淺談鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響

《淺談鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、淺談鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響論文關(guān)鍵詞:鋼筋銹蝕；橋梁；耐久性論文摘要:鋼筋銹蝕是造成鋼筋混凝土橋梁耐久性損傷的最主要和最直接因素，也是混凝土橋梁耐久性破壞的主要形式之一。本文從銹蝕機(jī)理、影響因素和影響后果等方面進(jìn)行了綜述性討論。鋼筋銹蝕是一個(gè)比較普遍、并且嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全的耐久性問(wèn)題。它在影響結(jié)構(gòu)物耐久性因素中，占據(jù)主導(dǎo)地位。美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和日本等國(guó)每年均花費(fèi)巨資用于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性修復(fù)，其中鋼筋銹蝕占有相當(dāng)大的比例。我國(guó)也有相當(dāng)數(shù)量的鋼筋混凝土橋梁相繼進(jìn)入老化期，鋼筋銹蝕的研究和防治顯得非常重要。10鋼筋銹蝕是造成鋼筋混凝土橋梁耐久性損傷的最主要和最直接因素，也是混

2、凝土橋梁耐久性破壞的主要形式之一。鋼筋銹蝕對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞分為三個(gè)時(shí)期：前期是鋼筋表面局部銹蝕出現(xiàn)銹斑、銹片等；中期是鋼筋整個(gè)表面銹蝕，并產(chǎn)生膨脹，與保護(hù)層脫離，發(fā)生層裂；后期表現(xiàn)為鋼筋鐵銹進(jìn)一步膨脹，混凝土本身發(fā)生破壞，出現(xiàn)順筋脹裂，混凝土脫離，直至鋼筋不斷銹蝕，有效截面不斷減小，橋梁結(jié)構(gòu)承載力不斷下降，鋼筋混凝土構(gòu)件喪失基本承載能力。一、鋼筋混凝土橋梁中鋼筋銹蝕機(jī)理正常情況下，由于初始混凝土的高堿性，鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)力筋表面形成一層致密的鈍化膜，使其處于鈍化狀態(tài)。但隨著環(huán)境介質(zhì)的侵入，鈍化膜逐漸遭到破壞，從而導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生。力筋發(fā)生銹蝕需要三大基本要素：10（一）力筋表面鈍化膜的

3、破壞；（二）充足氧的供應(yīng)；（三）適宜的濕度（RH＝60～80％）。三個(gè)要素缺一不可，第一要素為誘發(fā)條件，而腐蝕速度則取決于氧氣及水分的供應(yīng)。鋼筋的銹蝕一般為電化學(xué)銹蝕。發(fā)生電化學(xué)銹蝕必須具備3個(gè)條件：1、在鋼筋表面形成電位差；2、在陰極部位鋼筋表面存在足夠的氧氣和水；3、在陽(yáng)極區(qū)，使陽(yáng)極部位的鋼筋表面處于活化狀態(tài)，即鋼筋表面的鈍化膜遭到破壞。10在氧氣和水的共同作用下，鋼筋表面不斷失去電子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，逐漸被銹蝕，在鋼筋表面生成紅銹，引起混凝土開(kāi)裂。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁，在一般環(huán)境條件下，鋼筋的銹蝕通常由兩種作用引起：一種是混凝土碳化作用；一種是氯離子的侵蝕。二氧化碳和氯離子對(duì)混凝土本

