得混凝七產(chǎn)生劣化后，鋼筋就會(huì)失去混凝土的保護(hù)作用，從而產(chǎn)牛銹蝕。其中，促使混凝土發(fā)牛劣化的原因有以下幾種：1.1氯離子侵蝕隨著除冰鹽的應(yīng)用以及越

4、來越多海洋結(jié)構(gòu)投入使用，氯離子的侵入逐漸成為造成混凝土中鋼筋銹蝕的重要因索。通常而言，混凝十?中氯離子的來源主要有兩種，一種在拌和混凝土的過程中摻人的cr,如使用含有c「的外加劑，以及澆筑海洋結(jié)構(gòu)時(shí)濺入的海水等；另一種是外界環(huán)境中的C1誥液通過混凝土的孔隙滲透到混凝土中。雖然氯化物是中性鹽.但是在混凝十中C「與其他離子相比更容易被吸附，所以，鋼筋鈍化膜附近c(diǎn)「濃度相対較高，根據(jù)電中性原理，OH—的濃度會(huì)相對較低，發(fā)牛局部酸化，當(dāng)氯離子聚集到一定程度時(shí)鈍化膜就會(huì)破壞，從而使鋼筋發(fā)生腐蝕。氯離還具有催

5、化搬運(yùn)作用。當(dāng)Fe在陽極被氧化后，0?@與OPT爭奪Fe“?生成FeC12”4H20并向含氧量較高的混凝上孔溶液遷移，牛成Fe(OH),沉積在陽極周圍，并釋放出CI一繼續(xù)參加去飩化作用1.2混凝上的中性化混凝土屮的堿性環(huán)境會(huì)因酸性氣體或液體的侵入而發(fā)生屮性化。在普通環(huán)境屮.大氣中的二氧化碳會(huì)溶于水中，并與CH晶體和C—S—H凝膠發(fā)牛反應(yīng)牛成CaCO,從而使得混凝土屮的pH值降低；其他的酸性氣體或液體儀入混凝土也會(huì)導(dǎo)致混凝士的屮性化，例如工業(yè)廠房屮產(chǎn)生的酸性氣體和酸南等。當(dāng)混凝土中的PH<11.5時(shí)

6、，鋼筋表而的鈍化膜發(fā)生破壞，當(dāng)其他條件具備時(shí)便會(huì)發(fā)牛鋼筋腐蝕。1?3凍融破壞凍融破壞是指混凝土在負(fù)溫與正溫交替循環(huán)作用下發(fā)生表層剝落、開裂、強(qiáng)度降低、結(jié)構(gòu)疏松乃至破壞的現(xiàn)象。關(guān)于于凍融破壞有兩種假說：-?種假說為靜水壓假說，孔隙水結(jié)冰膨脹使孔隙溶液向外遷移，產(chǎn)生客服粘滯阻力的水壓力，當(dāng)流程長度足夠大時(shí).凈水壓力會(huì)人于混凝土抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生破壞；另一?種假說為滲透壓假說：當(dāng)孔隙水結(jié)冰時(shí)，孔隙溶液中的各種離了濃度增大，相鄰孔中的孔隙溶液向該孔遷移，當(dāng)水壓力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生破壞。凍融破壞會(huì)使混凝土

7、孔隙率增大、產(chǎn)生裂縫甚金保護(hù)層脫落.從而削弱混凝土對鋼筋的保護(hù)作用，使鋼筋更容易發(fā)生銹蝕。1.4堿一骨料反應(yīng)堿一骨料反應(yīng)是混凝土中的某些活性礦物骨料與混凝土孔隙中的堿性溶液之間的反應(yīng),根據(jù)巖石種類與反應(yīng)機(jī)理的不同可以分為堿一硅酸反應(yīng)(ASR)、堿一硅酸鹽反應(yīng)和堿一碳酸鹽反應(yīng)(ACR)o堿一骨料反應(yīng)的生成物會(huì)發(fā)生膨脹.當(dāng)膨脹壓力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土發(fā)生開裂，外界冇害物質(zhì)更容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，造成鋼筋銹蝕。1.5火災(zāi)或高溫作用［31在一些特殊的環(huán)境下，混凝土?xí)驗(yàn)楦邷刈饔冒l(fā)生劣化。從而失去對

8、鋼筋的保護(hù)作用。這些因素主要包括：火災(zāi)環(huán)境中HC1氣體的侵入和高溫作用導(dǎo)致的混凝土中性化問題。PVC材料在現(xiàn)代建筑中己經(jīng)廣泛應(yīng)用，而其在高溫下的不穩(wěn)定性可能會(huì)為建筑物在火災(zāi)厲的使用埋下了女全隱患。PVC材料在高溫作用下會(huì)分解出HC1氣體，而混凝土在鬲溫下非常容易和HC1氣體結(jié)合，在火災(zāi)撲滅后會(huì)繼續(xù)滲透到鋼筋表面，從而引起鋼筋的銹蝕。由于較少的C1一就可能引起鋼筋的銹蝕.而RC1—含量在鋼筋發(fā)生腐蝕的過程中不會(huì)減少，所以火災(zāi)作用引起的C1-?侵入問題應(yīng)該引起足夠的重視。包括火災(zāi)在內(nèi)的