鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕原因探析

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1、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕原因探析　　【摘要】:介紹鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)遭受腐蝕的原因【關(guān)鍵詞】:鋼筋混凝土;腐蝕;原因中圖分類號：TV331文獻標識碼：A一.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕的意義鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼筋和混凝土的優(yōu)點，造價較低，在土建工程中應用非常廣泛。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)過早被破壞的主要原因之一。新鮮混凝土是呈堿性的，其PH值一般大于12.5，在此堿性環(huán)境中鋼筋容易發(fā)生鈍化作用，使鋼筋表面產(chǎn)生一層鈍化膜，能阻止混凝土中鋼筋的銹蝕。但當有二氧化碳、水汽和氯離子等有害物質(zhì)從混凝土表面通過孔隙進入混凝土內(nèi)部時和混凝土材料中的堿性物質(zhì)中和，從而導致混凝土的PH值降低，就出

2、現(xiàn)PH值小于9這種情況，鋼筋表面的鈍化膜就會被逐漸破壞，鋼筋就會發(fā)生銹蝕，并且隨著銹蝕的加劇，會導致混凝土保護層開裂，鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力破壞，鋼筋受力截面減少，結(jié)構(gòu)強度降低等，從而導致結(jié)構(gòu)耐久性的降低。據(jù)調(diào)查,我國20世紀90年代前興建的海港工程,一般10～20年就會出現(xiàn)鋼筋嚴重腐蝕破壞,結(jié)構(gòu)使用壽命基本上都達不到設(shè)計基準期要求。我國50年代至70年代建的海港工程,高樁碼頭不到20年,甚至7～86年就出現(xiàn)嚴重鋼筋銹蝕破壞,海工混凝土結(jié)構(gòu)破壞已成為我國港口建設(shè)中不得不重視并迫切需要解決的問題。二.鋼筋的銹蝕原理及分類1．鋼筋的銹蝕條件：鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)鋼筋的銹蝕需要三個條件：(1

3、)鋼筋表面堿性鈍化膜破壞。正常情況下鋼筋是包裹在砼之內(nèi)的，砼則由于水泥的水化反應造成其初始堿性(含有一定Ca(OH)2)較強，正常情況：下鋼筋在這種堿性環(huán)境下不會發(fā)生氧化腐蝕。當PH值大于1O時，鋼筋腐蝕的速度很慢，當PH值小于5時，其銹蝕的速度就快。由此可見，只有當鋼筋混凝土構(gòu)件內(nèi)的鋼筋周圍堿性鈍化膜因砼碳化或其它原因?qū)е缕茐暮?，才可能出現(xiàn)腐蝕。(2)必須產(chǎn)生電位差，使鋼筋產(chǎn)生微電池腐蝕式大電池腐蝕。鋼筋腐蝕，是由于鋼筋表面不同部分之間產(chǎn)生電位差引起的，其作用和電池一樣，在鋼筋表面有微弱的電流流動。當在鋼筋表面構(gòu)成了許多微小電池，其電化學反應，按下式進行：陽極反應(活化區(qū))：FeF

4、e2++2e陰極反應區(qū)：2H20+O2+4e4(OH)-綜合反應式就是：Fe2+2(OH)一Fe(OH)26這就是鐵變成鐵銹的過程。當構(gòu)筑物(或構(gòu)件)處在離子條件差別很大的兩種環(huán)境中，或遭受雜散直流電影響時，一部分鋼筋(或一部分構(gòu)筑物)作為陽極，而另一部分作為陰極，這樣便構(gòu)成大電池腐蝕。(3)必須具備水和氧。水和氧是鋼筋腐蝕的必要條件(尤其是水)，它們均參加鋼筋電化腐蝕的陽極反應過程。水分子能穿透任何肉眼可辯的裂縫。水還能起著電解質(zhì)的作用，并溶餌氧和其它如氯等的有害離子，從而加速了腐蝕速度。另外在一定條件下氧還可以造成濃度電池腐蝕。最常見的實例就是水線腐蝕。如浸在海水中的鋼筋混凝土結(jié)

5、構(gòu)，在水線附近鋼筋腐蝕最為嚴重，這是由于水線以上空氣中的含氧量較高，而水線以下(水中)含氧量突然降低，造成濃度電池腐蝕，使水線以下的部位鋼筋成為陽極而腐蝕。2．鋼筋混凝土構(gòu)件中鋼筋的銹蝕的幾種情況。(1)由于混凝土不密實或有裂縫存在造成鋼筋的腐蝕?；炷撩軐嵍炔涣己蜆?gòu)件上產(chǎn)生的裂縫，往往是造成鋼筋腐蝕的很重要原因?；炷翝仓挟a(chǎn)生露筋、蜂窩、麻面等情況，都會加速鋼筋的銹蝕。因為孔隙和裂縫(一般在0．2ram以上時)給水(汽)、氧和其他侵蝕性介質(zhì)的滲透創(chuàng)造了有利條件。因此，鋼筋的電化學腐蝕和混凝土密實度、裂縫的寬度、保護層的厚度、空氣的濕度以及空氣中侵蝕性介質(zhì)的含量，都有直接的關(guān)系。當

6、混凝士密實度差和鋼筋保護層不足時，各種介質(zhì)就容易到達鋼筋表面造成腐蝕。6(2)由于混凝土碳化和侵蝕性氣體、介質(zhì)的侵入，造成鋼筋的腐蝕?？諝庵械亩趸細怏w，在混凝土表層中逐漸為氫氧化鈣的堿性溶液所吸收，相互反應生成碳酸鈣，這種現(xiàn)象稱為混凝土的碳化，亦稱“中性化”。砼碳化生成的碳酸鈣很難溶解，其飽和溶液的PH值為9，因此混凝土碳化的結(jié)果，就使PH值不斷下降，并不斷向內(nèi)部深化?；炷撂蓟瘜炷翉姸纫话銦o直接影響。其危害主要在于為鋼筋腐蝕提供條件，而鋼筋銹蝕體積將發(fā)生膨脹(體積比原來提高2.2倍)，混凝土保護層將因此遭到剝落和損壞，從而降低鋼筋和混凝土的工作性能；尤其對于薄殼鋼筋混凝土結(jié)

7、構(gòu)和預應力高強度鋼絲構(gòu)件等，會造成嚴重的結(jié)構(gòu)損壞而且這種破壞往往是脆性的，具有隱藏、突然性等特點，必須引起高度重視。(3)由于混凝土內(nèi)摻入氯鹽造成鋼筋的腐蝕。為提高混凝土早期強度或抗凍性能，過去人們往往在混凝土內(nèi)摻入一定量的氯鹽，如氯化鈣、氯化鈉等。氯化鈣與水泥中的氫氧化鈣、硅酸三鈣、鋁酸三鈣結(jié)合，生成高水分子復合化合物，如氯硅酸鹽等，并提高了氫氧化鈣的溶解度?；炷林?，氯鹽對鋼筋的腐蝕多呈潰瘍狀，容易造成鋼筋的應力集中：因此它的危害性是比較大的。混凝土中