混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护

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1、混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护学号：姓名:摘要：研究THW我国钢筋混凝土耐久性失效的主耍原因，分析了钢筋在未开裂和裂缝状态下的锈蚀机理以及影响钢筋锈蚀的主耍因索，提出了混凝土结构中钢筋的抗腐蚀对策，为增强结构耐久性，延长使用寿命打下了基础。关键词：钢筋混凝土；耐久性；腐蚀；对策白从波特兰水泥问世以來，钢筋混凝土结构已成为世界上最为常用的建筑形式之一。曾经一度有人认为混凝土材料有着较高的强度和良好的耐久性。但是在混凝土材料长达150多年的使用历史中。人们逐渐认识到钢筋混凝土结构也并非是十全十美的.其中

2、关于混凝土结构耐久性的问题逐渐显现出來，引起了人们的关注。然而在所有耐久性破坏形式中，混凝土中钢筋的腐蚀是结构耐久性和长期性能的最大威胁。据统计，截止1986年，美国用于修复被腐蚀桥梁的费用已达240亿美元，而且以每年5亿美元的速度增长；2001年，据美国估算，其每年用于桥梁修复和更换的费用约为83亿美元，而且在未來的20年里，这一•费用将达到每年94亿美元」】。通过以上数据可以知道，由于混凝土结构的腐蚀造成了巨人的经济损火。虽然我国在混凝十结构腐方血蚀没有全血、系统、深入的调查，但是国外发达国家

3、的先例提醒我们应该重视混凝土结构的耐久性，尽可能降低rti于腐蚀破坏所带來的损失。所以，对于混凝十结构中钢筋的腐蚀与防护的研究有着重要的意义。1混凝土中钢筋腐蚀的原因混凝十是一种多孔复合材料，在其内部由于CH品体的存在使英孔溶液具有较强的碱性（pH值为12〜13）,钢筋在混凝土的强碱性环境下会牛成一层致密的钝化膜，从而阻止钢筋腐蚀。但是当环境中的不利因索使得混凝七产生劣化后，钢筋就会失去混凝土的保护作用，从而产牛锈蚀。其中，促使混凝土发牛劣化的原因有以下几种：1.1氯离子侵蚀随着除冰盐的应用以及越

4、來越多海洋结构投入使用，氯离子的侵入逐渐成为造成混凝土中钢筋锈蚀的重要因索。通常而言，混凝十•中氯离子的來源主要有两种，一种在拌和混凝土的过程中掺人的cr,如使用含有c「的外加剂，以及浇筑海洋结构时溅入的海水等；另一种是外界环境中的C1诰液通过混凝土的孔隙渗透到混凝土中。虽然氯化物是中性盐.但是在混凝十中C「与其他离子相比更容易被吸附，所以，钢筋钝化膜附近c「浓度相対较高，根据电中性原理，OH—的浓度会相对较低，发牛局部酸化，当氯离子聚集到一定程度时钝化膜就会破坏，从而使钢筋发生腐蚀。氯离还具有催

5、化搬运作用。当Fe在阳极被氧化后，0・@与OPT争夺Fe“・生成FeC12”4H20并向含氧量较高的混凝上孔溶液迁移，牛成Fe(OH),沉积在阳极周围，并释放出CI一继续参加去饨化作用1.2混凝上的中性化混凝土屮的碱性环境会因酸性气体或液体的侵入而发生屮性化。在普通环境屮.大气中的二氧化碳会溶于水中，并与CH晶体和C—S—H凝胶发牛反应牛成CaCO,从而使得混凝土屮的pH值降低；其他的酸性气体或液体仪入混凝土也会导致混凝士的屮性化，例如工业厂房屮产生的酸性气体和酸南等。当混凝土中的PH<11.5时

6、，钢筋表而的钝化膜发生破坏，当其他条件具备时便会发牛钢筋腐蚀。1•3冻融破坏冻融破坏是指混凝土在负温与正温交替循环作用下发生表层剥落、开裂、强度降低、结构疏松乃至破坏的现象。关于于冻融破坏有两种假说：-•种假说为静水压假说，孔隙水结冰膨胀使孔隙溶液向外迁移，产生客服粘滞阻力的水压力，当流程长度足够大时.净水压力会人于混凝土抗拉强度产生破坏；另一•种假说为渗透压假说：当孔隙水结冰时，孔隙溶液中的各种离了浓度增大，相邻孔中的孔隙溶液向该孔迁移，当水压力大于混凝土的抗拉强度时发生破坏。冻融破坏会使混凝土

7、孔隙率增大、产生裂缝甚金保护层脱落.从而削弱混凝土对钢筋的保护作用，使钢筋更容易发生锈蚀。1.4碱一骨料反应碱一骨料反应是混凝土中的某些活性矿物骨料与混凝土孔隙中的碱性溶液之间的反应,根据岩石种类与反应机理的不同可以分为碱一硅酸反应(ASR)、碱一硅酸盐反应和碱一碳酸盐反应(ACR)o碱一骨料反应的生成物会发生膨胀.当膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土发生开裂，外界冇害物质更容易进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀。1.5火灾或高温作用［31在一些特殊的环境下，混凝土会因为高温作用发生劣化。从而失去对

8、钢筋的保护作用。这些因素主要包括：火灾环境中HC1气体的侵入和高温作用导致的混凝土中性化问题。PVC材料在现代建筑中己经广泛应用，而其在高温下的不稳定性可能会为建筑物在火灾厉的使用埋下了女全隐患。PVC材料在高温作用下会分解出HC1气体，而混凝土在鬲温下非常容易和HC1气体结合，在火灾扑灭后会继续渗透到钢筋表面，从而引起钢筋的锈蚀。由于较少的C1一就可能引起钢筋的锈蚀.而RC1—含量在钢筋发生腐蚀的过程中不会减少，所以火灾作用引起的C1-•侵入问题应该引起足够的重视。包括火灾在内的