4、身都沒(méi)有嚴(yán)重的破壞作用，但是這兩種環(huán)境物質(zhì)都是混凝土中鋼筋鈍化膜破壞的最重要又最常遇到的環(huán)境介質(zhì)：混凝土碳化使混凝土孔隙溶液中的Ca(OH)2含量逐漸減少，PH值逐漸下降，鈍化膜逐漸變得不再穩(wěn)定以至于完全被破壞，使鋼筋處于脫鈍狀態(tài)；周?chē)h(huán)境中的氯離子從混凝土表面逐漸滲入到混凝土內(nèi)部，當(dāng)?shù)竭_(dá)鋼筋表面的混凝土孔溶液中的游離氯離子濃度超過(guò)一定值（臨界濃度）時(shí)，即使混凝土堿度再高，pH值大于11.5值，Cl-也能破壞鈍化膜，從而使鋼筋發(fā)生銹蝕。氯鹽引起鋼筋銹蝕的發(fā)展速度很快，遠(yuǎn)比碳化銹蝕嚴(yán)重，這種情況常發(fā)生在近海或海洋環(huán)境以及冬季經(jīng)常使用除冰鹽的環(huán)境。二、影響鋼筋混凝土橋梁鋼筋銹蝕的主要因素1

5、0（一）混凝土的保護(hù)層厚度及完好程度和混凝土的密實(shí)度這三個(gè)方面都與侵蝕性介質(zhì)的侵蝕速度有關(guān)，保護(hù)層厚度對(duì)鋼筋銹蝕的影響呈線性關(guān)系，因此世界各國(guó)規(guī)范對(duì)保護(hù)層厚度都作了規(guī)定。我國(guó)新修訂的《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)鋼筋的最小保護(hù)層厚度規(guī)定中，隨著使用環(huán)境條件的劣化，混凝土保護(hù)層厚度也在增加?；炷恋拿軐?shí)度影響著混凝土的滲透性，滲透性高的混凝土更容易發(fā)生銹蝕。（二）混凝土的碳化程度混凝土的碳化降低了混凝土的堿度，造成PH值降低，給鋼筋脫鈍提供了可能。鋼筋的失重率與混凝土的碳化深度差不多呈線性關(guān)系，由此混凝土的碳化程度對(duì)鋼筋銹蝕有重大影響。（三）環(huán)境條件10環(huán)境對(duì)鋼筋銹蝕

6、的影響主要有以下幾個(gè)方面：溫度、濕度、二氧化碳的濃度、氧氣的濃度以及侵蝕性介質(zhì)的濃度。對(duì)于鋼筋混凝土橋梁來(lái)說(shuō)，影響最大的是濕度，當(dāng)橋梁處在濕度較大的環(huán)境下，尤其是水位浮動(dòng)的橋墩部位和浪濺區(qū)，最容易發(fā)生銹蝕。（四）氯離子的影響氯化物是一種很危險(xiǎn)的侵蝕介質(zhì)，但是在我國(guó)北方地區(qū)，為保證冬季交通暢行，向道路、橋梁及城市立交橋等撒除冰鹽，大量使用的氯化鈉和氯化鈣，使得氯離子滲入混凝土，引起鋼筋銹蝕破壞。北方地區(qū)許多的工程經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)表明，大量地使用除冰鹽是影響鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的主要原因之一。根據(jù)國(guó)外的相關(guān)研究報(bào)道，使用除冰鹽的橋梁結(jié)構(gòu)一般在5~10年就開(kāi)始腐蝕破損造成鋼筋銹蝕，混凝土脹裂。由

7、于到目前為止，還沒(méi)有找到能夠完全替代除冰鹽的除冰方法，除冰鹽仍將繼續(xù)使用。因此采取針對(duì)除冰鹽的防腐蝕措施是十分重要的。10三、鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土橋梁耐久性的影響鋼筋銹蝕的直接結(jié)果是鋼筋的截面積減少，不均勻銹蝕導(dǎo)致鋼筋表面凹凸不平，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，使鋼筋的力學(xué)性能退化，如強(qiáng)度降低、脆性增大、延性變差，導(dǎo)致構(gòu)件承載力降低。（一）銹蝕后鋼筋的力學(xué)性能銹蝕鋼筋抗力的降低直接影響服役結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的承載能力，嚴(yán)重時(shí)可能造成結(jié)構(gòu)提前失效甚至倒塌。沿鋼筋長(zhǎng)度